通信原理—基本的数字调制系统14讲
通信系统中的数字信号调制原理
通信系统中的数字信号调制原理在通信系统中，数字信号调制是非常重要的一个环节。
数字信号调制的原理是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中能够准确传输和恢复原始信息。
下面我将详细介绍数字信号调制的原理。
数字信号调制的主要目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中可以准确传输信息。
这样一方面可以减小传输的带宽，另一方面也可以提高信号的传输质量和抗干扰能力。
数字信号调制主要有两种方式：ASK（Amplitude Shift Keying）和FSK（Frequency Shift Keying）。
对于ASK调制，其原理是通过改变信号的振幅来表示不同的数字信号。
具体实现方法是，在一个固定频率的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将振幅调制成一定水平；当需要传输低电平（0）时，将振幅调制成另一个水平。
这样，接收端可以通过测量信号的振幅来还原原始的数字信号。
而对于FSK调制，其原理是通过改变信号的频率来表示不同的数字信号。
具体实现方法是，在一个固定振幅的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将频率调制成一定值；当需要传输低电平（0）时，将频率调制成另一个值。
接收端则可以通过测量信号的频率来还原原始的数字信号。
值得注意的是，数字信号调制的过程中会引入一定的量化误差和噪声干扰，因此在设计通信系统时需要考虑到这些因素。
此外，不同的数字信号调制方式在传输效率、带宽利用率、抗干扰能力等方面可能有所不同，需要根据具体的应用场景进行选择。
总的来说，数字信号调制在通信系统中起着至关重要的作用。
掌握数字信号调制的原理和实现方法，可以帮助我们设计出更高效、更可靠的通信系统，从而更好地满足人们对信息传输的需求。
希望以上内容对您有所帮助。
《数字通信基本原理》课件
调频键控技术，通过调制载波的频率来传输数字信号。
PSK
相位键控技术，通过调制载波的相位来传输数字信号。
多天线通信
1
多天线系统简介
介绍多天线系统的基本原理、优势和应
MIMO通信
2
用领域。
多输入多输出系统，通过使用多个发射
天线和接收天线来提高信号传输质量。
3
信号分集技术
通过同时接收多个信号路径上的信号来 提高信号的可靠性。
CDMA
码分多址技术，通过使用不同的 码来区分不同的信号，实现多用 户之间的同时通信。
正交频分复用
一种高效的频域传输技术，广泛 应用于无线通信系统中。
传输带宽效率
带宽利用率
衡量数字通信系统在给定带宽 下传输数据的能力。
信号传输速率
衡量数字通信系统在单位时间 内传输的数据量。
功率效率
衡量数字通信系统在单位能量 下传输的数据量。
频率域均衡技术
1
信道均衡概述
介绍在数字通信系统中进行频率域均衡的基本原理和方法。
2
自适应均衡技术
基于反馈信息和算法的均衡方法，根据信道条件实时调整信号均衡参数。
3
前向均衡技术
通过预处理信号来抵消信号在信道中引入的失真。
扩频技术
直接序列扩频技术
通过将信号进行宽频带扩展， 提高信号在噪声干扰环境下 的抗干扰能力。
数字通信基本原理
本课程介绍数字通信的基本原理和技术，包括数字调制技术、调频键控、相 位键控等。通过丰富的内容和生动的图像向大家分享我的专业知识。
数字通信简介
数字通信的概述及其在现代通信中的重要性，包括数字通信的基本概念、优 势和应用领域等。
数字调制技术
信号调制的基本原理
信号调制的基本原理
信号调制是一种将信息从原始信号转换为适合传输的形式的技术。
它的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 信息编码：将要传输的信息转换为二进制数字序列，例如 ASCII 码或 Unicode 码。
2. 调制信号生成：使用二进制数字序列生成一个调制信号，该信号可以是模拟信号或数字信号。
3. 信号传输：将调制信号通过传输介质（如电缆、无线电波或光纤）发送到接收端。
4. 信号解调：在接收端，使用解调技术将调制信号转换回原始信息。
在调制过程中，调制信号的特性（如频率、相位或幅度）会根据二进制数字序列的变化而改变。
这种变化可以用来表示信息的不同状态，例如 0 和 1。
在解调过程中，接收端会使用相应的解调技术来识别这些状态，并将其转换回原始信息。
调制技术的选择取决于许多因素，例如传输介质的特性、所需的传输速率、误码率要求等。
常见的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）和数字调制（例如 QPSK、16-QAM 等）。
总之，信号调制是一种将信息从原始信号转换为适合传输的形式的技术，它涉及信息编码、调制信号生成、信号传输和信号解调等步骤。
调制技术的选择取决于传输介质的特性和所需的传输速率等因素。
调制解调器原理
调制解调器原理
调制解调器原理：连接网络的桥梁
在当今数字化的时代，互联网已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
