6147数据通信技术教程第2版电子教案蒋占军主编第四章数据信号的频带传输PPT课件
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学习目录
4.1 频带传输系统组成 4.2 二进制数字调制解调 4.3 多进制数字调制解调 4.4 调制解调器 4.5 ADSL调制解调器
返回 结束
4.1 频带传输系统组成
频带传输系统组成
基带 DTE 信号
形成
调 发送 制 滤波 器器
信道
接收 解 抽样 滤波 调 判决 DTE
器器器
噪声
典型应用——使用模拟电话信道传呼数据信号
t t
1
t
抽样 判决器
C(t)=cos(2πfct)
位同步脉冲
上一页 返回 下一页
4.2.2 二进制频移键控
调制实现
1
0
1
s(t)
基带
1
0
1
信号
t
Tb e(t)
2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
2FSK
t
信号
fc1
fc2
fc1
fc1
fc2
fc1
基带信号直接控制压控振荡器产相位连续频移键控信号(CPFSK)
1
0
1
1
0
1
t
Tb
2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
t
2DPSK 信号
频谱与带宽 2PSK信号表达式
e(t) 带通 滤波器
C(t)=cosωct
ASK信号 e(t) s(t) cos(2fct)
其中 s(t) an g(t nTb )
n
g(t)是单位矩形脉冲，周期为Tb，an取值为：
1 “1”码元 an 0 “0”码元
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4.2.1 二进制幅移键控
频谱及带宽 2ASK频谱
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4.2.1 二进制幅移键控
调制实现
载波 C(t)=cosωct 逻辑 e(t)
发生器
门电路
s(t)
1 s(t)
0
1
1
0
1
t 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
C(t)
t
2ASK 信号 e(t)
t
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4.2.1 二进制幅移键控
调制模型
基带信 s(t) 号形成
单极性NRZ码频谱
单极性NRZ码频谱
P(f)
H(f)
f 0 fb 2fb
f Hz
300
3400
上一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 返回 下一页
4.2 二进制数字调制解调
本节内容提要：
——介绍二进制数字调制的基本原理、时域信号表达方式、频谱 及带宽、解调原理以及调制解调的实现方式等内容。
4.2.1 二进制幅移键控 4.2.2 二进制频移键控 4.2.3 二进制相移键控 4.2.4 二进制数字调制系统性能分析与比较
Pe (
f
)
1 4
Ps
(
f
fc)
Ps (
f
fc )
Ps(f)
f -2fb -fb 0 fb 2fb
Pe(f)
-fc-fb -fc+fb
-fc
0
2fb
fc-fb
fc+fb f
fc
2fb
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4.2.1 二进制幅移键控
2ASK信号带宽
——2ASK信号的零点带宽为B=2fb，也即2ASK系统的传输带宽至 少应该是2fb，这比基带信号宽一倍
e(t)
4.2.2 二进制频移键控
带通 滤波器
fc1
fc2 带通 滤波器
C(t)=cos(2πfc1t) C(t)=cos(2πfc2t)
低通 滤波器
低通 滤波器
抽样 判决器
带通 y1(t) 包络
滤波器
检波器
fc1
fc2 带通 y2(t) 包络
滤波器
检波器
低通 v1(t) 滤波器
抽样 判决器 低通 v2(t) 滤波器
频带利用率 r RB
fb
1
B | fc1 fc2 | fb 4
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4.2.2 二进制频移键控
解调实现 过零点检测
放大 限幅器
微分器
差分检测
整流器
脉冲 形成器
低通 滤波器
抽样 判决器
带通 滤波器
延时τ
低通 滤波器
抽样 判决器
位同步脉冲
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相干检测
e(t)
非相干检测
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4.2.2 二进制频移键控
e(t)
Tb
y1(t)
y2(t)
v1(t)
v2(t)
抽样脉冲
Tb
判决结果 1 0
1
Tb
1
0
t
t t
t t t
1
t
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4.2.2 二进制相移键控
绝对调相与相对调相
绝对调相（PSK）
——固定的用某种相位的载波表示“1”，另一种相位的载波表示 “0”
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4.2.2 二进制频移键控
