数字带通传输系统7.1
通信原理数字带通传输系统概要

滤波器
整流器
包络检波
b 低通
滤波器(a)c源自抽样 d判决器 输出定时 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 7 第8页/共74页
8
cos ct
sOOK (t) s (t )
y(t) 2ASK信号相干解调过程的时间波形
31
第32页/共74页
相应的2DPSK信号的波形如下:
(a)绝对码
1
1
0
1
(b)相对码
0
1
0
0
1
参考
(c)2DPSK
0 1
t
由此例可知,对于相同的基带信号,由于初始
相位不同,2DPSK信号的相位可以不同。即
2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号,
而前后码元的相对相位才决定信息符号。
32
第33页/共74页
P2FSK (
f
)
1 4 [Ps1( f
f1) Ps1(
f
f1)]
1 4
[
Ps
2
(
f
f2)
Ps2 (
f
f2 )]
第20页/共74页
20
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
通信原理(樊昌信)第7章 数字调制

谱零点带宽:
§7.2 二进制数字调制系统 抗噪声性能
概述
性能指标:系统的误码率 Pe 分析方法:借用数字基带系统的方法和结论 分析条件:恒参信道(传输系数取为 K ) 信道噪声是加性高斯白噪声
背景知识: 窄带噪声 正弦波+窄带噪声
§7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能
2ASK---相干解调
基带信号
反相器 振荡器2
f2
s (t )
相加器
e2FSK (t )
选通开关
特点:转换速度快、电路简单、 产生的波形好、频率稳定度高。
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
d
t
e
t
f
t
g
2 FS K信 号
t
图 二进制移频键控信号的时间波形
三、2FSK信号的解调 1、非相干解调,如图(b); 2、相干解调,如图(a)。 3、过零检测法;
e2 DPSK (t ) 带通
滤波器 延迟TB a 相乘器 b c 低通 滤波器 d 抽样 判决器 定时 脉冲 e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
带通 滤波 器
a
相乘 器 b
c
低通 滤波 器
d
抽样 判决 器 定时 脉冲
e
延迟 Ts
参考
(a )
DPSK信号 a b
c d 二进 制信息 反相 e
0
0
§7.1.1 二进制振幅键控 (2ASK)
原理: s(t)载波幅度
表达式:
单极性
波形:
1 0 1 1 0 1 t
2DPSK资料

乘法器
e 2DPSK ( t )
b n = a n ⊕b n-1
双极性 NRZ
cos ? c t
2PSK 调制器原理框图 (a) 模拟调制法
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七(sh章ùzì)带通传输系统
第十七页,共25页。
7-5-17
第 5节 二进制数字调制(tiáozh-ì2D)原PS理K
fc
fc +fb
2DPSK 信号的功率谱密度示意图
B ? 2 fb
(“0”和“1”符号等概时)
《 通信(tōng xìn)原理数》字第(sh七ù章zì)带通传输系统
第十四页,共25页。
fc +2 fb f
7-5-14
第 5节 二进制数字(shùzì)调-2制D原PS理K
2DPSK 信号功率谱密度特点 --与2PSK 相同
2DPSK调制原理
cos? ct
开 关电 路
0°
e2DPSK (t) ?
18 0° 移 相
{b n }
码 变 换 s(t)
2DPSK 调制器原理图 (b) 键控调制法
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七带章通传输(chuán shū)系统
第十八页,共25页。
7-5-18
第 5节 二进制数字(shùzì)调制-2原DP理SK
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七(s章hùzì)带通传输系统
第三页,共25页。
7-5-3
第5节 二进制数字(shùzì)调-2制D原PSK理
2DPSK 信号的定义
? 用前后相邻码元的载波 相对相位变化 来表示数字信息。
?假设前后相邻码元的 载波相位差 为Δφ,可定义一种数字信息与
通信原理简答题答案2(个人整理)

通信原理简答题答案2(个⼈整理)第⼀章绪论1-2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:电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号:电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信?数字通信偶哪些优缺点?答:利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点:抗⼲扰能⼒强,⽆噪声积累传输差错可控;便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存;易于集成,使通信设备微型化,重量轻;易于加密处理,且保密性好。
缺点:⼀般需要较⼤的传输带宽;系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么?答:信源编码:提⾼信息传输的有效性(通过数字压缩技术降低码速率),完成A/D转换。
信道编码/译码:增强数字信号的抗⼲扰能⼒。
加密与解密:认为扰乱数字序列,加上密码。
数字调制与解调:把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处,形成适合在信道中传输的带通信号。
同步:使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。
1-5 按调制⽅式,通信系统如何分类?答:基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征,通信系统如何分类?答:模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复⽤⽅式,通信系统如何分类?答:FDM,TDM,CDM。
1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的?解释他们的⼯作⽅式。
答:按照消息传递的⽅向与时间关系分类。
单⼯通信:消息只能单向传输。
半双⼯:通信双⽅都能收发消息,但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。
全双⼯通信:通信双⽅可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式?他们的适⽤场合及特点?答:分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。
并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信,如计算机和打印机之间的数据传输。
串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么?—答:有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些?答:有效性:传输速率,频带利⽤率。
通信原理樊昌信版第7章数字带通传输系统(1)