而在这背后，调制解调器发挥着至关重要的作用。
它就像一座桥梁，连接着我们与互联网的世界。
那么，调制解调器是如何工作的呢？它的原理又是什么呢？
首先，我们要明白调制解调器的核心功能。
简单来说，调制解调器就是将数字信号转换成模拟信号，以及将模拟信号转换成数字信号的设备。
这样，我们就可以通过电话线、有线电视线等模拟信号传输介质来传输数据了。
那么，这个过程是如何实现的呢？当我们在计算机上发送数据时，这些数据是以数字信号的形式存在的。
调制解调器接收到这些数字信号后，会将其转换成模拟信号。
这个转换的过程就是“调制”。
具体来说，调制的过程就是将低频的数字信号加载到高频的载波信号上，使得低频的数字信号能够随着载波信号进行传输。
而在接收端，调制解调器会将接收到的模拟信号再次转换成数字信号。
这个转换的过程就是“解调”。
通过解调，我们就可以从模拟信号中提取出原本的数字信号，从而得到发送方的数据。
值得一提的是，调制解调器的性能对于数据的传输质量有着至关重要的影响。
如果调制解调器的性能不佳，可能会导致数据的丢失、延迟或者误码等问题。
因此，在选择调制解调器时，我们需要考虑其
稳定性、传输速率以及兼容性等因素。
综上所述，调制解调器作为连接我们与互联网的桥梁，其工作原理虽然复杂，但却是保障我们上网体验的重要一环。
随着技术的不断发展，我们有理由相信，未来的调制解调器将会更加先进、稳定和高效。
通信原理-第7章-数字调制系统
05
数字调制系统的实现
数字信号的生成
01
数字信号的生成
通过将数字信号转换为模拟信号，实现数字信号的生成。常用的方法包
括脉码调制（PCM）和增量调制（ΔM）。
02 03
PCM编码
将数字信号转换为模拟信号的一种方法是通过脉码调制（PCM）。 PCM编码器将输入的数字信号转换为模拟信号，通常使用8位、12位或 16位量化器进行量化。
由离散的二进制比特流表示的信息。
数字调制系统的应用场景
01
02
无线通信
数字调制系统广泛应用于 无线通信系统，如移动电 话、无线局域网和卫星通 信。
有线通信
在有线通信中，数字调制 系统用于光纤、电缆和其 他传输介质。
数据传输
数字调制系统用于高速数 据传输，如数字电视、高 速互联网接入和数据中心 内部通信。
频率调制（FM）
总结词
频率调制是利用载波的频率变化来传递信息的一种调制方式。
详细描述
在频率调制中，载波的频率随着调制信号的幅度变化而变化，从而将信息编码 到载波信号中。解调时，通过检测载波的频率变化来恢复原始信息。
相位调制（PM）
总结词
相位调制是利用载波的相位变化来传递信息的一种调制方式 。
详细描述
数字调制系统的实验
实验是学习和研究数字调制系统的重要手段。通过搭建实验平台，可以观察和分 析数字调制系统的实际性能，验证理论的正确性。实验中常用的设备包括信号发 生器、频谱分析仪和误码测试仪等。
06
数字调制系统的应用与发 展
数字调制系统在通信领域的应用
数字电视广播
通信原理课程课件-数字调制系统
❖ 2. 二进制相移键控信号的带宽 ❖ 调制信号为双极性NRZ数字序列时，二进制相移键控信号实际上是一种
DSB-SC信号，带宽与ASK相同。
第 6 章 数字调制系统
第 6 章 数字调制系统
PSK
(t)
A c os0 t A c os (0 t
)
"1" "0"
{an}
极性变换
BPF
φ2DPSK(t)
Acosω0t
AAccooss00tt
"1" "0"
an g(t nTS ) cos0t
n
{an}
差分编码
(a)
极性变换 (b)
BPF Acosω0t
第 6 章 数字调制系统
❖ 6．1 概述 ❖ 数字基带信号不能直接通过带通信道传输，需将数字基带信号变换成数字
频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位，称为数 字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来，称为数字解调。 ❖ 数字调制方式：幅度调制，称为幅度键控，记为ASK；频率调制，称为频 移键控，记为FSK；相位调制，称为相移键控，记为PSK。 ❖ 多进制的基带数字信号有多种状态，一位多进制符号将代表若干位二进制 符号。在相同传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二进制系统。 二进制系统，随着传码率的提高，信道带宽增加。采用多进制可降低码元 速率，减小传输带宽。同时，加大码元宽度，可增加码元能量，有利于提 高系统的可靠性。 ❖ 多进制数字调制方式：多进制幅移键控 （MASK）、多进制频移键控 （MFSK）和多进制相移键控（MPSK）。
数字基带系统调制解调原理
数字基带系统调制解调原理
数字基带系统调制解调的原理可以概括为以下几个步骤：
1. 调制过程：在发送端，数字基带信号通过调制过程被加载到载波信号上。
这个过程是将信息信号转变为适合传输的形式，通常是通过改变载波信号的幅度、频率或相位来实现的。
具体来说，数字基带信号控制载波信号的某个或多个参量，使信息被加载到载波上形成已调信号。
2. 传输过程：已调信号通过信道进行传输。
