第5章 基本的数字调制系统ppt课件.ppt

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1、第5章基本的数字调制系统5.1概述5.2二进制振幅键控(2ASK)5.3二进制频移键控(2FSK)5.4二进制相移键控(2PSK)5.5二进制差分相移键控(2DPSK)5.6二进制数字键控传输系统性能比较●将数字消息变换为相应的数字信号，以适合在带通型信道中传送。因此，需要用数字信号对载波进行调制，已调信号是高频的窄带信号，即已调信号的带宽远远小于载波的频率●方法●用数字消息控制载波的一个或几个参数常用的载波信号为正弦型信号●3种基本的调制制度：●振幅键控ASK●频移键控FSK●相移键控PSK5.1概述“1”“1

2、”“0”TTT“1”“1”“0”T2ASK信号的时域表达式与波形2ASK信号的产生与解调2ASK信号的功率谱密度2ASK系统的抗噪声性能5.2二进制振幅键控(2ASK)●设信息源发出消息代码an是由二进制符号1、0组成的序列，假定符号1出现的概率为P，符号0出现概率为1-P，它们彼此独立。即发送概率为P发送概率为1-PTs是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:●则二进制振幅键控信号可表示为5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK信号的时域表达式与波形●2ASK信号的波形:5.2二进制振幅

3、键控(2ASK)2ASK信号的产生与解调●2ASK信号的产生●相乘电路●开关电路●解调方法●包络检波法（非相干解调）－不利用载波相位信息●相干解调法－利用载波相位信息包络检波器全波整流带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲A(t)相干载波cos0t相乘电路带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲A(t)5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK信号的功率谱密度●设2ASK随机信号序列的一般表示式为：式中，an－二进制单极性随机振幅；g(t)－码元波形；T－码元持续时间则可以计算出：●演示●2ASK信号的功率谱的特点●2ASK信

4、号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成●2ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍●通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声的能力。在数字通信中，信道加性噪声有可能使传输码元产生错误。这种传输错误通常用误码率来衡量●设在T内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于:式中，由于n(t)是一个窄带高斯过程，故有将上两式代入y(t)式，得到：5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK系统的抗噪声性能●相干解调法的误码率：抽样判决处的电压x(t)为式中，nc(t)－高斯过程因此当发送“1”时，x(t)的概率密度等于：当发送“0”

5、时，x(t)的概率密度等于：5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK系统的抗噪声性能●相干解调法的误码率令h为判决门限，则将发送的“1”错判为“0”的概率等于：式中，将“0”错判为“1”的概率等于：当P(1)=P(0)时，相干解调的总误码率为：当h值等于最佳门限值h*时，当信噪比r>>1时，h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK系统的抗噪声性能●包络检波法的误码率由于输出是其输入电压y(t)的包络，故有假定判决门限值等于h，并规定当V>h时，判为收到“1”；当Vh时，则

6、判为“0”。可以计算出，当大信噪比时，误码率为：●结论●在相同的信噪比下，2ASK信号相干解调时的总误码率低于包络检波法时的总误码率，但两者的误码性能相差并不大，且两者的最佳判决门限电平都依赖于接收信号的包络值，这个特性使得2ASK不适用于随参信道，只能用在像电缆一类的恒参信道中●包络检波法由于不需要稳定的本地相干载波信号，实现起来比相干解调法简单5.2二进制振幅键控(2ASK)2ASK系统的抗噪声性能用基带数字信号控制载波频率，称为频移键控。当传送“1”码时送出一个频率，传送“0”码时送出另一个频率，称为二元移

7、频键控(2FSK)5.3二进制频移键控(2FSK)2FSK信号的时域表达式及波形2FSK信号的产生及解调2FSK信号的功率谱密度2FSK系统的抗噪声性能●时域表达式●时域波形5.3二进制频移键控(2FSK)2FSK信号的时域表达式及波形5.3二进制频移键控(2FSK)2FSK信号的产生及解调●产生方法●调频法：相位连续●开关法：相位不连续调频器A(t)s(t)A(t)开关电路频率源1频率源0s(t)f1f05.3二进制频移键控(2FSK)2FSK信号的产生及解调●解调方法●非相干解调●相干解调带通滤波f0带通滤波

8、f1包络检波包络检波抽样判决定时脉冲输入输出V0(t)V1(t)定时脉冲低通滤波低通滤波抽样判决输出带通滤波f0带通滤波f1输入相乘相乘cos0tcos1tV0(t)V1(t)y1(t)y0(t)5.3二进制频移键控(2FSK)2FSK信号的产生及解调●解调方法●过零点检测法带通滤波限幅低通微分整流脉冲展宽abcedf5.3二进制频移键控(2FSK)●对相位不连续的二