第7章 数字频带传输系统
重庆理工大学现代通信原理与技术复习重点
3、请简述逐次比较型编码器的工作原理。
4、采用13折线A律编码器电路，设接收到的码组为“01010011”，最小量化间隔为△。
（1）试问编码器输出的该样值量化电平为多少；
（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。
5、若采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为△，已知抽样值为 – 95△。
2、简述题20分，每题4分。
3、综合计算题60分，A6~B7个题，每题分值不等(课堂例题及课后习题)。
第1章
1、通信系统的模型（数字通信系统模型）
2、通信系统的分类。
3、通信方式：（1）单工、半双工和全双工传输；（2）串行传输和并行传输。
4、通信系统的主要性能指标。
（1）模拟通信系统的有效性和可靠性指标（带宽和信噪比）；
因为是单路信号每秒有8000个抽样值一个抽样值用3个码元所以码元传输速率fbpcm3800024kbaud3因为128级量化需用7位二进制码进行编码所以码元速率为fbpcm7800056kbaud思考与练习题1脉冲编码调制pcm是把模拟信号转换为数字信号的一种调制方式
考题类型：1、填空题20分，每空1分。
（3）段内码： （四次比较）
取IW4= 64 + 8 × 4 = 96 ，因为Is < IW4 所以， C5 = 0 ；
取IW5= 64 + 4 × 4 = 80 ，因为Is ＞ IW5 所以， C6 = 1 ；
取IW6= 64 + 6 × 4 = 88 ，因为Is ＞ IW6 所以， C7= 1 ；
IW=段落起始电平+8×(量化间隔)
=1024+8×64=1536Δ
第7章- 数字信号传输
编码器直接编成这种最原始的码型输 出。单极性不归零码（全占空τ＝ T）的 B 码型及其功率谱如图7-13所示。
单极性NRZ码不符合要求，它不适合 在电缆信道中传输。
2.单极性归零码（即RZ码）
单极性归零码（τ= 率谱如图7-14所示。
TB /2）的码型及功
RZ码与NRZ码相比，f B 成份不为零， 其他缺点仍然存在。所以单极性归零码也 不适合在电缆信道中传输。
自愈网的实现手段多种多样，目前主 要采用的有线路保护倒换、环形网保护、 DXC保护及混合保护等。下面分别加以介 绍。
1.线路保护倒换
线路保护倒换方式有： ①1＋1方式。l＋1方式采用并发优收， 即工作段和保护段在发送端永久地连在一 起（桥接），信号同时发往工作段（主用） 和保护段（备用），在接收端择优选择接 收性能良好的信号。
图7-26四纤双向复用段倒换环
（5）二纤双向复用段倒换环
二纤双向复用段倒换环采用时隙交换 （TSI）技术，使S1光纤和P2光纤上的信 号都置于一根光纤（称S1／P2光纤），利 用S1/P2光纤的一半时隙（例如时隙1到M） 传S1光纤的业务信号，另一半时隙（时隙 M＋1到N，其中M≤N/2）传P2光纤的保护 信号。
7.2.4 传输码型特性的分析比较
以上介绍了几种传输码型，下面主要 将AMI码、HDB3码和CMI码的性能作一 分析比较。
1.最大连“0”数及定时钟提取
最大连“0”数及定时钟提取见表7-5。
2.检测误码能力
AMI码、HDB3码和CMI码均具有一 定的检测误码能力。
3.误码增殖
由前面分析可见：AMI码和CMI码无 误码增殖，而HDB3码有误码增殖。
4.电路实现
《数字频带传输系统》课件
数字频带传输系统的软件实现技术
数字信号处理算法
包括调制解调、信道编码解码、同步算法等，这些算法通过编程实 现，是数字频带传输系统的软件基础。
实时操作系统
为了实现软件的实时性，需要采用实时操作系统（RTOS），它能 够提供多任务管理和任务调度等功能，保证软件的实时性和稳定性 。
软件测试与验证
为了保证软件的正确性和可靠性，需要进行软件测试和验证，包括单 元测试、集成测试和系统测试等。
降低误码率的方法
采用信道编码、差错控制编码等技术来降低误码率， 提高传输的可靠性。
数字频带传输系统的频谱效率分析
01
频谱效率定义
频谱效率是指在一定的带宽内传 输一定速率的数据所需的调制样 值数目。
02
频谱效率与调制方 式的关系
不同的调制方式具有不同的频谱 效率，例如QPSK的频谱效率较 低，而16QAM的频谱效率较高 。
信号的编码与解码
编码
将原始信息转换为二进制代码，以便在数字频带传输系统中传输。常见的编码方 式包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
解码
将经过编码的二进制代码还原为原始信息，以便在接收端显示或处理。解码过程 与编码过程相反。
信号的同步与去同步
同步
使发送端和接收端的时钟频率保持一致，以确保信号在传输 过程中不会出现失真或错位。同步通常通过提取时钟信号或 使用同步协议实现。
云计算与大数据
数字频带传输系统将为云计算和大数据提供稳定 、高效的数据传输服务，支持大规模数据处理和 分析。
数字频带传输系统的标准化与互通性
01
02
03
国际标准组织
数字频带传输系统将积极 参与国际标准组织的工作 ，推动数字频带传输技术 的标准化和互通性。
通信原理简答题答案1(个人整理)
通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答：4、按调制方式，通信系统如何分类？答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么？第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？答：均值：表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。
方差：表示随机过程在时刻t 相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？答：严平稳：随机过程δ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳：1）均值与t 无关，为常数a 。
2）自相关函数只与时间间隔τ=t 1-t 2有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？答：自相关函数性质：(1) R(0)=E[ξ2(t)]——ξ(t)的平均功率。
(2) R(τ)=R(-τ)——τ的偶函数。
(完整版)通信原理——第七章
获得振幅键控、频移键控和相移键控三种基本的数字调制方式。
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
(a) 振幅键控 （ASK）
(b) 频移键控
(FSK) 正弦载波的三种键控波形
(c) 相移键控
(PSK)