在这个过程中，信号可能会受到各种噪声和干扰的影响。
3. 解调过程：在接收端，已调信号经过解调后，将其还原为原始的数字基带信号。
解调是调制的逆过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中恢复出原始的基带信号。
解调后的信号还需要经过进一步的处理，比如去加重、均衡等，以还原出原始的信息。
在数字通信中，调制和解调是关键步骤，它们使得数字信号能够有效地在信道中传输。
通过调制和解调，数字信号能够适应信道的传输特性，并在接收端被还原为原始的数字信息。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅通信原理相关书籍或咨询通信工程专家。
通信原理模拟调制系统
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号，然后通过信道传输，并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成，分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理，调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输，接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制（AM）幅度调制是一种常用的调制技术，通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时，将载波信号与数据信号相乘，得到一个幅度变化的信号，然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制（FM）频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式，即调频调制（FM）和相位调制（PM）。
在调频调制中，数字信号的变化会导致载波信号频率的变化，而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制（PM）相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中，数字信号的变化会导致载波信号相位的变化，而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备，用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输。
在接收端，调制解调器将模拟信号还原为数字信号，以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中，模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号，然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中，模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号，然后通过无线信道传输。
总结：模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分，并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
通信原理课件——数字调制系统
② 相对移相（2DPSK）
——
2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的变化来表示数字信息
2ASK信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱两部分组成。 离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号s(t)波形确定。
2ASK信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度计算带宽， 则2ASK信号带宽B2ASK为
ƒc=2400Hz，ƒs=1/Ts=1200B。 B2ASK=2ƒS=2×1200=2400 (Hz)
（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号 的时间波形；
（2）试画出2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。
解：（1）2ASK信号是一种数字振幅调制，已调信号的振幅随数字基带信 号变化。
2ASK信号可以采用模拟相乘的方式产生，如图(a)。图中数字基带信号 s(t)应是单极性不归零波形。
了解： 二进制数字调制信号采用相干截调和非相干解调的原理及特
点； 2ASK系统、 2FSK系统、 2PSK系统和2DPSK系统性能比较； 多进制数字调制的概念和目的
现代数字调制技术QAM、MSK
5.1 二进制数字调制系统
