通信原理课件数字信号的载波传输.ppt

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1、1第七章数字信号的载波传输2●——主要内容§7.1引言§7.2二进制数字调制原理§7.3二进制数字调制信号的频率特性§7.4二进制数字调制系统的噪声性能§7.5二进制数字信号的最佳接收§7.6多进制数字调制系统§7.7小结3§7.1引言数字基带传输系统,是将信源发出的信息码经码型变换及波形形成后直接传送至接收端。虽然码型变换及波形形成可使其频谱结构发生某些变化，但分布的范围仍然在基带范围内。4数字频带传输：将数字基带信号经过载波调制，把频谱搬移到高频处在带通型信道（如各种无线信道和光纤信道）中传输数字调制:用数字基带信号去控制载波波形的某个

2、参量，使这个参量随基带信号的变化而变化,实际是利用数字脉冲信号对载波进行开关形式的控制而实现故称数字键控5数字调制分类(1)根据控制载波波形参量不同，分为：振幅键控（ASK）用数字信号控制载波的振幅。频率键控（FSK）用数字信号控制载波的频率。相位键控（PSK）用数字信号控制载波的相位。6(2)根据已调信号频谱结构特点不同，分为：线性调制(如ASK)非线性调制（如FSK，PSK）线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置，无新的频率成分出现。非线性调制已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，有新的频率

3、成分出现。7§7.2二进制数字调制原理一、二进制数字调制信号的产生1、ASK信号（振幅键控）利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去控制载波幅度，使载波时断时续地输出，又称为通断健控（OOK）。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成8则2ASK信号可表示为:且相互独立。数字基带信号f(t)可表示为：其中9Ts二进制振幅键控信号时间波型f(t)2ASK信号时间波形：102ASK信号的产生原理BPF利用数字基带信号控制载波的频率来传输消息的一种调制方式。例如：“1”码用频率为f1的载波来传输“0”码用频率为f2的载波来传输2、FSK信号（

4、频率键控）11振荡器K1倒相器K2振荡器一种产生方法：产生的FSK信号相位一般不连续122FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加13aak1011001ts(t)ts(t)bcdtefgt2FSK信号ttt14假设二进制基带信号“1”—>f1“0”—>f2则2FSK的时域表达式为：153、PSK和DPSK信号(相位键控)利用数字基带信号控制载波相位来传递信息绝对调相：利用载波初始相位的绝对值直接表示数字信号如：“1”码用0相位表示；“0”码用相位表示若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有16相对调相（差分调相）：利用相邻码元载

5、波相位的相对变化(相位差)表示数字信号如：“1”码用载波相位变化来表示“0”码用载波相位不变来表示其中,an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性2PSK信号的时域表达式：17PSK产生原理：极性变换DPSK产生原理：极性变换差分编码BPF双极性不归零18bn＝anbn-1或an＝bnbn-119与2PSK信号不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才唯一确定信息符号单从波形上看，2DPSK与2PSK是无法分辩的相对相移本质上就是对差分码信号的绝对相移。2DPSK信号的表达式与

6、2PSK的形式应完全相同，所不同的只是此时式中的f(t)表示的是差分码。即:20二、二进制数字调制信号的解调1、ASK信号解调非相干解调(包络检波法)包络检波器e2ASK(t)带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器输出abcd定时脉冲ASK非相干解调(包络检波法)原理框图212ASK信号非相干解调过程的时间波形22相干解调(同步检测法)要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号2ASK相干解调器原理框图e2ASK(t)带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出cosw0ty(t)23242、FSK信号解调非相干解调法（包络

7、检波法）两个BPF带宽皆为相应的2ASK信号带宽（中心频率不同，分别为f1、f2），起分路作用，用以分开两路2ASK信号；抽样判决器起比较器作用，把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较，从而判决输出基带数字信号。一路2FSK视为2路2ASK信号的合成25FSK非相干解调的时域波形26相干解调LPFBPF1抽样判决定时抽样BPF2LPFw1w2还有鉴频法、过零检测法等其它解调方法273、PSK和DPSK信号解调PSK信号包络恒定,所以不能采用包络解调，只能采用相干解调2PSK信号的解调原理图28不考虑噪声时，带通滤波器输出可表示为：抽样判

8、决准则为：x>0,判为1x<0,判为029DPSK解调：（1）对于DPSK信号，可以先将其看作PSK信号进行解调，得到{bn}。然后再进行差分译码，得到{an}LPFBPF抽样判