第7章 数字频带传输系统资料
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• 可定义为用基带信号去改变高频载波参数，实现频谱 搬移的过程。用数字信号去控制正弦波的参数如振幅、 频率、相位。
• 可分为三种调制方式：振幅键控(ASK,Amplitude Shift Keying)、频率振幅键控（FSK），相位键控 （PSK）
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基带与带通传输系统
基带传输系统
带通传输系统
16
2ASK信号的表示
二进制符号序列: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 nTB )
n
单极性NRZ矩形脉冲， 周期TB
其中
0, an 1,
发送概率为P 发送概率为1 P
1, g(t) 0,
信加编调信解译解受
息密码制
调码密信
源器器器道器器器者
输入是数字 信号
噪声源
本章研究部分
输出是数字信 号
13
数字带通传输系统
二进制数字调制与解调原理 多进制数字调制系统 新型数字带通调制技术
有效性
可靠性
抗 噪 2ASK 2FSK 2PSK 2DPSK 声 性 能
性 能 比 较
MASK MFSK
QPSK QAM QDPSK
第七章 数字带通传输系统
主要内容： 7.1 数字带通传输系统概述 7.2-5 二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 二进制数字调制系统的抗噪声性能 7.7 二进制数字调制系统的性能比较 7.8-9 多进制数字调制系统-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK
7.1 数字带通传输系统概述
0 t TB 其它
17
则2ASK信号可表示为：
cos
ct
0
传信号“1” 传信号“0”
18
2ASK信号的时间波形
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
TTBb
t
载 波 信号 t
2A SK信 号 t
19
2ASK信号的功率谱密度
s(t)--单极性不归零矩形随机脉冲序列，等概 （P=1/2）时的功率谱密度为：（例6.3-1）
s(t) Ps (f )
PS
(
f
)
1 4
TB
Sa2
(f TB
)
1 4
(
f
)
B
fb
1 TB
20
2ASK信号的功率谱
基带信号:s(t)=∑ang(t-nTs), 2ASK信号: eASK (t)=s(t)cosωct ➢ 若s(t)是确定信号，则:
E(w)=1/2[S(w+wc)+ S(w-wc)] 。 ➢ 而s(t)是随机信号，不存在S(w)，应该用功率谱
1. 基带与带通传输系统 2. 数字带通传输系统的调制载波 3. 数字调制概念 4. 数字调制分类 5. 数字带通传输系统的模型
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Pa来自百度文库e 3
引言
• 大多数实际信道不能直接传送基带信号。例如各频段 的无线信号。
• 为了有效地利用传输媒质，使信号与信道匹配，可与 模拟调制系统一样，把具有低通过频谱的基带信号进 行有效地搬移，使得能在一定的频带内传输，称为数 字调制。
7
2.数字调制分类
(1) 根据控制载波波形参量不同，分为： ❖ 振幅键控（ASK） Amplitude-shift keying 用数字消息控制载波的振幅。 ❖ 频移键控（FSK） Frequency-shift keying 用数字消息控制载波的频率。 ❖ 相移键控（PSK） Phase-shift keying 用数字消息控制载波的相位。
证明： Ps(f)=F[Rs(τ)]， PASK(f)= F[RASK(τ)]
Re(τ )=E[eASK (t)eASK (t+τ)]
= E[s(t)cosωct·s(t+ τ)cosωc(t+τ)]
MSK
本章知识结构
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7.2 二进制数字调制原理-2ASK 2ASK 信号的表示、时间波形 2ASK 信号的功率谱密度 2ASK 信号的调制原理 2ASK 信号的解调
15
7.2 二进制振幅键控（2ASK, OOK）
ASK:Amplitude Shift Keying 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号变化的 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 2ASK。 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（on）、断(off)键控OOK。
10
(3) 根据基带信号进制不同，分为：
❖二进制数字调制 当数字基带信号为二进制时，则为二进制 键控如：2ASK ，2FSK，2PSK，2DPSK
❖多进制数字调制 当数字基带信号为多进制时，则为多进制 键控如：MASK，MFSK，QPSK， QDPSK
11
3.
