《通信原理》6基本数字调制系统

连续谱：由基带信
号波形g(t)确定
第一旁瓣峰值 fc fb比主fc峰衰fc减 fb
14dB
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0
f
fc fb fc fc fb
BB2A2SAK SK是基带信号波
形带宽的两倍
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：
相干解调法：
当符号的发送概率P(1)、 P(0)及概率 密度函数f1(x)、f0(x)一定时，系统总的 误码率Pe将与判决门限b有关
二进制振幅键控（2ASK）
11
00 1
0 00
101
2ASK
的信
a
时号
间非
波相
形干
图解
b
调
过
程
c
d
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二进制振幅键控（2ASK）
解调原理图：非相干解调(包络检波法) 相干解调(同步检测法)
带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器
取样 判决器
相干载波 (b)相干解调
定时脉冲
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cosc (t)
相乘法
(a)
基带信号必须
s(t)
是矩形脉冲 开关法
(b)
二进制振幅键控信号调制器原理框图
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二进制振幅键控（2ASK）
解调原理图：非相干解调(包络检波法) 相干解调(同步检测法)
带通
a
b
低通
c
取样
d
滤波器
整流器
滤波器
判决器
(a)包络检波
定时脉冲
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2PSK及2DPSK)的调制与解调的原理 @ 抗噪声性能
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本章研究的问题：
正弦载波
数字调制系统的基本结构
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本章研究的问题：
实际信道中，大多数具有带通传输特性，必 须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已 调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载 波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应 的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。 也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、 频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调 制。
基本的数字调制系统
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
本章要点：
➢研究对象：
数字信号的频带调制——即把数字基带 信号调制到正弦载波的某个参数上，这是 一个频谱搬移的过程。
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本章要点：
➢研究目的：
@ 掌握二进制数字调制信号的时域和频域特性 @ 掌握各种数字调制系统(2ASK、2FSK、
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本章研究的问题：
数字调制被称为“键控”，是指调制过程可 用数字信号脉冲对载波的参数进行控制从而达到 调制的目的。 ❖ 调制分为——线性调制和非线性调制 ❖ 解调分为——相干解调与非相干解调
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本章研究的问题：
1001 s(t)
2 ASK
2FSK
2PSK
t ➢ 2ASK ( Amplitude shift-keying)
。r此/ 2时系统的总
Pe 1 4erfc 4 r1 2er/4
当r→∞式，
包络检波误码率为：
Pe
1 er /4 2
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：
❖ 在相同的信噪比条件下，相干解调法的误码 性能优于包络检波法的性能；
❖ 在大信噪比条件下，包络检波法的误码性能 将接近相干解调法的性能。
❖另外，包络检波法存在门限效应， 相干解调 法无门限效应。
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二进制振幅键控（2ASK）
功率谱密度：
P 2A S K (f)1 T 6 b sin(f(f fcf)c T )b T b2sin(f(f fcf)c T )b T b2
1(f
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fc)(f
fc)
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二进制振幅键控（2ASK）
离散谱：由载波 分量确定
P2 ASK ( f )
二进制振幅键控信号
sAS (t)K a kA co0 ts ()
ak 1 0
"1"码，出现概率 P 为 "0"码，出现概率 1为 P
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二进制振幅键控（2ASK）
调制原理图：
二进制不 归零信号
s(t)
e2 ASK (t)
乘法器
cosc (t)
e2 ASK (t)
单极性的随 机脉冲序列
➢ 2FSK
t
(Frequency shift-keying)
➢ 2PSK
t (Phase shift-keying)
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二进制振幅键控（2ASK）
s(t)
1
0
Tb
载波信号
1
1
0
0
1 t
t
2ASK信号
t
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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
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二进制振幅键控（2ASK）
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：包络检波法：
当判决门限b取 两条曲线相交点 即判决门限取为 b*时，此时系统 的误码率Pe最小。
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：包络检波法：
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在实际工作中，系统总是工作在大信噪比的情况下，
因此最佳归一化判决门限应取b*0= 误码率Pe为
f (x)
P (0) f0(x)
P (1) f1(x)
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O b b*
a
x
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二进制振幅键f控(x) （2ASK）
P (0) f0(x)
P (1) f1(x)
O b b*
a
x
误码率Pe等于图中阴影的面积。改变判决门限 b，阴影的面积将随之改变，也即误码率Pe的大小 将随判决门限b而变化。
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例题：
设某2ASK信号的码元速率 R B4.8 16 0 波特,接收端输入信号的幅度a=1mV,信道中 加性噪声的单边功率谱密度
n 02 1 5 0 w /Hz
求：1.包络检波器解调时系统的误码率 2.同步检测法解调时系统的误码率
门限取b*=r / 2 时，误码率Pe为：
Pe
1 2
erfc(
r) 4
a2
r
2
2 n
为信噪比。 当大信噪比时，误码率为：
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：包络检波法：
发送“1”符号时的抽样值是广义瑞利型 随机变量；发送“0”符号时的抽样值是瑞利 型随机变量。
在系统输入信噪比一定的情况下，系统误 码率将与归一化门限值b0有关。误码率的几何 表示如图所示：
当判决门限b取P(1)f1(x)与P(0)f0(x)两条曲线相 交点b*时，阴影的面积最小。即判决门限取为b*时，
此时系统的误码率Pe最小。这个门限就称为最佳判 决门限。
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二进制振幅键控（2ASK）
误码率：相干解调法：
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当发送的二进制符号“1”和“0”等概， 且判决