2DPFSK信号频谱
Pe(f)
f
0
fc2
fc1
fb
fb
2DPFSK零点信号带宽
B | fc1 fc2 | 2 fb (h 2) fb
——其中h=|fc1－fc2|/fb，称为调制指数或频移指数,为保证接收端能够
正确接收，|fc1－fc2|通常取2fb或更大
第四章 数据信号的频带传输
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
Internet
Modem PSTN
内容简介
——所谓频带传输是指在发送端，经过调制，把基带信号变成频 带信号传输，接收端再由解调器将频带信号恢复成基带信号的传 输系统，调制解调器是频带传输系统的核心部分。 ——本章将对数字调制解调的实现、调制解调器等频带传输系统 的关键技术和设备进行详细介绍 。
相对调相（DPSK）
——利用前后相邻码元的相对相位值来表示数据码元，例如常用的
方式是相邻码元载波相位（一般为初相）变化表示“1”，不变表 示“0”
二进制相移键控信号矢量图——载波相位的选取
π/2
π
0 参考相位
参考相位
A方式
-π/2
B方式
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波形示例
基带 信号
2PSK 信号
4.2.2 二进制相移键控
返回 结束
学习要求
1. 掌握数据信号频带传输系统。 2. 掌握二进制调制解调系统的基本原理及主要特点 3. 掌握多进制调制解调系统的基本原理及主要特点。 4. 了解各种调制解调系统的性能。 5. 掌握调制解调器的基本概念。 6. 理解各种典型的调制解调器的主要性能。 7. 掌握ADSL系统的基本原理。
频带利用率
r RB fb 1Baud / Hz B 2 fb
解调方式 非相干检测
带通 e(t) 包络
滤波器
检波器
低通 s(t) 抽样
滤波器
判决器
位同步脉冲
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4.2.1 二进制幅移键控
2ASK
t
信号
幅度 包络
抽样
脉冲
Tb
判决 结果
1
0
Tb
相干检测
带通 e(t) 滤波器
1
1
0
y(t) 低通 z(t) 滤波器
s(t)
压控 e(t)
振荡器
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4.2.2 二进制频移键控
键控法，产生相位不连续频移键控信号(DPFSK)
载波 Cos(2πfc1t) 逻辑
发生器1
门电路1
s(t) 反相器
e(t) 相加
载波 Cos(2πfc2t) 逻辑
发生器2
门电路2
频谱及带宽
2DPFSK信号的表达式
e(t) s(t) cos(2fc1t) s (t) cos(2fc2t)
学习目录
4.1 频带传输系统组成 4.2 二进制数字调制解调 4.3 多进制数字调制解调 4.4 调制解调器 4.5 ADSL调制解调器
返回 结束
4.1 频带传输系统组成
频带传输系统组成
基带 DTE 信号
形成
调 发送 制 滤波 器器
信道
接收 解 抽样 滤波 调 判决 DTE
器器器
噪声
典型应用——使用模拟电话信道传呼数据信号
t t
1
t
抽样 判决器
C(t)=cos(2πfct)
位同步脉冲
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4.2.2 二进制频移键控
调制实现
1
0
1
s(t)
基带
1
0
1
信号
t
Tb e(t)
2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
2FSK
t
信号
fc1
fc2
fc1
fc1
fc2
fc1
基带信号直接控制压控振荡器产相位连续频移键控信号(CPFSK)
1
0
1
1
0
1
t
Tb
2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
t
2DPSK 信号
频谱与带宽 2PSK信号表达式
e(t) 带通 滤波器
C(t)=cosωct
ASK信号 e(t) s(t) cos(2fct)
其中 s(t) an g(t nTb )
n
g(t)是单位矩形脉冲，周期为Tb，an取值为：
1 “1”码元 an 0 “0”码元
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4.2.1 二进制幅移键控
频谱及带宽 2ASK频谱
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4.2.1 二进制幅移键控
调制实现
载波 C(t)=cosωct 逻辑 e(t)
发生器
门电路
s(t)
1 s(t)
0
1
1
0
1
t 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
C(t)
t
2ASK 信号 e(t)
t
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4.2.1 二进制幅移键控
调制模型
基带信 s(t) 号形成
单极性NRZ码频谱
单极性NRZ码频谱
P(f)
H(f)
f 0 fb 2fb
f Hz
300
3400
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4.2 二进制数字调制解调
