现代通信原理10第十章 数字信号的载波传输

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过零检测法的原理：
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10.1.3 二进制相移键控
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§10.1 二进制数字调制
调制信号为二进制数字信号 10.1.1 二进制幅度键控ASK
ASK 系统模型
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二进制幅度键控ASK：载波幅度随着调制信号而变化。
通-断键控(OOK,On-Off Keying)
2ASK 典型波形
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时域表达式：
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数字载波传输系统方框图
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三种方式
振幅键控(ASK,Amplitude Shift Keying) 频移键控(FSK,Frequency Shift Keying) 相移键控(PSK,Phase Shift Keying)
两种进制 二进制调制 多进制调制
SOOK an . A cos c t 其中 an 1 出现概率为 P 0 出现概率为 1 P
设调制信号是具有一定形状的二进制序列
B(t ) an g (t nTs)
n
则时域表达式与双边带调幅相同
S ASK [ an g (t nTs)]cosC t
n
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OOK信号的功率谱
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升余弦滚降基带信号的 2ASK 信号功率谱 2018/11/29
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调制方法：用乘法器实现，对于OOK 可以用开关电路来代替乘法器。
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振幅健控ASK的实现
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实际传输信道常常是非线性的限带信 道，为了避免非线性引起的频谱扩展， 演变出一类恒包络调制。它们的特点是 调制后信号的幅度包络是恒定的或接近 于恒定的。其中OQPSK(偏移四相相移键 控 )和MSK已得到广泛应用。
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单元学习提纲
• （ 1 ）二进制数字调制： 2ASK 、 2FSK 、 2PSK 、 BPSK 、 2DPSK 的原理，它们的时域和 频域表示； • （2）二进制数字调制的调制与解调方法， 相干解调与差分解调的区别； • （3）BPSK相干解调的载波恢复； • （ 4 ）二进制数字调制的误比特率性能， BER~EB/NO 曲线的物理意义，信噪比与 EB/NO 之间的转换； （5）多进制相移键控（MPSK）原理和星 座图表示；
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数字通信中，有效性可用单位频率的信息传输速 率 [ （ b/s ） /Hz] 来衡量。可靠性常用误比特率度量。 采用匹配滤波器可实现最佳接收，即达到最低的误 比特率。为了提高频谱的利用率，则可以采用多进 制数字调制：MASK、MFSK、MPSK和MQAM(多 进制正交幅度调制 )等。目前应用最为广泛的是 MPSK 和 MQAM 。 MPSK 是用 M 个相位来表示多种 基带电平。但随着M的增加，对载波同步和解调精 度的要求也随之增高。 MDPSK 中采用差分相干解 调，可以避免提取同频同相的精确载波，但误比特 率性能有所下降。正交幅度调制 MQAM 实际上是 一种幅度和相位相结合的多进制调制。
源自文库域表达式
功率谱密度（连续谱部分)
1 ASK ( ) [ B ( C ) B ( C )] 4 B ( )是基带二进制序列的功 率谱密度
除连续谱部分，还有离散线谱（载波）。
2ASK信号的带宽是基带带宽的两倍
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ASK信号的功率谱：ASK相当于单极性码调幅， 单极性码的平均电平不为零，有直流成分，相当 于普通调幅，除连续谱之外，还有离散线谱。
n n
其中an
0 1
概率为P 概率为 1 P
an
1 0
概率为P 概率为 1 P
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当g(t)为矩形脉冲，二进制频移键控信号是两个不同 载频的幅度键控已调信号之和。 带宽
f 2 B | f 2 f 1 | 其中B为基带信号带宽
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时域波形
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（6）多进制正交幅度调制（MQAM）原理和星 座图表示； （7）QPSK信号的调制和解调方法； （8）偏移四相相移键控（OQPSK）基本原理； （9）最小频移键控（MSK）基本原理； （10）数字信号的最佳接收概念，匹配滤波器基 本原理； （11）各种数字调制信号的频带利用率和误比特 率性能比较； （12）数字调制在移动通信、卫星通信、微波通信 中的应用。
解调方式：(a)非相干解调方式 (b)相干解调方式（在2ASK中很少采用）
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10.1.2 二进制频移键控FSK
载波频率随着调制信号“1”或“0”而变，用两种 频率f1和f2的载波信号分别表达1和0. 其时域表达式为
S 2 FSK (t ) [ an g (t nTS ] cos1t [ an g (t nTS ] cos 2t
现代通信原理
第十章 数字信号的载波传输
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单元概述
如同模拟调制一样，数字信号也可以用改变载 波的幅度、频率和相位的方法来传输，分别称为幅 度键控（ ASK ）、频移键控（ FSK ）和相移键控 （PSK）。与模拟调制的区别在于它们的幅度、频 率和相位只有离散取值，而它们的时域和频域特性 则与模拟调制时类同。 当数字信号为二进制时，载波的幅度、频率和 相位只有两种变化，分别称为2ASK、2FSK和2PSK （ BPSK ）。它们的解调方法也有相干解调和非相 干两种。与模拟调制不同的是：数字调制解调输出 为数字基带信号，为了恢复原始信息还必须从基带 信号中提取位定时。
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功率谱 图中fc是中心频率，h=(f2-f1)/Rs，与频率之差 和负载阻抗有关。
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调制方式： 1、可以用模拟信号调频电路来实现。 2、也可以用如图所示的调制电路实现。
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解调方式：(a)包络检波
(b)相干解调
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