第9章数字频带传输系统
数字频带传输系统实验报告(通信原理)
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号： 姓名：实验五：数字频带传输系统实验 一、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号t f A c π2cos ，则2ASK ：()()cos 2T n s c n s t a g t nT A f t π⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 0 1st g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=nsnnT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当0=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他0T t 0 1s t g ，12f f h -=为频偏。
数字调制系统(数字频带传输系统)
121第六章 数字调制系统（数字频带传输系统）6.1 引 言在实际通信中，有不少信道都不能直接传送基带信号，而必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓调制。
数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。
数字调制信号也称键控信号。
在二进制时，有ASK ~ 振幅键控 FSK ~ 移频键控 PSK ~ 移相键控 正弦载波的三种键控波形 见樊书P129，图6－16.2 二进制数字调制原理6.2.1 二进制振幅键控（2ASK ） 一、一般原理及实现方法2ASK 是用“0”，“1”码基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。
最早使用的载波电报就是这种情况。
数字序列{}n a()t s 单极性基带脉冲序列 ()()t t s t ec ω=cos 0 与t c ωcos 相乘，()t s 频谱搬移到c f ±附近，实现2ASK 。
{}n a 信号2ASK 调制的方框图转换成数字调制系统的基本结构图122带通滤波器滤出所需已调信号，防止带外辐射，影响邻台。
二、2ASK 信号的功率谱及带宽()()()()∑∞-∞=-=ω=n s n c nT t g a t s tCos t s t e 0 ⎩⎨⎧-=ppa n 110，概率为，概率为随机变量()()()()()()()()()s s T f j s a s T j s a s e fT S T f G eT S T G E t e S t s G t g 002 π-ω-⋅π=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛ω=ωω↔ω↔ω↔或，设 ()()()[]c c S S E ω-ω+ω+ω=ω21()()()的功率为：则在频率轴上互不重叠，，假如t e S S c c 0ω-ωω+ω()()()[]()()()[]c S c S E c S c S E f f P f f P f P P P P -++=ω-ω+ω+ω=ω4141或)(f P S 为)(t s 的功率谱，可见，知道了)(f P S 即可知道)(f P E 。
《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。
通信原理实验2数字频带传输系统实验
实验2 数字频带传输系统实验一、实验目的掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法二、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号tf A c π2cos ，则2ASK 信号可以写成如下表达式：()()cos2T n s c n s t a g t nT A f tπ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=ns n nT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g ，12f f h -=为频偏。
数字通信系统的模型
数字通信系统的模型•数字通信系统的分类数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。
1. 数字频带传输通信系统数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。
例如前边提到的第二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。
另外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。
这是通过所谓的差错控制编码来实现的。
于是，就需要在发送端增加一个，而在接收端相应需要一个解码器。
第二，当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。
第三，由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有一个与发端相同的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。
另外，为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。
在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。
综上所述，点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。
需要说明的是，图中 / 、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节，在具体通信系统中是否全部采用，这要取决于具体设计条件和要求。
但在一个系统中，如果发端有调制 / 加密 / 编码，则收端必须有解调 / 解密 / 译码。
通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。