数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移 频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如
n
n
n1
（2） 2PSK和2DPSK信号的调制
模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成绝
对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行2PSK信号的调制。
数字通信系统工作原理
数字通信系统工作原理数字通信系统是一种利用数字信号进行信息传输的系统。
它的工作原理是将要传输的信息转换为数字信号，并通过传输介质传送到接收端，然后再将数字信号转换为原始信息。
数字通信系统的工作原理可以分为三个主要步骤：信号采样、信号编码和信号调制。
信号采样是将模拟信号转换为数字信号的过程。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
为了将模拟信号转换为数字信号，需要对模拟信号进行采样。
采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行采集，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样的频率越高，转换后的数字信号越接近原始信号。
接下来，信号编码是将数字信号转换为二进制码的过程。
在数字通信系统中，常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分编码调制（DM）、正交振幅调制（QAM）等。
脉冲编码调制是将离散的数字信号转换为一系列脉冲，通过控制脉冲的幅值和宽度来表示不同的数字。
差分编码调制是将每个样本值与前一个样本值之间的差异进行编码，减少了传输数据量。
正交振幅调制是将数字信号分为实部和虚部，通过不同的幅度和相位来表示不同的数字。
信号调制是将数字信号转换为适合传输的信号。
传输介质通常是电磁波，所以需要将数字信号转换为电磁波信号进行传输。
常用的调制方式有频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）和正交幅度调制（QAM）等。
频移键控调制是通过改变载波的频率来表示数字信号。
相移键控调制是通过改变载波的相位来表示数字信号。
正交幅度调制是通过改变载波的幅度和相位来表示数字信号。
在接收端，需要对传输过程中产生的噪声进行处理，以保证信号的质量。
常用的方式有信号解调、信号解码和信号重构。
信号解调是将调制过程中产生的信号转换为数字信号。
信号解码是将数字信号转换为原始信息。
信号重构是将数字信号转换为模拟信号。
数字通信系统具有许多优点。
首先，数字信号具有较好的抗干扰能力，能够更好地传输信号。
其次，数字信号可以进行压缩和加密，提高了信息传输的效率和安全性。
通信原理第六章基本的数字调制系统精品PPT课件
2fc
2 T
f0
f
6.2.3 误码率
讨论在加性高斯白噪声信道中2ASK信号的误码率。
s(t)A(t)cos(0t) 带通
高斯白噪声 滤波
中心频率为 f 0 ， 带宽为 2 f c 。
s(t)
解调器
窄带高斯噪声
n ( t) n c ( t)c o s (0 t) n s ( t)s in (0 t)
1. 调制方法
• 模拟调幅法—乘法电路 • 键控法
A ( t ) 相乘器
s(t)
cos(0t )
s(t)
cos(0t )
A (t)
2. 解调方法
• 包络检波法 • 相干解调法
s ( t ) 带通
滤波
s ( t ) 带通
滤波
全波 整流
低通 滤波
包络检波器
相乘 电路
低通 滤波
抽样 A ( t )
判决
定时脉冲
第6章 基本的数字调制系统
6.1 概述 6.2 二进制振幅键控（2ASK） 6.3 二进制频移键控（2FSK） 6.4 二进制相移键控（2PSK） 6.5 二进制差分相移键控（2DPSK） 6.6 二进制数字键控传输系统性能比较 6.7 多进制数字键控
6.1 概述
数字调制：
调制信号 m ( t是) 数字信号 有限种状态
x(t)nAc(t)nc(t)
,发“1”时 ,发“0”时
在抽样时刻
t
，
1
x(t1)nAc(t1n)c(t1)
,发“ 1”时 ,发“0”时
为高斯型随机变量
发送“0”码时x ，( t 1 ) 的概率密度p0(x) 21nexp x2/2n 2
通信原理教程基本的数字调制系统课件
01
频谱效率
频谱效率是指在单位频谱资源上所能传输的信息量，数字调制系统的频谱效率越高，频带利用率就越高。
02
调制方式的灵活性
数字调制系统应具备多种调制方式，以满足不同传输需求和信道条件下的使用。
频带利用率分析
05
CHAPTER
数字调制系统的应用与发展
无线通信
数字调制系统广泛应用于无线通信领域，如移动通信、卫星通信和无线局域网等。
多径干扰是无线通信中常见的问题，数字调制系统应具有较强的抗多径干扰能力，以保证信号的稳定传输。
抗突发干扰能力
突发干扰是指短暂的、强烈的干扰信号，数字调制系统应具有较强的抗突发干扰能力，以应对突发性的干扰。
抗干扰性能分析
03
频带利用率与抗干扰性能的平衡
