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)/

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