2. 数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 1-4 所示。
现代通信技术-数字基带传输系统简介
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经过载波调制后，频谱搬移到了高频载波的数字
信号，称为数字频带信号。
03.数字基带传输系统
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下， 数字基带信号可以直接传输，称之为数字基带传输。
基带传输系统主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤 器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还 应有同步系统。
03.数字基带传输系统
基带脉冲 输入 信道信号 形成器 信道 接收 滤波器 同步 提取 抽样 判决器 基带脉冲 输出
噪声
近程数据 通信系统中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泛 采用 基带传输中 包含带通传输的许 多基本问题
研究数字基 带传输系统 的原因
基带传输方 式也有迅速发展的 趋势
任何一个线性调制 的带通传输系统，均可等 效为一个基带传输系统来 研究
《现代通信技术》课程
数字基带 传输系统简介
目录
01
02
数字基带信号 数字频带信号 数字基带传输系统
03
01.数字基带信号
数字基带信号
——未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或 很低频率开始的。
02.数字频带信号
大多数信道，如各种无线信道和光信道，数字基带信号必 须经过载波调制，把频谱搬移到高载处才能在信道中传输。
通信技术专业教学资源库 南京信息职业技术学院
谢谢
主讲： 孙玥
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
考研西北工业大学《825通信原理》强化精讲 绪论
5
1.2.2 模拟通信系统
是利用模拟信号来传递信息的通信系统。可由一般通信系 统模型略加改变而成。
1.研究的问题
（1）模拟通信系统中两种重要变换： 消息←→原始电信号（基带信号） 调制信号（基带信号） ←→已调信号（频带信号） （第5章） （2）信号受噪声干扰的影响－－噪声背景下的信号传输。 （第3、4章）
接 收 方
优点：只需一条信道、设备简单、传输距离远。 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施。
16
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的 方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。
同时发送8比特
0 1 1 0 1 1 0 0
发 送 方
接 收 方
优点：节省传输时间，速度快，不需要字符同步措施。 缺点：需要 n 条信道，设备复杂、成本高、传输距 离近。
RbM RBM log 2 M kRBM
Rb 2 RB 2 log 2 2 RB 2
28
4.多进制与二进制传输速率之间的关系
（1）码元速率不变，二进制信息速率与多进制信息速率之 间的关系：
RbN RBN log2 N RB 2 log2 N log2 N Rb 2
解决问题：模拟信源、数字通信系统如何对接。 模型：
关键：模拟信号数字化及其反之。 A/D转换器组成：抽样、量化、编码。 发端将模拟信号数字化，即进行A/D转换；
接收端需进行相反的转换，即D/A转换。
13
1.2.4
数字通信的主要特点
1. 优点
（1）抗干扰能力强； （2）差错可控； （3）易于加密处理，且保密性好； （4）便于处理、变换、存储； （5）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输； （6）易于集成，使通信设备微型化，重量轻。
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
现代通信原理课件_曹志刚钱亚生_清华大学出版社_第九章资料
不经过调制直接进行数字信号 的传输的传输方式称为数字信号的 基带传输。
数字基带信号含有大量的低频 分量以及直流分量。
4
数字信号传输的基本方式
基带传输 频带传输
经过调制，利用载波传输调制 后的频带信号的传输方式称为数字 信号的频带传输。
5
基带传输系统的组成
用来产生适合 于信道传输的 基带信号
三元码
信号交替反转码 HDBn码 HDB3码
多元码
M进制码 2B1Q码 ISDN所应用的144kbps
10
9.1.2二元码(1)
单极性非归零码 双极性非归零码
单极性归零码 三者的特点
Hale Waihona Puke — Not Return Zero code在整个码元期 间电平保持不变. — 零电平和正电平分别对应着二进制 代码0和1.
13
9.1.2二元码(1)
单极性非归零码 双极性非归零码
单极性归零码 三者的特点
1. 具有丰富的低频分量和直流分量。 不能用于采用交流耦合的信道传 输。
2. 如果出现长“1”或“0”序列， 没有跳变，不利于接收端时钟信 号的提取。
3. 不具有检测错误的能力，相邻码 之间不存在相关制约的关系
14
9.1.2二元码(2)
20
9.1.2二元码(2)
差分码 数字双相码
传号反转码
密勒码 5B6B码
特点：
“1”码元中点处跳变 “0”单个0不跳变 “0”连0，“0”码之间跳变
21
9.1.2二元码(2)
差分码 数字双相码
传号反转码
5B6B码
编码规则：
将5位二元输入码编成6位 二元 输出码。
22
数字频带传输系统资料课件
码分多路复用
码分多路复用器利用不同的编码 方式对信号进行调制，从而实现
同时传输和相互不干扰。
信号处理技术的选择和应用场景
根据传输距离和环境选择信号处理技术
01
在长距离传输或复杂环境中，需要选择适合的信号处理技术来
保证信号的质量和稳定性。
根据业务类型选择信号处理技术
Байду номын сангаас
02
不同的业务类型对信号处理的要求不同，需要根据实际情况选
协同通信