在提高频带利用率的同时，需要考虑抗干扰性能的保持，以实现更好的通信效果。
数字调制系统的研究热点问题
06
CHAPTER
实验与课程设计
01
02
04
实验目的与要求
掌握基本的数字调制系统原理。
学会使用调制解调器进行信号调制和解调。
分析不同调制方式的性能特点和应用场景。
培养学生对通信系统的实际操作和问题解决能力。
03
准备必要的实验设备和软件，如信号发生器、调制解调器、示波器等。
课程简介
掌握基本的数字调制系统的基本原理和技术
了解数字调制系统的性能指标和评估方法
熟悉数字调制系统的实际应用和系统设计
课程目标
02
CHAPTER
数字调制系统基础
将低频信号转换为高频载波信号的过程，以便传输。
调制
调频、调相、调幅等。
调制的分类
实现信号的传输、提高信号的抗干扰能力、实现多路复用等。
数字调度通信系统
输入控制方式
n 例：A、 B两用户 分别占 用TS1、 TS25两 时隙。
q AB 方向交 换
q BA 方向交 换
控制写入 0
1
HW入 B TS25
A。
。
TS1
。
25
。 。
写。 地 31 址
CM
0 1 25
。 。 。
CPU 25 1
。 。
控制写入 。
31
SM 顺序读出
B
A
B
HW出
A
TS25 TS1
q RAM
T接线器的工作方式
n 根据CM对SM的控制方式
q 输出控制方式（读出控制）
n SM的写入受定时脉冲控制 n 读出受CM控制（顺序写入，控制读出）
q 输入控制方式（写入控制）
n SM的写入受CM控制 n 读出受定时脉冲控制（控制写入，顺序读出）
输出控制方式
n 例：A、B两用户 分别占用TS1、 TS25两时隙。
自然 二进码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
反射 二进码 1000 1001 1011 1010 1110 1111 1101 1100 0100 0101 0111 0110 0010 0011 0001 0000
量化后的信号与原信号相比有误差，称为量化 误差，或量化噪声
量化后信号与原信号的近似程度常用量化信噪 比来衡量
编码的概念
编码是模拟信号数字化的第三步。
编码是将量化后的信号电平转换成二进制 码组。 二元码PCM可以有几种编码方式： 自然二进制码、格雷码（在图像通信中是个 典型应用 ）、折叠二进制码（广泛用于PCM 通信系统）
通信原理第6章数字调制系统精品PPT课件
1. 2FSK的时域表达式：
s 2F (t) S Ka n g t ns T co 1 t s a n g t ns T co 2 ts
n
n
0 , 概 率 为 P a n 1 , 概 率 为 1 P
第六章 数字信号的调制传输
2007年12月
1
引言
1.数字信号的分类和传输方式
数字信号
数字调制信号
数字基带信号
传输方式
数字信号的基带传输
数字信号的调制传输
以哪种传输方式为主？
由信道类型确定
低通型信道--数字信号的基带传输
2007年12月
带通型信道--数字信号的调制传输
2
2．数字调制
数字调制目的与本质
载波：连续的正（余）弦信号 调制信号：数字基带信号
数字调制完成基带信号功率谱的搬移
数字调制的过程
模拟调制的过程，载波参数连续变化 数字调制的过程，载波参数离散变化
调制，modulation 键控，shift keying
2007年12月
3
3．模拟调制和数字调制方式对照
模拟调制 幅度调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM)
ang(tnsT )cocst
可见，2ASK为双边带调幅信号。n
2007年12月
6
2. 功率谱密度
设调制信号功率谱为 PB(，)则2ASK信号功率谱为：
P AS ()K 1 4P B (c)P B (c)
图 OOK信号的功率谱
(a)基带信号功率谱； (b) 已调信号功率谱
2007年12月
7
分析
基本数字调制
基本数字调制什么是数字调制？在通信领域中，数字调制（Digital Modulation）是一种将数字信号转换成模拟信号的过程。
在数字通信中，信息以离散的形式传输，因此需要将数字信号转换为模拟信号以便在信道中传输。
数字调制技术所做的就是通过将数字信号调制到高频载波上，使其能够在信道中传输。
数字调制可以分为基带调制和带通调制两种方式。
基带调制是将数字信号直接调制到基带频率上，这种方式适用于短距离传输。
而带通调制则是将数字信号调制到射频频率带上，这样可以实现远距离传输和抗干扰能力强。
基本数字调制的分类基本数字调制主要包括以下四种调制方式：1.ASK（Amplitude Shift Keying）调制： ASK调制是一种将数字信号调制到载波上的调制方式。
在ASK调制中，载波的幅度会根据数字信号的取值而变化。
即当传输的比特为1时，载波的幅度为A，当传输的比特为0时，载波的幅度为0。
这种调制方式简单易实现，但对噪声和干扰比较敏感。
2.FSK（Frequency Shift Keying）调制： FSK调制是一种将数字信号调制到载波频率上的调制方式。
在FSK调制中，载波的频率会根据数字信号的取值而改变。