绝对相移键控PSK 相对相移键控DPSK
7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
1
0
0
1
s(t)
课件
第7章
数字带通传输
通信原理（第7版） 樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
第7章 数字调制
7.1 二进制数字调制原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
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（了解）
7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能（×）
➢ 数字调制：用数字信号控制载波某个参数的过程 ➢ 用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号 。 ➢ 数字带通传输系统（或 数字频带传输系统）：包括调制和解调过程的数
字传输系统 ➢ 调制的作用：
将信号频谱搬移至最佳频段 多路复用，高效利用信道 提高传输质量
数字调制方式：用数字基带信号改变 正弦型载波 的 幅度、频率 或 相
1. 2ASK基本原理
Ts
t
振幅键控是利用载波的幅度变化来
载波
t
传递数字信息，而其频率和初始相
位保持不变。
2ASK
t
2ASK信号的一般表达式可以写为
e2ASK (t) s(t) cosct 单极性
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(数字带通传输系统)【圣才出品】
第7章 数字带通传输系统一、选择题1．在抗加性高斯白噪声方面，性能最好的调制制度是（ ）。
A ．2FSK B ．2ASK C ．2PSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】对于相同的解调方式，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
A ．2ASK B ．2PSK C ．2FSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】在相同传码率的条件下，2222ASK PSK DPSK B B B B T ===，2212FSK BB f f T =-+，传输带宽越宽，频带利用率越低，所以2FSK 的频带利用率最低。
3．在数字调制系统中，采用8PSK 调制方式传输，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是（ ）。
A ．1Baud ／HzB ．2Baud ／HzC ．3Baud ／HzD ．4Baud ／Hz 【答案】A【解析】对所有的调制信号，最大频带利用率均为ηB ＝1Baud/Hz 。
二、填空题1．2DPSK 、2ASK 、2PSK 和2FSK 采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能的优劣顺序为______。
【答案】2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK【解析】数字调制系统的抗噪声性能通过系统在信道噪声干扰下的总误码率表征。
2DPSK 在相干解调下的误码率为e P erfc=；2ASK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2PSK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2FSK 在相干解调下误码率为12e P erfc =； 故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．BPSK 采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______；解决方案是______。
【答案】接收端提供的本地载波有180o 相位模糊；采用2DPSK【解析】在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
数字频带传输系统
依然适用于对数字信号的处理。用数字基带信号对载波进
行调制，把数字基带信号的频谱搬移到较高的载波频率上，
这种信号处理方式称为数字调制，相应的传输方式称为数
字信号的频带传输。
•
频带传输是一种采用调制、解调技术的传输形式。数
字频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟
信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带
信号。调制是通过以改变高频载波的幅度、相位或频率，
使其随着基带信号的变化而变化来实现的；而解调则是将
基带信号从载波中提取出来的逆变换过程。
•
一般而言，数字调制技术可分为两种类型：一是利用
模拟方法去实现数字调制，也就是把数字基带信号当作模
拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值
Байду номын сангаас
特点键控载波，从而实现数字调制。第二种技术通常称为
频率或相位，形成数字调制信号，并送至信道。在信道中
传输的还有各种干扰。接收滤波器把叠加在干扰和噪声中
的有用信号提取出来，并经过相应的解调器，恢复出数字
基带信号s（t）或数字序列。
•
在第一代蜂窝移动通信系统中采用的是模拟调频
（FM）传输模拟语音，但其信令系统却是数字的，采用
2FSK数字调制技术。第二代数字蜂窝移动通信系统，传
信号参量可能有M（M＞2）种取值。一般而言，在码元速
率一定的情况下，M取值越大，则信息传输速率越高，但
其抗干扰性能也越差。
•
在实际应用中，根据已调信号的结构形式又可分为线
性调制和非线性调制两种。在线性调制中，已调信号表示
为基带信号与载波信号的乘积，已调信号的频谱结构和基
带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置。主
数字频带传输系统
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求
01
02
03
04
容易辐射
实现频率分配
实现多路复用
05
减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
概述：调制在通信系统中的作用
概述：调制的基本特征和分类
调制器
m (t )
QAM（Quadrature-Amplitude Modulation）
4
M进制振幅键控
5
最小频移键控