协同通信技术可以利用多个节点的协作来提高通信性能，降 低干扰，增强系统可靠性。在数字频带传输系统中，协同通 信技术是实现高效无线通信的关键。
多模态信号处理和跨层优化
多模态信号处理
多模态信号处理技术可以针对不同传输环境和应用需求，选择合适的信号处理模 式，以实现最佳的传输性能。
跨层优化
跨层优化技术可以将物理层、链路层、网络层等多个层次进行协同优化，以实现 系统整体性能的最优。在数字频带传输系统中，跨层优化技术可以提高频谱利用 率和数据传输速率。
在实际应用中，线性分组码通常用于要求较低的数字通信系统，如低速数据传输和数字电话等；循环 码和卷积码则广泛应用于高速数据传输和无线通信系统等领域。同时，针对不同的应用场景，还可以 对编码技术进行优化和改进，以满足特定的性能要求。
04
数字频带传输系统的信号 处理技术
滤波器
01
02
03
信号滤波
通过滤波器对信号进行滤 波，以去除噪声和干扰， 提高信号质量。
自适应均衡器
自适应均衡器能够自动调 整自身的参数，以适应信 道的改变，从而保持良好 的传输性能。
多路复用器
时分多路复用
时分多路复用器将时间划分为多 个小段，然后将不同的信号调制 到不同的频带上，实现同时传输
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统是一种基于数字信号传输的通信技术，目前已广泛应用于数据传输、视频传输、音频传输等领域。
在数字带通传输系统中，频带利用率是一个非常重要的指标，它反映了数字信号在频带上的利用效率。
频带利用率是指在一定的频带宽度内，数字信号所占用的比例。
在数字带通传输系统中，数字信号通常采用调制的方式进行传输，不同的调制方式对频带利用率有不同的影响。
例如，QPSK调制方式下的频带利用率是50%，16QAM调制方式下的频带利用率是64%，64QAM调制方式下的频带利用率是76%。
除了调制方式外，数字带通传输系统的频带利用率还受到其他因素的影响，如信噪比、码率等。
当信噪比较低时，数字信号的误码率较高，频带利用率也会受到影响；当码率较高时，数字信号所占用的频带宽度也会增加，频带利用率也会相应地减少。
为了提高数字带通传输系统的频带利用率，可以采用多种技术手段，如信道编码、调制方式的选择、功率控制等。
通过这些手段，可以在不增加带宽的情况下提高数字信号的传输效率，从而提高数字带通传输系统的频带利用率。
- 1 -。
《数字传输系统》课件
提高数字传输系统安全性的措施
加密技术
采用对称加密或非对称加密算法对数据进 行加密，保护数据的安全性。
防火墙技术
设置防火墙以隔离内外网，控制网络访问 ，防止非法入侵。
入侵检测技术
实时监测网络流量，发现异常行为并及时 报警和处理。
安全审计技术
对网络进行安全审计，记录和分析网络活 动，发现潜在的安全隐患。
数字信号的传输实验
实验步骤 1. 使用数字信号发生器生成数字信号。 2. 将数字信号输入传输线进行传输。
数字信号的传输实验
3. 使用接收器接收传输后的信号。
4. 比较发送和接收的信号，观察传输过程中的失真和噪声。
数字信号的解调与解码实验
• 总结词：通过实验了解数字信号 的解调与解码原理，掌握数字信 号的解调与解码方法。
常见数字调制技术介绍
QPSK（四相相移键控）
01
通过改变载波信号的相位来传输2个比特的信息，具有较高的频
谱利用率。
QAM（正交幅度调制）
02
在振幅和相位两个方面同时进行调制，能够传输更多的信息，
但解调难度较大。
OFDM（正交频分复用）
03
将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个子载波上同时
进行传输，具有抗多径干扰和频谱利用率高的优点。
详细描述
数字传输系统是一种利用数字信号进行信息传输的技术，它通过将信息转换为二进制数字形式进行传输，具有抗 干扰能力强、传输质量高、可实现加密传输等优点。与模拟传输系统相比，数字传输系统能够提供更好的传输性 能和更高的可靠性。
数字传输系统的基本组成
总结词
介绍数字传输系统的基本组成和各部分的功能。
详细描述
谢谢您的聆听
数字频带传输系统研究
石家庄铁道大学四方学院毕业设计数字频带传输系统研究Research of Digital Frequency TransmissionSystem毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要本文主要研究数字频带传输系统基本原理，包括二进制和多进制数字调制和解调原理，然后对调制和解调原理进行仿真，并对结果进行分析。
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2ASK解调方法有相干解调和非相干解调两种。
第9章数字频带传输系统
图9.3 2ASK信号产生方框图
s(t)
s2ASK(t) cosct
cosct
开关 s2ASK(t)
s(t)
(a)直接法
(b)键控法
第9章数字频带传输系统
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.3.1 2FSK信号及其功率谱 9.3.2 2FSK调制和解调
第9章 数字频带传输系统
9.1 概 述
9.2 二进制幅移键控(2ASK)
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.4 二进制相移键控(2PSK和2DPSK)
9.5 多进制数字调制系统 9.6 数字频带传输系统比较
第9章数字频带传输系统
9.1 概 述
数字频带传输系统是发端含有调制，收端 含有解调的数字通信系统。数字调制是用数字 基带信号改变高频载波的参数，实现基带信号 变换为频带信号的过程，此过程中信号频谱由 原来的低频信号搬移到高频段。数字解调是把 数字频带信号恢复成原来数字基带信号的过程， 此信号中的频谱由高频段恢复到原来的基带信 号的低频段。
第9章数字频带传输系统
9.3.1 2FSK信号及其功率谱
2FSK信号是用二进制数字基带信号控制高 频载波频率产生已调信号，具体地说，当 2FSK信号频率为f1时，代表基带信号“1”码， 2FSK信号频率为f2时，代表基带信号“0”码。 其波形如 图9.5所示。
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图9.5 2FSK信号波形图
9.2.2 2ASK调制系统
1. 2ASK调制
2ASK调制方法有两种，如 图9.3 所示。一种
