通信原理 第5章.ppt

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1、5.2二进制数字调制原理5.3二进制数字调制系统的抗噪声性能5.4二进制数字调制系统的性能比较5.5多进制数字调制系统第5章数字信号的频带传输系统数字信号有两种传输方式基带传输与频带传输数字基带传输系统然而，实际通信中，不少信道都不能直接传送基带信号。已讨论的问题为什么一定要在带通型信道中传输数字信号呢？问题原因1、是带通型信道比低通型信道带宽大得多，可以采用频分复用技术传输多路信号；2、若要利用无线电信道，必须把低频信号“变”成高频信号。数字调制也有调幅、调频、调相三种形式。已讨论过的问题以正弦波作为载波的模拟调制系

2、统现在讨论的问题以正弦波作为载波的数字调制系统三种形式是：振幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK(a)振幅键控(b)移频键控(c)移相键控模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传输的信息注意5.2二进制数字调制原理1、二进制振幅键控2ASK（通断键控OOK）振幅键控：正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。在2ASK中，载波幅度随着调制信号1和0的取值而在两个状态之间变化。2ASK（OOK）信号是双边带调幅信号。令二进制数字基带信号为：则为双边带调幅信号的时域表达

3、式说明g(t)为持续时间为Ts的矩形脉冲，an为二进制数字信息，它的取值服从下述关系：出现概率为P出现概率为1-P二进制振幅键控信号时间波形（1)2ASK信号的产生与解调产生的方法有两种：模拟法、键控法2ASK调制器原理框图2ASK信号的解调方法有两种：相干解调（同步检测法）非相干解调（包络检波法）2ASK信号的非相干解调2ASK信号的非相干解调2ASK信号的相干解调2、二进制移频键控（2FSK）移频键控：用数字基带信号控制正弦载波的频率，使载波频率按基带信号规律变化。2FSK：利用载波的频率变化来传递数字信息的。在二

4、进制情况下，1对应于载波频率f1，0对应于载波频率f2。2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的2ASK信号相叠加，因此已调信号的时域表达式为：ω1=2πf1，ω2=2πf2，是an的反码概率为P概率为1-P概率为P概率为1-P二进制移频键控信号的时间波形（1)产生方法：模拟法、键控法数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图（2）2FSK信号的解调相干解调法、非相干解调法、鉴频法、过零检测法、差分检波法等。2FSK信号常用的接收系统2FSK非相干解调过程的时间波形过零检测法2FSK信号的过零点数随载频的变化而不同

5、。因此，检测出过零点数就可以得到载频的差异，从而进一步得到调制信号的信息。过零检测法原理图和各点时间波形例1、发送数字信息为1011001，码元速率为1000波特。假设数字基带信号为不归零的矩形脉冲。（1）设载波信号为，试画出对应的2ASK信号波形示意图；（2）设数字信息“1”对应载波频率，“0”对应载波频率，试画出对应的2FSK信号波形示意图。3、二进制移相键控及二进制差分移相键控（2PSK、2DPSK）2PSK：用二进制数字信号控制载波的两个相位，这两个相位通常相隔π弧度。例如：用相位0和π分别表示1和0。移相键控

6、：用数字基带信号控制载波的相位二进制相移键控信号的时域表达式为g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，an为双极性数字信号概率为P概率为1-P在一个码元持续时间内观察时。e0(t)为：cosωct概率为Pe0(t)=-cosωct概率为1-P发“0”，an取+1，e0(t)取0相位发“1”，an取-1，e0(t)取π相位2PSK信号波形二进制移相键控信号的时间波形2PSK信号的调制原理图2PSK信号的解调原理图绝对移相：以载波的不同相位直接去表示相应数字信息的相位键控。发送端以某一个相位作基准的，因而在接收系统中也必须有这

7、样一个固定基准相位作参考。出现的问题如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会发生变化，造成错误。参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易发现。在实际通信中这样现象采用2PSK方式就会在接收端发生错误的恢复。称为2PSK方式的“倒π现象”或“反向工作现象“。实际中一般不采用2PSK方式，而采用2DPSK方式因此2DPSK：利用前后码元载波相位相对数值的变化传送数字信息的方式。Δφ=0,表示数字信息“0”π,表示数字信息“1”则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下所示:

8、二进制数字信息：11010011102DPSK信号相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ波形相对码与绝对码的关系：an表示绝对码、bn表示相对码2DPSK信号调制过程波形图2DPSK信号调制器原理图2DPSK信号相干解调器原理图2DPSK信号差分相干解调器原理图例2、已知发送数字信息为1011001，码元速率为1