通信原理 第七章 数字带通传输系统

P2FSK (
f
)
1 4 [Ps1(
f
f1)
Ps1(
f
f1)]
1 4
[Ps
2
(
f
源自文库f2)
Ps2 (
f
f2 )]
21
载波频率fc = ( f1+f2 ) /2
h = 0.5 调制指数h = ( f2-f1 ) /RB
h = 0.7
h = 1.5
fc-1.5RB fc -RB fc-0.5RB fc fc +0.5RB fc+RB fc +1.5RB f
19
e2FSK(t)
带通滤波器
1
相乘器
cos1t
cos2t
带通滤波器
相乘器
低通滤波器
定时脉冲 抽样 输出 判决器
低通滤波器
相干解调
20
3、2FSK
对相位不连续的2FSK信号，可以看成由两个
载波频率为f1和f2的2ASK信号的叠加。因此，相位
不连续的2FSK信号的功率谱密度可以近似表示成两
个不同载波的2ASK信号功率谱密度的叠加。
e2PSK
(t)
A cosct, A cosct,
概率为 P 概率为1 P
24
二进制相位键控(2PSK)通常是用两个频率相同
t
(c) s2 (t ) cos 2t
1
t
15
2FSK信号的产生，可以采用模拟调频电路和 数字键控的方法来实现。
s(t) 模拟 e0(t) 调频器
(a)
载波 f1 载波 f2
开关电路 。。 K。
e0(t)
(b)
s(t)
相位连续
相位不连续
16
1011001 t t
t
t
t 2FSK信号
t
相位连续的2FSK信号的波形 17
2
正弦形载波 ： s(t) Acos(0t )
3种基本的键控方法：
振幅键控ASK
频移键控FSK 相移键控PSK
“1”
“0”
“1”
T
“1”
“0”
“1”
T
T
T
3
7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控(2ASK） 基本原理
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化的数字调制。
2ASK信号的功率谱密度示意图
12
结论： ➢ 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分 组成。 ➢ 2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若 只计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有
B2 ASK 2 fs 2RB
即2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。
13
7.1.2 二进制频移键控（2FSK） 基本原理
e2ASK (t)
b(t)
乘法器
cosw ct
(a)
cosw ct
开关电路 e2ASK (t)
b(t) (b)
二进制振幅键控信号调制器原理框图
8
2、OOK信号的解调 OOK信号可采用包络检波法和相干解调。
Sook(t) 带通 a 全波
滤波器
整流器
包络检波
b 低通
滤波器
(a)
c 抽样 d
判决器 输出
当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅 键控（2ASK）。
4
“通-断键控(OOK)”信号表达式
eOOK
(t)
Acos
0，
c
t,
以概率P 发送“1”时 以概率1 P发送“0”时
波形
1
0
0
1
S (t)
sT
t
载波
t
2ASK
t
5
1、2ASK信号的产生
载波信号：
A cosct
数字基带信号： b(t) an g(t nTS )
B2FSK f2 f1 2 fs
23
7.1.3 二进制相移键控（2PSK） 2PSK信号的表达式：
在2PSK中，通常用初始相位0和分别表示二进制
“1”和“0”。e2PSK (t) A cos(ct n )
式中，n表示第n个符号的绝对相位：
0， 发送“0”时
n , 发送“1”时
因此，上式可以改写为
f
位置上。
c
P被b ( f )
Ps (
f
)
A2 4
(Pb (
f
fc)
Pb (
f
fc ))
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。
11
P2ASK( f )
载波分量
-fb O fb
P2ASK( f )
f
载波分量
-fc
O fc -2fb fc -fb fc fc +fb fc +2fb f
相位不连续2FSK信号的功率谱示意图
B2FSK f2 f1 2 fs
22
结论： 相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散
谱组成。 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； 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
定时 脉冲
Sook( t)
带通 滤波器
相乘器
coswct
S(t) 低通 y(t) 抽样 输出
滤波器
判决器
定时
(b)
脉冲
二进制振幅键控信号解调器原理框图
9
cos ct
sOOK (t) s (t )
y(t) 2ASK信号相干解调过程的时间波形
10
3、OOK信号的功率谱
已调信号功率谱是基带信号功率谱
线性搬移到载波频率
通信原理
第7章数字带通传输系统
1
概述
数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号 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。
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。 基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控
2、2FSK的解调 2FSK信号的解调有非相干解调和相干解调。
原理是将2FSK信号分解为两路2ASK信号，通过 对两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。
e2FSK(t)
带通滤波器
1
包络检波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
带通滤波器
包络检波器
包络检波法
18
11
00 1
000 1 0 1
2FSK信号
2FSK包络检波法时间波形
表达式：载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2两个频率点间变化。故其表达式为
e2FSK
(t
)
AAccooss((21tt
n ), n ),
发送“1”时 发送“0”时
14
2FSK信号用不同频率f1和f2的正弦信号分别表示 二进制1和0，波形如图所示。
1
0
1
0
(a)2FSK信号 t
（b) s1 (t ) cos 1t
n
二进制振幅键控信号可表示为
s2ASK (t) b(t).Acosct
an g(t nTS ).Acosct n
6
1
0
1
1
0
0
1
b(t)
Tb
t
载载载载 t
2ASK载 载 t
2ASK信号的波形随数字基带信号b(t)通-断 变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。
7
图(a)是采用模拟相乘的方法， 图(b)是采用数字键控的方法。