1
MSK（Minimum Shift Keying）
2
正交振幅调制
3
MASK（M-ary Amplitude Shift Keying）
6
其他数字调制系统
5 多进制数字调制系统
4 二进制数字调制系统的抗噪声性能
2FSK信号的一般原理与调制方法
时域表示及波形 数字频率调制又称频率键控，记作FSK（ Frequency shift-keying ），二进制频率键控记作2FSK。
01
03
02
7.2 二进制数字频率键控
它相当于载波在两种不同频率之间进行切换，故称频移键控 (FSK ——Frequency Shift－Keying)。
用载波的两种相位（0和π）去对应基带信号的“0” 与 “1”两种码元。因此二元数字调相就是让载波在两种相位间切换，故称相移键控。
数字相位调制又称相移键控，记作PSK（ Phase shift-keying ），二进制相位键控记作2PSK。
一、2PSK信号一般原理与调制方法
7.3 二进制数字相位键控
通信原理题目
第一章绪论填空1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为 3600b/s 。
2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为 1200B 。
3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。
4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。
5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。
消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。
是信息的物理形式信息：是消息中所包含的有效内容。
信号：是消息的传输载体！信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。
发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。
简答1、码元速率与信息速率的关系R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率 M 是进制 T B码元长度 R B=1/T B2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。
频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。
3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。
信源：把各种消息转换成原始信号。
信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。
信宿：传送消息的目的地。
信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。
信道编码/译码：作用是进行差错控制。
加密解密：为了保证所传信息的安全。
数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。
现代通信原理与技术第07章模拟信号的数字传输
频谱图
M(ω)
δT(ω)
200 320
Hz
Ms(ω)
500
Hz
M' (ω)
180 300
Hz
Hz
例7.2-4 以fs=800Hz进行理想采样的频谱图
M(ω)
200 320
Hz
Ms(ω)
480 600
Hz
M'(ω)
200 320
Hz
7.3 脉冲振幅调制（PAM）
以脉冲序列作为载波的调制方式称为脉冲调制。
2） 均匀分布信号
1 此信号的概率密度函数为 p(x)= 2a
信号功率为 a 令D=a/V，量化信噪比： SNRq=(20lgD+6N) dB 当D=1时量化信噪比最大 ［SNRq］max=6N dB
So
a
x 2 p( x)
1 2 a 3
三、非均匀量化
非均匀量化的特点：
£fs £fL
£fs £«fL £fH £fL
O
(c)
fL fH fs £fL
fs £«fL
f
图 6-6
带通信号的抽样频谱（fs=2fH）
带通信号m(t)其频谱限制在（fL，fH），带宽
B=fH-fL，且B<<fH，抽样频率fs应满足： fs=2fH/m = 2B(1+k/n)
式中，k=fH/B-n，0<K<1，m、n为不超过fH/B
n
；
Sa( H t )
TH
3、结 论： 只要 s 2 H ，M ( s ) 周期性地重复而不重叠，
M ( s ) 相邻周期内的频谱相互重叠， 若 s 2 H，
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
通信原理第7章数字频带传输系统
1 若P = 2 Ps ( f
Ps ( f )
)
Ts 1 2 Sa (π fTs ) + δ ( f 4 4
)
0
1 Ts
2 Ts
3 Ts
f
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
西安电子科技大学 通信工程学院
（2）相干解调法
BPF
e2 FSK ( t ) a
ω1
b
× ×
c
LPF
d
抽判
BPF
ω2
e
cos ω1t cos ω2t
h
f
LPF
g
注：频差要足够大
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
e2 ASK ( t ) = s ( t ) cos ωc t
原理框图和波形 误码性能
传输带宽 频带利用率
相干和非相干
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
= s (t )
∑ a g ( t − nT )
n s n
单极性不归零
1
Ts
P 0, an = 1, 1 − P
1, 0 ≤ t ≤ Ts g (t ) = 其它 0,
t t t t
= s1 ( t )
a n g ( t − nTs ) ∑ 相位不一定连续 n
0, = n1t s ( t ) cosa ω 1,
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1, an 1,
发送概率为P 发送概率为 1 P
(7.1 - 10)
若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有
cosct , e2 PSK (t ) cosct ,
00 , n 0 180 ,
Ts A O －A
发送概率为P 发送概率为 1 P
d
t
e
t
f
t
g
