通信原理(陈启兴) 第6章 正弦载波数字调制系统v3.ppt

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1、1通信原理第6章正弦载波数字调制系统2021/7/3126.1引言数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。数字调制技术有两种方法：利用模拟调制的方法去实现数字式调制；通过开关键控载波，通常称为键控法。基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。数字调制可分为二进制调制和多进制调制。2021/7/3136.2二进制数字调制原理6.2.1二进制振幅键控(2ASK）振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制技术，而其频率和初始相位保持不变。当数字基带信号为二进制时，称为二进制振幅键控(2ASK)。设发送的二进制符号序列由“0”、“1”序列组成，发送符号“0”的概

2、率为P，发送符号“1”的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为2021/7/3146.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)设载波信号为c(t)=Acos(ωct)，则二进制振幅键控信号可表示为2021/7/3156.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2021/7/3162ASK信号产生方法：6.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2021/7/3172ASK信号解调方法6.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2021/7/3186.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2021/7/3196.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2ASK信号可以视为基带信号与正弦载波

3、的乘积，因此，2ASK信号的功率谱是相应基带信号功率谱平移±fc的结果。2021/7/31106.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)将2ASK信号功率谱的主瓣宽度作为其带宽，即其中，Rs=1/Ts为系统的比特传输率。其实，2ASK信号的带宽是相应基带信号带宽B的两倍，即B2ASK=2B，对于NRZ方波信号，B=Rs（第一零点带宽）。2ASK信号的自相关函数为其中，是数字基带信号的平均相关函数。2021/7/31116.2.1二进制振幅键控(2ASK）(续)2ASK信号的功率谱为式中，Ps(f)为s(t)的功率谱。对于2ASK信号，s(t)是幅度为1的单极性NRZ二元基带信号，它的功率谱

4、为2ASK信号的功率谱为2021/7/31126.2.2二进制频移键控（2FSK）2FSK(或BFSK)是二进制频移键控(BinaryfrequencyshiftKeying)的简称，它是利用载波的频率变化来传递数字信息的，在一个码元周期内，其时域信号可以表示为2021/7/31136.2.2二进制频移键控（2FSK）（续）2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现，另一种可以采用键控法来实现。2021/7/31146.2.2二进制频移键控（2FSK）（续）2FSK信号的常用解调方法采用如图6-8所示的非相干解调、相干解调和过零检测法。2021/7/31156.2.2

5、二进制频移键控（2FSK）（续）2021/7/31166.2.2二进制频移键控（2FSK）（续）2021/7/312FSK信号的功率谱可以看作是两个2ASK信号的功率谱的叠加，即当f1或f2过于接近时，功率谱中两个2ASK频谱将发生重叠，且随着f1或f2频率差的减小，其功率谱由双峰变为单峰。键控法产生2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成，其中，连续谱由两个中心位于f1或f2的双边谱叠加而成，离散谱位于两个载频f1或f2处。2FSK信号的带宽定义为：两个频峰外侧的第一个零点间的距离，因此176.2.2二进制频移键控（2FSK）（续）2021/7/31186.2.2二进制频移键控（2FSK

6、）（续）2021/7/31由于单个2ASK频谱的第一零点与主瓣中心的距离为Rs=1/Ts，因此，如果需要保持两个2ASK部分在频域上基本可分离，则两个频率的间距应该至少满足由于主瓣宽度为2Rs，应用中通常会设法保证

7、f1-f2

8、≥2Rs。如果采用基于正交性的接收方法，f1和f2的间距可以靠近到

9、f1-f2

10、=Rs/2。显然，f1和f2越靠近，则信号占用的带宽就越少。196.2.3二进制相移键控（2PSK）2PSK是二进制相移键控(Binaryphaseshiftkeying)的简称，它利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“

11、1”和“0”，在一个码元周期内，其信号表达式为2021/7/31206.2.3二进制相移键控（2PSK）（续）2021/7/31如果序列{an}对应的是双极性二元NRZ基带信号s(t)，其2PSK信号可以表示为216.2.3二进制相移键控（2PSK）（续）2021/7/31226.2.3二进制相移键控（2PSK）（续）2021/7/31236.2.3二进制相移键控（2PSK）（续）2021/7/312PSK信号的带宽是B