通信原理第7章二进制调制原理

P s f f s P ( 1 P ) G ( f) 2 f s 2 ( 1 P ) 2 G ( 0 ) 2( f)
ps(f)
P2ASK(f)
-fs 0 fs
-fc
0
fc
2ASK信号的传输带宽是码元速率的2倍： B2ASK2fs
7.1 二进制调制原理
2、二进制频移键控（2FSK）
信号表达式：
相位连续：
相位连续的情况下旁瓣衰减更快。
7.1 二进制调制原理
相位不连续的2FSK的功率谱密度
2FSK可以看成2个2ASK信号之和，所以：
e 2 F( S t) K s 1 (t)co 1 t s 2 (t)co 2 ts
因此功率谱密度表达式为：
P 2 F ( f S ) K 1 4 P s 1 ( f f 1 ) P s 1 ( f f 1 ) 1 4 P s 2 ( f f 2 ) P s 2 ( f f 2 )
2. 连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，若| f1 – f2 | < fs，连续谱在 fc 处出现单峰；若| f1 – f2 | > fs ，则出 现双峰；
3. 若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的 带宽，则其带宽近似为
B 2FS Kf2f12fs
7.1 二进制调制原理
2FSK的解调方法
滤波器
相乘器
低通 滤波器
输出 抽样 判决器
cosct
定时 脉冲
2ASK信号的特点：
产生方法简单，易于学习； 受噪声影响大，可靠性不高，实际应用较少。
7.1 二进制调制原理
2ASK功率谱密度
e2A SK(t)stcosct
P 2A (fS ) K 1 4P s(ffc) P s(ffc)
由第6章，已知NRZ矩形波形脉冲序列的Ps(f)为：
eo(t)
7.1 二进制调制原理
2ASK信号时间波形：
1
0
0
s t
Ts
载波
2ASK
1 t t
t
7.1 二进制调制原理
一般表达式： e2ASK(t)stcosct
其中： s(t) ang(t-nTs) n
Ts － 码元持续时间；
g(t) － 持续时间为Ts的基带脉冲波形，通常假
设是高度为1，宽度等于Ts的矩形脉冲；
fc
fc fs
f
P 2 P S K (f)1 4 P s(ffc) P s(ffc)
占用带宽和2ASK一致
7.1 二进制调制原理
2PSK的解调
由于功率谱密度中没有离散的载波分量所以需要采用平方 环法或者科斯塔斯环法提取载波（第13章知识）。
e2PSK(t)
带通 滤波器
a 相乘器
cosct b
c 低通
an
－ 第n个符号的电平取值。
1, 概率P an 0，概率1-P
7.1 二进制调制原理
2ASK解调方法：
非相干解调： e2ASK(t) 带通 a 全波 b 低通 c 抽样 d
滤波器
整流器
滤波器
判决器 输出
1
0
0
1
定时 脉冲
波形： a
t
b t
c t
d
1
0
0
1
t
7.1 二进制调制原理
相干解调：
e2ASK(t) 带通
1. 非相干解调法 e2FSK(t)
2. 相干解调法
e2FSK (t)
带通 滤波器
1
包络 检波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
带通Leabharlann Baidu滤波器
2
包络 检波器
带通 滤波器
1
带通 滤波器
2
相乘器
cos1t cos2t
相乘器
低通 滤波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
低通 滤波器
7.1 二进制调制原理
（3）二进制相移键控2PSK（BPSK）
波形：e2FS (t)K A A cco o s2 1 stt ((n n)),,
发送 1”“ 时 发送 0”“ 时
1
0
1
0
(a)2FSK信号 t
（b) s1 t cos 1t
t
(c) s2 t cos 2t
可以看成两个2ASK信号的合成。
1
t
7.1 二进制调制原理
2FSK的产生
相位不连续：
第7章 数字带通传输系统
引言
数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调 信号）的过程。
数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字 传输系统称为数字带通传输系统。
数字调制技术有两种方法： 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。
引言
三种基本键控方式
1. 振幅键控 2. 频移键控 3. 相移键控
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
振幅键控
频移键控
相移键控
数字调制可分为二进制调制和多进制调制。
章节内容
❖ 7.1 二进制数字调制原理 ❖ 7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能 ❖ 7.3 二进制数字调制系统的性能比较 ❖ 7.4 多进制数字调制原理 ❖ 7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能
信号表达式： e2P S K (t)A cos(ctn)
其中： n 0， , 发 发送 送0“ 1“ ” ”时 时
因此可改写为： e2PS(tK ) A Accoo sscctt,,
概率 P为 概率 1为 P
1
0
0
1
1
t Ts
7.1 二进制调制原理
2PSK的产生方式
模拟产生法：
s(t)
双 极 性 不 归 零
当p(1)=p(0)时，Ps1=Ps2
7.1 二进制调制原理
相位不连续的2FSK的功率谱密度
|fc1fc2|2fs
fc2 fc2+fs
fc1 fc1+fs
|fc1fc2|2fs
或
fc2 fc1
fc2 fc1
7.1 二进制调制原理
2FSK的功率谱密度
1. 相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。 其中，连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加而成， 离散谱位于两个载频f1和f2处；
滤波器
d 抽样 e
判决器 输出
定时 脉冲
思考：2PSK信号能否采用包络检波解调？
e2PS (t)K
码 型 变 换
乘 法 器
键控产生法：
co cts
co cts
开 关 电 路
0
e 2PS (t) K
18 0移 0 相
s(t)
7.1 二进制调制原理
2PSK的功率谱密度
与2ASK的功率谱密度表达式相同，区别仅在于一个 是单极性码，一个是双极性码。
P2PSK f
fc
fc fs
7.1 二进制调制原理
1、二进制振幅键控（2ASK）
信号表达式：eOO (t)K A 0 ， c cto,s以 以概 1概 P发 P发 率 率 1 送 ” 0 送 ” “ 时 “ 时
模拟法
产生框图：
m(t) NRZ
键控法 cosct
eo (t) m(t)cosct cos c t
电子开关 m(t)