《通信原理》6基本的数字调制系统课件.ppt

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1、基本的数字调制系统二进制振幅键控2ASK二进制频移键控2FSK二进制相移键控2PSK二进制差分相移键控2DPSK2021/8/72研究对象：数字信号的频带调制——即把数字基带信号调制到正弦载波的某个参数上，这是一个频谱搬移的过程。本章要点：2021/8/73研究目的：掌握二进制数字调制信号的时域和频域特性掌握各种数字调制系统(2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK)的调制与解调的原理抗噪声性能本章要点：2021/8/74本章研究的问题：正弦载波数字调制系统的基本结构2021/8/75本章研究的问题：实际信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可

2、以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。2021/8/76本章研究的问题：数字调制被称为“键控”，是指调制过程可用数字信号脉冲对载波的参数进行控制从而达到调制的目的。调制分为——线性调制和非线性调制解调分为——相干解调与非相干解调2021/8/77本章研究的问题：2ASK(Amplitudeshift-keying)2FSK(Frequencyshift-keying)2PSK(Phaseshift-keying)2021/8/78

3、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2021/8/79二进制振幅键控（2ASK）二进制振幅键控信号2021/8/710二进制振幅键控（2ASK）调制原理图：二进制振幅键控信号调制器原理框图单极性的随机脉冲序列相乘法开关法基带信号必须是矩形脉冲2021/8/711二进制振幅键控（2ASK）解调原理图：非相干解调(包络检波法)相干解调(同步检测法)带通滤波器整流器低通滤波器取样判决器(a)包络检波定时脉冲abcd2021/8/712二进制振幅键控（2ASK）2ASK信号非相干解调过程的时间波形图2021/8/713二进制振幅键控（2ASK）带通滤波器取样

4、判决器低通滤波器相乘器(b)相干解调定时脉冲相干载波解调原理图：非相干解调(包络检波法)相干解调(同步检测法)2021/8/714二进制振幅键控（2ASK）功率谱密度：B2ASK2021/8/715二进制振幅键控（2ASK）连续谱：由基带信号波形g(t)确定离散谱：由载波分量确定第一旁瓣峰值比主峰衰减14dBB2ASK是基带信号波形带宽的两倍2021/8/716二进制振幅键控（2ASK）误码率：相干解调法：当符号的发送概率P(1)、P(0)及概率密度函数f1(x)、f0(x)一定时，系统总的误码率Pe将与判决门限b有关2021/8/717二进制振幅键控（2ASK）误码率Pe等于图中阴影的面积。

5、改变判决门限b，阴影的面积将随之改变，也即误码率Pe的大小将随判决门限b而变化。当判决门限b取P(1)f1(x)与P(0)f0(x)两条曲线相交点b*时，阴影的面积最小。即判决门限取为b*时，此时系统的误码率Pe最小。这个门限就称为最佳判决门限。2021/8/718二进制振幅键控（2ASK）误码率：相干解调法：当发送的二进制符号“1”和“0”等概，且判决门限取b*=时，误码率Pe为：为信噪比。当大信噪比时，误码率为：2021/8/719二进制振幅键控（2ASK）误码率：包络检波法：发送“1”符号时的抽样值是广义瑞利型随机变量；发送“0”符号时的抽样值是瑞利型随机变量。在系统输入信噪比一定的情况

6、下，系统误码率将与归一化门限值b0有关。误码率的几何表示如图所示：2021/8/720二进制振幅键控（2ASK）当判决门限b取两条曲线相交点即判决门限取为b*时，此时系统的误码率Pe最小。误码率：包络检波法：2021/8/721二进制振幅键控（2ASK）在实际工作中，系统总是工作在大信噪比的情况下，因此最佳归一化判决门限应取b*0=。此时系统的总误码率Pe为当r→∞式，包络检波误码率为：误码率：包络检波法：2021/8/722二进制振幅键控（2ASK）误码率：在相同的信噪比条件下，相干解调法的误码性能优于包络检波法的性能；在大信噪比条件下，包络检波法的误码性能将接近相干解调法的性能。另外，包络

7、检波法存在门限效应，相干解调法无门限效应。2021/8/723例题：设某2ASK信号的码元速率波特,接收端输入信号的幅度a=1mV,信道中加性噪声的单边功率谱密度求：1.包络检波器解调时系统的误码率2.同步检测法解调时系统的误码率2021/8/724例题：解：包络检波时的误码率：相干解调时的误码率：2021/8/725二进制频移键控（2FSK）在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在