即当传输的比特为1时，载波的频率为f1，当传输的比特为0时，载波的频率为f2。
这种调制方式在抗干扰能力方面较好，但调制复杂度较高。
3.PSK（Phase Shift Keying）调制： PSK调制是一种将数字信号调制到载波相位上的调制方式。
在PSK调制中，载波的相位会根据数字信号的取值而改变。
即当传输的比特为1时，载波的相位为θ1，当传输的比特为0时，载波的相位为θ2。
这种调制方式适用于高速传输，但对抗多径传播的干扰较为敏感。
4.QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制： QAM调制是一种将数字信号同时调制到载波的幅度和相位上的调制方式。
在QAM调制中，载波的幅度和相位会根据数字信号的取值而变化。
通信原理第五章 基本的数字调制系统
2FSK 信号的非相干解调——包络检波
带通滤波 ������0
包络 检波器
抽样 判决器
输入
定时脉冲
输出
带通滤波 ������1
包络 检波器
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
20
5.3 二进制频移键控（2FSK）
bandpass filter (BPF)
2FSK 信号的相干解调
cos ������0 ������ 带通滤波 ������0 输入 定时脉冲 低通 滤波 抽样 判决器 输出
������1
������0
������1
������1
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
18
5.3 二进制频移键控（2FSK）
frequency selection
2FSK 信号的调制
调频法
基带信号 ������ ������
调频器
2FSK信号 ������2FSK ������
数字通信(1)
第五章 基本的数字调制系统
本章提要
digital modulation
二进制振幅键控（2ASK） 二进制频移键控（2FSK）
二进制相移键控（2PSK）
二进制差分相移键控（2DPSK） 二进制数字键控传输系统性能比较 多进制数字键控
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
13
5.2 二进制振幅键控（2ASK）
bandwidth
0-1 等概率 2ASK 信号的功率谱密度 ������ 1 2 ������������ ������ = sinc ������������������ + ������ ������ 4 4 1 ������2ASK ������ = ������������ ������ + ������0 + ������������ ������ − ������0 4 ������ = sinc 2 ������������������ + ������������0 ������ + sinc 2 ������������������ − ������������0 ������ 16 1 + ������ ������ + ������0 + ������ ������ − ������0 16
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电子技术系
1
目标要求
一、基本要求
1、掌握带通调制的概念及目的； 2、掌握2ASK信号的调制与解调基本原理，
2ASK信号的功率谱密度及误码率分析； 3、掌握2FSK信号的调制与解调基本原理，
2FSK信号的最小频率间隔、功率谱密度及误 码率分析； 4、掌握2PSK信号的调制与解调基本原理， 2PSK信号的功率谱密度及误码率分析；
2
目标要求
一、基本要求
5、掌握2DPSK信号的调制与解调基本原理， 2DPSK信号的功率谱密度及误码率分析；
6、熟悉二进制数字键控传输系统性能比较； 7、掌握多进制数字键控的调制与解调基本原理，
以及误码率分析。
3
目标要求
三、重点、难点
1、重点：
二进制数字键控的原理和性能的理解、分析和掌握； 4PSK、4DPSK信号产生和解调的方法的理解和掌握； 16QAM信号的产生方法的理解和掌握。
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6.1 概述
一、正弦形载波表达式： s(t) Acos(0t ) 或 s(t) Acos(2f0t )
式中，A － 振幅 (V)； f0 － 频率 (Hz)； 0 = 2 f0 －角频率 (rad/s)； 为初始相位 (rad)。
6
6.1 概述
二、3种基本的调制制度：
1、振幅键控ASK
1, g(t) 0,
0 t Ts 其它
8
6.2 二进制振幅键控(2ASK)
2、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
s(t) 相乘器 s(t)
cos0t
cos0t
S2ASK(t)
A(t)
9
6.2 二进制振幅键控(2ASK)
3、 解调方法： – 包络检波法（非相干解调） － 不利用载波相位 信息 ：
2ASK信号的功率谱密度示意图
二进制振幅键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱两 部分组成
