通信原理教程基本的数字调制系统ppt课件.ppt

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1、基本的数字调制系统6.1概述正弦形载波：或式中，A－振幅(V)；f0－频率(Hz)；0=2f0－角频率(rad/s)；为初始相位(rad)。3种基本的调制制度：振幅键控ASK频移键控FSK相移键控PSKTTT“1”“1”“0”“1”“1”“0”T1矢量表示法和矢量图26.2二进制振幅键控(2ASK)6.2.1基本原理表示式：式中，0＝2f0为载波的角频率；调制方法:相乘电路：包络可以是非矩形的开关电路：包络是矩形的相乘器cos0ts(t)A(t)cos0ts(t)A(t)3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

2、滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)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s(t)A(t)46.2.2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：式中，Ps(f)－s(t)的功率谱密度；PA(f)－A(t)的功率谱密度。∴若求出了PA(f)，代入上式就可以求出Ps(f)。5求PA(f)：由式(5.5-29)：式中，fc＝1/TG1(f)－基带信号码元g1(t)的频谱G2(f)－基带信号码元g2(t)的频谱∵现在，g1(t)=0，∴上式变成：式中，G(f)=G2(f)现在基带信

3、号是矩形脉冲，故由图2.2.2和式(2.2-9)可知，对于所有n0的整数，G(nfc)=0。所以上式变成将PA(f)代入Ps(f)式中，得到6求Ps(f)：由上式当P=1/2时，上式变为式中，所以，有最终得出：7PA(f)和Ps(f)的曲线f/fcPA(f)(a)功率谱密度PA(f)的曲线(b)功率谱密度Ps(f)的曲线86.2.3误码率设在T内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于:式中，∵n(t)是一个窄带高斯过程，故有将上两式代入y(t)式，得到：或上式为滤波后的接收电压，下面用它来计算误码率。9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。∴当发送“1”时，

4、x(t)的概率密度等于：当发送“0”时，x(t)的概率密度等于：h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA10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)Pe1hA11包络检波法的误码率∵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，则判为“0”。可以计算出，当大信噪比时，误码率为：12【例6.1】设有一个2ASK信号传输系统，其中码元速率RB=4.8106Baud

5、，接收信号的振幅A=1mV，高斯噪声的单边功率谱密度n0=210-15W/Hz。试求：1）用包络检波法时的最佳误码率；2）用相干解调法时的最佳误码率。解：基带矩形脉冲的带宽为1/THz。2ASK信号的带宽应该是它的两倍，即2/THz。故接收端带通滤波器的最佳带宽应为:B2/T=2RB=9.6106Hz故带通滤波器输出噪声平均功率等于:因此其输出信噪比等于：∴（1）包络检波法时的误码率为：（2）相干解调法时的误码率为：136.3二进制频移键控(2FSK)6.3.1基本原理表示式：产生方法：调频法：相位连续开关法：相位不连续A(t)开关电路频率源1频率源0s(t)f1f0调频器A(t)s(t

6、)14接收方法：相干接收：非相干接收：包络检波法：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)带通滤波f0带通滤波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)15过零点检测法带通滤波放大限幅低通微分整流脉冲展宽abcedf166.3.2功率谱密度开关法产生的2FSK信号可以看作是两个不同频率2ASK信号的叠加：式中，∵2ASK信号的功率谱密度可以表示为：∴2FSK信号的功率谱密度是两个不同频率2ASK信号的功率谱密度之和：∵已知2ASK信号功率谱密度为：将其代入上式，得到2FSK信号

7、的功率谱密度为：17当发送“1”和发送“0”的概率相等时，概率P=1/2，上式可以化简为：式中，G(f)为基带脉冲的频谱：及将G(f)代入上式，得到2FSK信号功率谱密度最终表示式为：18由上式可以看出，前4项是连续谱部分，后4项是离散谱。曲线：带宽：fsfs=(f0+f1)/2ff1+fcf0-fcf0f12fcf1fsff0fs=(f0+f1)/2fcf1+fcf0-fcfs=(f0+f1)/