本节内容提要：
——介绍二进制数字调制的基本原理、时域信号表达方式、频谱 及带宽、解调原理以及调制解调的实现方式等内容。
4.2.1 二进制幅移键控 4.2.2 二进制频移键控 4.2.3 二进制相移键控 4.2.4 二进制数字调制系统性能分析与比较
Pe (
f
)
1 4
Ps
(
f
fc)
Ps (
f
fc )
Ps(f)
f -2fb -fb 0 fb 2fb
Pe(f)
-fc-fb -fc+fb
-fc
0
2fb
fc-fb
fc+fb f
fc
2fb
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4.2.1 二进制幅移键控
2ASK信号带宽
——2ASK信号的零点带宽为B=2fb，也即2ASK系统的传输带宽至 少应该是2fb，这比基带信号宽一倍
e(t)
4.2.2 二进制频移键控
带通 滤波器
fc1
fc2 带通 滤波器
C(t)=cos(2πfc1t) C(t)=cos(2πfc2t)
低通 滤波器
低通 滤波器
抽样 判决器
带通 y1(t) 包络
滤波器
检波器
fc1
fc2 带通 y2(t) 包络
滤波器
检波器
低通 v1(t) 滤波器
抽样 判决器 低通 v2(t) 滤波器
频带利用率 r RB
fb
1
B | fc1 fc2 | fb 4
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4.2.2 二进制频移键控
解调实现 过零点检测
放大 限幅器
微分器
差分检测
整流器
脉冲 形成器
低通 滤波器
抽样 判决器
带通 滤波器
延时τ
低通 滤波器
抽样 判决器
位同步脉冲
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相干检测
e(t)
非相干检测
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4.2.2 二进制频移键控
e(t)
Tb
y1(t)
y2(t)
v1(t)
v2(t)
抽样脉冲
Tb
判决结果 1 0
1
Tb
1
0
t
t t
t t t
1
t
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4.2.2 二进制相移键控
绝对调相与相对调相
绝对调相（PSK）
——固定的用某种相位的载波表示“1”，另一种相位的载波表示 “0”
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4.2.2 二进制频移键控
2DPFSK信号频谱
Pe(f)
f
0
fc2
fc1
fb
fb
2DPFSK零点信号带宽
B | fc1 fc2 | 2 fb (h 2) fb
——其中h=|fc1－fc2|/fb，称为调制指数或频移指数,为保证接收端能够
正确接收，|fc1－fc2|通常取2fb或更大
第四章 数据信号的频带传输
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
Internet
Modem PSTN
内容简介
——所谓频带传输是指在发送端，经过调制，把基带信号变成频 带信号传输，接收端再由解调器将频带信号恢复成基带信号的传 输系统，调制解调器是频带传输系统的核心部分。 ——本章将对数字调制解调的实现、调制解调器等频带传输系统 的关键技术和设备进行详细介绍 。
相对调相（DPSK）
——利用前后相邻码元的相对相位值来表示数据码元，例如常用的
方式是相邻码元载波相位（一般为初相）变化表示“1”，不变表 示“0”
二进制相移键控信号矢量图——载波相位的选取
π/2
π
0 参考相位
参考相位
A方式
-π/2
B方式
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波形示例
基带 信号
2PSK 信号
4.2.2 二进制相移键控
返回 结束
学习要求
1. 掌握数据信号频带传输系统。 2. 掌握二进制调制解调系统的基本原理及主要特点 3. 掌握多进制调制解调系统的基本原理及主要特点。 4. 了解各种调制解调系统的性能。 5. 掌握调制解调器的基本概念。 6. 理解各种典型的调制解调器的主要性能。 7. 掌握ADSL系统的基本原理。
频带利用率
r RB fb 1Baud / Hz B 2 fb
解调方式 非相干检测
带通 e(t) 包络
滤波器
检波器
低通 s(t) 抽样
滤波器
判决器
位同步脉冲
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4.2.1 二进制幅移键控
2ASK
t
信号
幅度 包络
抽样
脉冲
Tb
判决 结果
1
0
Tb
相干检测
带通 e(t) 滤波器
1
1
0
y(t) 低通 z(t) 滤波器
s(t)
压控 e(t)
振荡器
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4.2.2 二进制频移键控
键控法，产生相位不连续频移键控信号(DPFSK)
载波 Cos(2πfc1t) 逻辑
发生器1
门电路1
s(t) 反相器
e(t) 相加
载波 Cos(2πfc2t) 逻辑
发生器2
门电路2
频谱及带宽
2DPFSK信号的表达式
e(t) s(t) cos(2fc1t) s (t) cos(2fc2t)