离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定
二进制振幅键控信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的 两倍,
B2ASK=2B。
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6.2 二进制振幅键控(2ASK)
三、误码率
假设：信道噪声是均值为零的高斯白噪声（一般信 道的随机噪声均属此情况）。
设在T 内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于:
y(t) S (t) n(t)
0 t T
式中， s(t) 0Acos0t
当 发 送 “1” 时 ， 当 发 送 “0” 时 。
∵n(t)是一个窄带高斯过程 ，故有
n(t) nc (t) cos0t ns (t) sin0t
18
6.2 二进制振幅键控(2ASK)－误码率
滤波
电路
低通 d 抽样 e s(t)
滤波
判决
b 相干载
波
cos0t
定时脉冲
12
6.2 二进制振幅键控(2ASK)
2ASK信号相干解调过程的时间波
形
13
6.2 二进制振幅键控(2ASK)
二、功率谱密度
设2ASK随机信号序列的一般表示式为 ：
S2 ASK
(t)
s(t ) cos0t
an g(t nT) cos0t
设：单极性二进制码；g(t)是宽度为T高度为1的门函数； 0、1等概率出现，即P=1/2
则
PA ( f
)
1 4
f
cT
2
s
in f f T
T
2
1(f
4
1(f
4
)
15
6.2 二进制振幅键控(2ASK)－功率谱密度
因为：
PA ( f
)
1 4
fcT
2
s
in f f T
T
2
1(f
n
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：
Ps ( f
)
1 4
PA
(
f
f0)
PA ( f
f0 )
式中， Ps(f) － S2ASK(t)的功率谱密度； PA(f) － s(t)的功率谱密度。
∴若求出了PA(f) ，代入上式就可以求出Ps(f) 。
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6.2 二进制振幅键控(2ASK)－功率谱密度
• 求PA(f)：由式(5.8)p141：
PA ( f ) fc P(1 P) G1 ( f ) G2 ( f ) 2 fc PG1 (mf c ) (1 P)G2 (mf c ) 2 ( f mf c ) m
式中，fc ＝ 1/T G1(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
S2ASK( t)
带通 滤波
a
全波 b 低通 c
整流
滤波
包络检波器
抽样
s(t)
d
判决
定时脉冲
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6.2 二进制振幅键控(2ASK)
11 00 1 000 1 0 1
a
b
c
d
2ASK信号非相干解调过程的时间波形
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6.2 二进制振幅键控(2ASK)
– 相干解调法－利用载波相位信息：
S啊2啊A啊SK啊(t) 带通 a 相乘 c
将上两式代入y(t)式，得到：
y(t)
Acos0t nc (t) cos0t ns nc (t) cos0t ns (t) sin 0t
(t
)
sin
0t
发送“1”时 发送“0”时
4
)
T 4
Sa2 (fT)
1(
4
f
)
所以：
Ps (
f
)
T 16
sin ( (f
f f0 )T f0 )T
2
sin ( (f
f f0 )T f0 )T
2
1
(
16
f
f0) (
f
f0 )
16
二进制数字调制信号的功率谱密度
P2ASK ( f )
0 dB
－ 2fs －fc －fs －fc －fc ＋fs －fc ＋ 2fs O fc － 2fs fc －fs fc fc ＋fs fc ＋ 2fs f
2、难点：
数字键控系统的性能分析； 相移键控原理的理解、分析和掌握。
4
主要内容
➢ 6.1 概述 ➢ 6.2 二进制振幅键控（2ASK） ➢ 6.3 二进制频移键控（2FSK） ➢ 6.4 二进制相移键控（2PSK） ➢ 6.5 二进制差分相移键控（2DPSK） ➢ 6.6 二进制数字键控传输系统性能比较 ➢ 6.7 多进制数字键控 ➢ 小结 ➢ 思考题、习题
“1”
2、频移键控FSK
“0”
“1”
T
“1”
3、相移键控PSK
“0”
“1”
T
T
T
7
6.2 二进制振幅键控(2ASK)
一、基本原理
1、表示式：
S2ASK (t) s(t)cos(0t ) 0 t T
式中，0＝2f0为载波的角频率；
s(t ) an g(t nTS )
n
an
1
0
当 发 送 “1” 时, 当 发 送 “0” 时 。