数字带通传输系统课件.ppt

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1、第6章数字带通传输系统二进制幅度键控6.1二进制频移键控6.2二进制相移键控6.3二进制差分相移键控6.4各种二进制数字调制系统的性能比较6.5多进制数字调制6.6数字基带信号不能直接通过带通信道传输，需将数字基带信号变换成数字频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位，称为数字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来，称为数字解调。和模拟调制相似，数字调制所用的载波一般也是连续的正弦型信号，但调制信号则为数字基带信号。理论上讲，载波形式可以是任意的（比如三角波、方波等），只要适合在带通信道中传

2、输即可。之所以在实际通信中多选用正弦型信号，是因为它具有形式简单、便于产生和接收等特点。数字调制方式：幅度调制，称为幅度键控，记为ASK；频率调制，称为频移键控，记为FSK；相位调制，称为相移键控，记为PSK。所谓“键控”是指一种如同“开关”控制的调制方式。比如对于二进制数字信号，由于调制信号只有两个状态，调制后的载波参量也只能具有两个取值，其调制过程就像用调制信号去控制一个开关，从两个具有不同参量的载波中选择相应的载波输出，从而形成已调信号。6．1二进制幅移键控（2ASK）1.2ASK信号的调制用二进制数字基带

3、信号控制载波的幅度，二进制数字序列只有“1”、“0”两种状态。调制后的载波也只有两种状态：有载波输出传送“1”，无载波输出传送“0”。假定调制信号是单级性非归零的二进制序列，“1”码时，输出载波Acosω0t；“0”码时，无输出。图6-12ASK信号的波形图6-22ASK信号调制器原理框图为第n个码元的电平值，单极性码，或。是时间宽度为的基本脉冲。2ASK信号乘法器完成调制，BPF取出已调信号，抑制带外频谱分量，通过调节还可以实现单边带或残留边带调制。在一般情况下，调制信号是具有一定波形形状的二进制脉冲序列，可表

4、示为2.2ASK信号的带宽图6―22ASK信号的功率谱密度是基带脉冲的速率，是基带脉冲周期。2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移，其频谱宽度是二进制基带信号的两倍。由于基带信号是矩形波，其频谱宽度从理论上来说为无穷大，以载波为中心频率，在功率谱密度的第一对过零点之间集中了信号的主要功率，因此,通常取第一对过零点的带宽作为传输带宽，称之为谱零点带宽。3.2ASK信号的解调解调方式：相干解调和非相干解调。图6-42ASK信号解调器原理框图（1）相干解调乘法器实现ASK频谱的再次搬移，使数字调制信号的频谱搬回

5、到零频附近；LPF去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。BPF滤除接收信号频带以外的噪声干扰，并保证信号完整地通过。乘法器输出LPF输出由于噪声及信道特性的影响，LPF输出的数字信号是不标准的，通过对信号再采样，利用判决器对采样值进行判决，便可以恢复原“1”、“0”数字序列。应该注意本地载波要与发送在波同频同相，以保证数据的正确解调。图6-52ASK信号相干解调过程的各点波形（2）非相干解调利用包络检波器来实现，LPF滤除包络信号中的高频成分，平滑包络信号。比非相干解调实现容易。2FSK是利用载波的频率变化

6、来传递数字信息的。在二进制情况下，1对应于载波频率，0对应于载波频率。2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的ASK信号相叠加。6．2二进制频移键控图6-72FSK信号的波形式中：是宽度为的基本矩形脉冲，表示的非。频差：两个载频之间的间隔。中心频率：两个载频的平均值因此已调信号的时域表达式为定义调制指数（或频移指数）为图6―82FSK信号功率谱图6―8给出了h＝0.5、h=0.7、h=1.5时2FSK信号的功率谱示意图。功率谱以fc为中心对称分布。在Δf较小时功率谱为单峰。随着Δf的增大，f1和f2之间的距

7、离增大，功率谱出现了双峰。2FSK信号的第一频谱零点带宽可近似表示为式中,为基带信号的带宽或者说是基带信号的码元速率。图6-92FSK信号调制器原理框图2FSK信号的调制方法2FSK信号常用的解调方法有相干解调，非相干解调和过零检测法等。3.2FSK信号的解调图6-102FSK信号解调器原理框图设代表“1”码，代表“0”码。中心频率为的带通滤波器和中心频率为的带通滤波器可将两者分开，把代表“1”码的和代表“0”码的分成两路ASK信号，采用相干解调方式解调。采样判决可恢复原数据序列。1.相干解调乘法器输出LPF输出

8、判决准则：判为“1”，判为“0”。图6-112FSK信号相干解调过程的各点波形2FSK信号的过零点数随载频的变化而不同，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。过零检测法的原理框图及各点波形如图6-12,6-13所示。FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的脉冲序列，由此再形成相同宽度的矩形波。此矩形波的低频分量与数字信号相对应