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数字带通传输系统的模型
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9
(2) 根据已调信号频谱结构特点不同，数字调制分为：
❖线性调制(如ASK) 线性调制中已调信号的频谱结构与基带信 号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频 率位置，无新的频率成分出现。
❖非线性调制（如FSK，PSK） 非线性调制中已调信号的频谱结构与基带信 号的频谱结构不同，有新的频率成分出现。
不经过正弦载波调制，直 经过正弦载波调制 接传送
功率谱分布：基带
功率谱分布：窄带（频带、 带通）
信道具有低通传输特性 有线信道 近距离传输
信道具有带通传输特性 无线信道、光纤信道等 远距离传输
5
数字带通传输系统的调制载波
从原理上来说，受调制载波的波形可以是任意的，只
要已调信号适合于信道传输就可以。 正弦载波信号:
正弦信号做载波--带通传输系统 脉冲做载波--基带传输系统
Acos(wct )
A--振幅,
混沌信号做载波--新体制，在研 ωc--角频率,
--初始相位。
在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。 因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。
6
数字调制概念 数字调制--指正弦载波数字调制
用数字基带信号去控制正弦载波波形的某个参量， 例如：幅度、频率、相位，使这个参量随基带信号 的变化而变化。 利用数字脉冲信号序列对载波进行开关形式的控 制，故又称为数字键控。
密度Ps(f ) • 若s(t)的功率谱为Ps(f)，且eASK(t)=s(t)cosωct，
则：PASK(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。
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若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e ASK(t)=s(t)cosωct，
则：Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。
• 可分为三种调制方式：振幅键控(ASK,Amplitude Shift Keying)、频率振幅键控（FSK），相位键控 （PSK）
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基带与带通传输系统
基带传输系统
带通传输系统
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2ASK信号的表示
二进制符号序列: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 nTB )
n
单极性NRZ矩形脉冲， 周期TB
其中
0, an 1,
发送概率为P 发送概率为1 P
1, g(t) 0,
信加编调信解译解受
息密码制
调码密信
源器器器道器器器者
输入是数字 信号
噪声源
本章研究部分
输出是数字信 号
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数字带通传输系统
二进制数字调制与解调原理 多进制数字调制系统 新型数字带通调制技术
有效性
可靠性
抗 噪 2ASK 2FSK 2PSK 2DPSK 声 性 能
性 能 比 较
MASK MFSK
QPSK QAM QDPSK
第七章 数字带通传输系统
主要内容： 7.1 数字带通传输系统概述 7.2-5 二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 二进制数字调制系统的抗噪声性能 7.7 二进制数字调制系统的性能比较 7.8-9 多进制数字调制系统-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK
7.1 数字带通传输系统概述
0 t TB 其它
17
则2ASK信号可表示为：
cos
ct
0
传信号“1” 传信号“0”
18
2ASK信号的时间波形
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
TTBb
t
载 波 信号 t
2A SK信 号 t
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2ASK信号的功率谱密度
s(t)--单极性不归零矩形随机脉冲序列，等概 （P=1/2）时的功率谱密度为：（例6.3-1）
s(t) Ps (f )
PS
(
f
)
1 4
TB
Sa2
(f TB
)
1 4
(
f
)
B
fb
1 TB
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2ASK信号的功率谱
基带信号:s(t)=∑ang(t-nTs), 2ASK信号: eASK (t)=s(t)cosωct ➢ 若s(t)是确定信号，则:
E(w)=1/2[S(w+wc)+ S(w-wc)] 。 ➢ 而s(t)是随机信号，不存在S(w)，应该用功率谱
1. 基带与带通传输系统 2. 数字带通传输系统的调制载波 3. 数字调制概念 4. 数字调制分类 5. 数字带通传输系统的模型
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Pa来自百度文库e 3
引言
• 大多数实际信道不能直接传送基带信号。例如各频段 的无线信号。
• 为了有效地利用传输媒质，使信号与信道匹配，可与 模拟调制系统一样，把具有低通过频谱的基带信号进 行有效地搬移，使得能在一定的频带内传输，称为数 字调制。
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2.数字调制分类
(1) 根据控制载波波形参量不同，分为： ❖ 振幅键控（ASK） Amplitude-shift keying 用数字消息控制载波的振幅。 ❖ 频移键控（FSK） Frequency-shift keying 用数字消息控制载波的频率。 ❖ 相移键控（PSK） Phase-shift keying 用数字消息控制载波的相位。
证明： Ps(f)=F[Rs(τ)]， PASK(f)= F[RASK(τ)]
Re(τ )=E[eASK (t)eASK (t+τ)]
= E[s(t)cosωct·s(t+ τ)cosωc(t+τ)]
MSK
本章知识结构
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7.2 二进制数字调制原理-2ASK 2ASK 信号的表示、时间波形 2ASK 信号的功率谱密度 2ASK 信号的调制原理 2ASK 信号的解调
15
7.2 二进制振幅键控（2ASK, OOK）
ASK:Amplitude Shift Keying 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号变化的 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 2ASK。 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（on）、断(off)键控OOK。
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(3) 根据基带信号进制不同，分为：
❖二进制数字调制 当数字基带信号为二进制时，则为二进制 键控如：2ASK ，2FSK，2PSK，2DPSK
❖多进制数字调制 当数字基带信号为多进制时，则为多进制 键控如：MASK，MFSK，QPSK， QDPSK
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数字带通传输系统的模型
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(2) 根据已调信号频谱结构特点不同，数字调制分为：
❖线性调制(如ASK) 线性调制中已调信号的频谱结构与基带信 号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频 率位置，无新的频率成分出现。
❖非线性调制（如FSK，PSK） 非线性调制中已调信号的频谱结构与基带信 号的频谱结构不同，有新的频率成分出现。
不经过正弦载波调制，直 经过正弦载波调制 接传送
功率谱分布：基带
功率谱分布：窄带（频带、 带通）
信道具有低通传输特性 有线信道 近距离传输
信道具有带通传输特性 无线信道、光纤信道等 远距离传输
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数字带通传输系统的调制载波
从原理上来说，受调制载波的波形可以是任意的，只
要已调信号适合于信道传输就可以。 正弦载波信号:
正弦信号做载波--带通传输系统 脉冲做载波--基带传输系统
Acos(wct )
A--振幅,
混沌信号做载波--新体制，在研 ωc--角频率,
--初始相位。
在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。 因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。
6
数字调制概念 数字调制--指正弦载波数字调制
用数字基带信号去控制正弦载波波形的某个参量， 例如：幅度、频率、相位，使这个参量随基带信号 的变化而变化。 利用数字脉冲信号序列对载波进行开关形式的控 制，故又称为数字键控。
密度Ps(f ) • 若s(t)的功率谱为Ps(f)，且eASK(t)=s(t)cosωct，
则：PASK(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。
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若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e ASK(t)=s(t)cosωct，
则：Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。