2 FSK 信号
t
图 7- 6 二进制移频键控信号的时间波形
bn an 是反码关系
n , n 分别代表第n个信号码元的初始相位。在2ASK
信号中，它们不携带信息，通常可设为零。 因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为
e2 FSK (t ) an g (t nTS ) cos1t n an g (t nTS ) cos2t n
第7章
7.1
7.2
数字频带传输系统
二进制数字调制与解调原理
二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.3
7.4
二进制数字调制系统的性能比较
多进制数字调制系统
返回主目录
第 7章
调制器 基带信号输入 噪声源 信 道 解调器 基带信号输出
图 7 – 1 数字调制系统的基本结构
在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性， 数字基带信号不能直接在这种信道中传输，因此， 必须用数字基带信号对载波进行调制，产生已调数 字信号。类似与模拟调制，有数字振幅调制、数字 频率调制和数字相位调制。
发送符号“1” 发送符号“ 0”
(7.1 - 11)
若用φ n表示第n个符号的绝对相位，则有 (7.1 - 12)
(7.1 - 8)
二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调 频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
振荡器1 f1 基带信 号
选通开关
反相器
相加器
e2 FSK(t)
振荡器2 f2
选通开关
图 7 –7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
二进制移 频键控信 e 号的解调 方法很多， 有模拟鉴 频法和数 字检测法， 有非相干 e 解调方法 也有相干 解调方法。
相干解调
图 7 –8 二进制移频键控信号解调器原理图
1
1
0
0
10Βιβλιοθήκη 0010
1
2 FSK 信号
图 7-9
2FSK非相干解调过程的时间波形
a e2 FS K(t ) 限幅
b 微分
c 整流
d
脉冲形 成
e 低通
f 输出
(a ) a b c d e
图 7 – 10 过零检测法原理图和各点时间波形
7.1.3 二进制移相键控（2PSK）
7.1
7.1.1 二进制振幅键控（2ASK） 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。当数字基带信号为二进制时，则
为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、
1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概 率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为
s(t ) an g (t nTS )
在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进 制基带信号在 f1 和 f2 两个频率点间变化，则产生二进 制移频键控信号(2FSK信号)。图7 - 6中波形g可分解 为波形e和波形f，即二进制移频键控信号可以看成是 两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进 制基带信号的 1符号对应于载波频率 f1，0符号对应于 载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为
e2 FSK (t ) an g (t nTS ) cos(1t n ) n bn g (t nTS ) cos(2t n ) n
(7.1 - 5)
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二 进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相 键 控 (2PSK) 信 号 。 通 常 用 已 调 信 号 载 波 的 0° 和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。二进 制移相键控信号的时域表达式为
e2 PSK (t ) an g (t nTS ) cosct (7.1 - 9) n 其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中， an应选择双极性，即
带通滤波器
1
包络 检波器 定时脉冲 抽样 判决器 输出
2 FS K(t )
带通滤波器 (a ) 带通滤波器
包络 检波器
非相干解调
1
相乘器 cos 1 t cos 2 t
低通 滤波器 定时脉冲 抽样 判决器 输出
(t) 2 FS K
带通滤波器
相乘器 (b )
低通 滤波器
n
(7.1 - 1)
(7.1 - 2) (7.1 - 3)
其中
0, an 1,
1, g (t ) 0,
发送概率为P 发送概率为 1 P
0 t Ts 其它
则二进制振幅键控信号可表示为
e2 ASK (t ) an g (t nTS ) cosct
n
(7.1 - 4)
2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化， 所以又称为通断键控信号（OOK信号）。
1 s(t) Tb 载波信号 t 0 1 1 0 0 1
t
2 ASK信号 t
图 7 – 2 二进制振幅键控信号时间波型
开关电路 e2 AS K(t) cos ct e2 AS K(t)
s(t)
乘法器 cos ct
s(t) (b) 数字键控
(a) 模拟相乘
图 7-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图
2ASK 信号与模拟调制中的 AM 信号类似。所以，对
2ASK 信号也能够采用非相干解调 ( 包络检波法 ) 和相干
解调(同步检测法)。
e2 AS K(t)
带通 滤波器
a
全波 整流器
b
低通 滤波器
c
抽样 判决器 定时 脉冲
d 输出
(a ) 非相干解调 e2 AS K(t )
带通 滤波器
相乘器 cos ct
低通 滤波器
抽样 判决器 定时 脉冲
输出
(b ) 相干解调
图 7 –4 二进制振幅键控信号解调器原理框图
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
a
b
c
d
图7-5
2ASK信号非相干解调过程的时间波形
7.1.2 二进制移频键控（2FSK）