是通过乘法器让s(t)与载波cos相乘，这种方法是
直接法。另一种是键控法。键控法是由二进制数字 基带信号去控制开关电路。当出现“1”码时开关S闭 合，有载频cos输出；当出现“0”码时，开关打开， 无高频载波cos输出。
(1) ASK信号的功率谱是s(t)信号功率谱的线性搬移， 属线性调制。
(2) 2ASK信号的功率谱是由连续谱、离散谱两部分组 成。
(3)2ASK信号带宽是二进制数字基带信号带宽的两倍。
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图9.1 2ASK信号波形
s(t) c o s ct
2A SK
t t
t
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MFSK用频率传输基带信号，其抗衰落能 力比MASK强，主要缺点是信号频率宽、频带 利用率低。
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图9.22 4FSK调制波形
S(t) s
(t) 4FSK
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9.5.3 M进制相移键控(MPSK或MDPSK)
1. 4PSK和4DPSK波形 图9.24 4PSK波形和4DPSK波形 2. 4PSK调制系统 3. 4DPSK调制系统
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9.2 二进制幅移键控(2ASK)
9.2.1 2ASK信号及其功率谱 9.2.2 2ASK调制系统
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9.2.1 2ASK信号及其功率谱
2ASK信号是利用代表数字信息(0或1)的基 带矩形脉冲去控制一个连续载波振幅形成的。 已调信号有输出表示发送“1”，无输出时发送 “0”，如 图9.1所示。
9.4.2 二进制相对相移键控(2DPSK)
1. 2DPSK信号及功率谱 图9.17 2DPSK信号波形及矢量图 2. 2DPSK调制 3. 2DPSK解调
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图9.17 2DPSK信号波形及矢量图
s(t)
2DPSK
(a)波形图
t “1”
t
“0”
·
0°
0
(b)矢量图
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MASK的调制有多种电平残留边带调制， 多电平相关编码单边带调制及多电平正交调幅 等。
MASK信号是用幅度携带信息在系统中传 输，抗衰落能力差，只宜在恒参信道中使用。
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图9.21 MASK调制波形
e(t)
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9.5.2 M进制频移键控(MFSK)
在MFSK信号中，振幅相同，频率有M种， 每种频率对应M进制数字基带信号的一种状态。 图9.22是M=4的频移键控波形。也有离散相位 M进制频移键控DPMFSK和连续相位M进制频 移键控CPMFSK之分。
9.4.3 2PSK与2DPSK系统比较
(1) 2PSK与2DPSK信号带宽均为2fB； (2) 当r相同时，2DPSK系统的两种解调误码率
均比2PSK系统误码率大，故2DPSK系统的抗 噪声性能不及2PSK系统； (3) 两种解调方法的最佳判决门限均为0； (4) 2DPSK系统不存在反向工作现象。
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9.5 多进制数字调制系统
9.5.1 M进制幅移键控 9.5.2 M进制频移键控(MFSK) 9.5.3 M进制相移键控(MPSK或MDPSK)
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9.5.1 M进制幅移键控
在MASK信号中有M种振幅，每种振幅对 应数字基带信号的一种状态。如 图9.21所示。
载波f1 载波f2
开关 e(t)
s(t)
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9.4 二进制相移键控(2PSK和2DPSK)
9.4.1 二进制绝对相移调制(2PSK) 9.4.2 二进制相对相移键控(2DPSK) 9.4.3 2PSK与2DPSK系统比较
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9.4.1 二进制绝对相移调制(2PSK)
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图9.24 4PSK波形和4DPSK波形
未调载波
4PSK 波 形 4DPSK波形
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9.6 数字频带传输系统比较
1. 2PSK信号及功率谱密度 图9.12 2PSK信号波形及矢量图 2. 2PSK的调制解调 1) 2PSK的调制 2) 2PSK解调
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图9.12 2PSK信号波形及矢量图
s(t)
cos
ct
2PS K
t
(a)波形图
t
“Hale Waihona Puke ”“0”·00°
0
t (b)矢量图
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s(t) 2ASK1
2ASK2
2FS
t t t
t
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9.3.2 2FSK调制和解调
1. 2FSK调制 图9.7 2FSK信号键控法调制方框图 2. 2FSK解调 1) 过零检测法 2) 差分检测法 3) 非相干解调 4) 相干解调
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图9.7 2FSK信号键控法调制方框图