* 2 n
14
a P (0 ) b ln 2 a P ( 1 ) 若发送“1”和“0”的概率相等,则最佳判决 门限为: b* = a / 2
* 2 n
此时,2ASK信号采用相干解调(同步检测)时 系统的误码率为 r 1
21
最佳门限 可得
Pe 0 最佳门限也可通过求极值的方法得到,令 b
P ( 1 ) f ( b ) P ( 0 ) f ( b ) 1 0
* *
( b)f0( b) 当P(1) = P(0)时,有 f 1
* *
即f1(V)和f0(V)两条曲线交点处的包络值V就 是最佳判决门限值,记为b*。 b*和归一化最佳 门限值b0*的关系为b* = b0*n 。由f1(V)和f0(V) 的公式和上式,可得出
* ab a2 r 2 lnI0 2 2 σn σn
第 7 章 数字带通传输系统
§ 7.0 引言 § 7.1 二进制数字调制原理 § 7.2 二进制数字调制系统抗噪声性能 § 7.3 二进制数字调制系统的性能比较
1
7. 2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.2.1 2ASK 系统的抗噪声性能
7.2.2 2FSK 系统的抗噪性能
7.2.3 2PSK 及 2DPSK 系统的抗噪性能
n(t)是高斯白噪声ni(t)经过带通滤波器的输出。 n(t)为窄带高斯噪声,其均值为0,方差为n2, 且可表示为
n ( t ) n ( t ) cos t n ( t ) sin t c c s c
6
发 送 端
信 道
带 通 滤 波 器
7.1二进制数字调制原理

k
t
e2 ASK ( t ) s( t ) cos c t
(b)
载波 n
s(t)
.双边带调幅信号
s(t) e 0(t) cosωct
2、2ASK信号的产生
s(t)
x
x ~
e0(t)
~ k
载波 s(t)
e0(t) s(t) e0(t) s(t)
k
1
0
0
cosω 载波ct
e0(t) s(t)
e0(t
半波或全 波整流
LPF
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
y2 (t )
半波或全 波整流
LPF
v2
定时脉冲
解调器
非相干解调
BPF1 2FSK
f1 中心频率 f2
x
LPF
cos c1t
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
x
LPF
v2
定时脉冲
cos c 2t
解调器
相干解调
其它解调方法:鉴频法、差分检测法和过零检测法等
s( t ) an g( t nTs )
n
1 概率为P ("1" ) an 1 概率为1 P ("0" )
g(t)是幅度为1,宽度为Ts的矩形脉冲
e2 PSK ( t ) cos c t
2、2PSK信号的产生
(1)模拟调制法
(2)键控法
3、2PSK信号的解调
第7章 数字带通传输系统 为什么要调制? .匹配信道 .天线设计 .FDM .最小化干扰的影响 7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控(2ASK)
(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
第七章数字带通输系统

S(t) ang(tnTs) n
an 1 0 ,,以 以概 1 概 p -,时 p ,时 率 率 域 域 g 1 波 ( g t2 ) 波 (频 t,)频 形 , 形 域 G 1 域 G 为 (f2 为 )(为 f)为
二进制振幅键控信号(2ASK)时域波形:
4. 2ASK信号解调
思考
前面分析:
2FSK信号的功率谱由连续和谱离散谱两部分构成
离散谱出现在f1, f2位置连续谱的中心频为率f1, f2
基带信号带宽fs
1 Ts
f2 f1 5k Hz 2 fs
RB 1k Hz ,连续谱呈现双峰
且带宽B f2 f1 2 fs 7KHz
注意:
载波的波形是任意的,但大多数的数字调制系统都 选择单频信号(正弦波或余弦波)作为载波,因为 便于产生与接收。称为正弦载波数字调制系统。
7.1.2 数字信号的传输方式
数字信号共有两种传输方式 1. 基带传输
(已经在第五章介绍):数字信号直接传送的方式。
2. 频带传输
(将在本章介绍):用数字基带信号调制载波后的传 送方式。
—
而 S 2 (t) an g (t nT s ) n
Ps2 ( f ) f sp(1 - p) G(f) 2 p 2 f
P 1时 2
PFSK
(
f
)
Ts 16
sa (
f
f1 )Ts 2
sa (
f
f1 )Ts 2
1 16
1001
S(t)
t
2ASK
t
1001
S(t)
t
通信原理数字带通传输系统课件

把2FSK信号看成是两个 2ASK信号相叠加的方法 。令 、
则
、
可见
是二进制 ASK,可求得 的功率谱密度为
根据式 (7.1-14)、式 (7.1-15)以及式 (7.1-10)可以求出 ,并将它们代入式 (7.1-20),
当0、 1等概时,便可得 2FSK信号的双边功率谱密度的表示式: ❖12
包络检波存在门限效应。
( 9 ) 、 例 [7.1] 注意:取系统带宽是码元速率的 2倍。
此时误码率为: 大信噪比时 定义归一化门限值:
其中:
为信噪比
❖ 26
二、2ASK系统的抗噪声性能(5)
2、包络检波法: 包络检测以前与 相干检测法一样。
由式(7.2-7): (1)、发1码,在Ts内BPF的包络输出:
其输出包络的一维概率密度函数服从广义瑞利分布:
发0码,在Ts内BPF的包络输出: 其输出包络的一维概率密度函数服从瑞利分布:
为加性白噪声。
❖23
二、2ASK系统的抗噪声性能(2)
设 经传输后除有固定衰耗外末受到畸变,则式(7.2-3)中 经理想带通滤波器的输出为:
则: 参照(5.1.6)节得,抽样判决器输入端得到的波形:
❖24
二、2ASK系统的抗噪声性能(3)
(1)、则 发“1”时:
发“0”时:
(2)、判决规则:若 x(t)的抽样值 x>b,则判为 “是 1码 ” ; b为判决门限。若 x(t)的抽样值 x <b,则判为 “是 0码”。 (3) 、将“l”错判为 “0”的概率 (漏报概率 )为:
令
波形如图 7-2。
❖3
一、二进制数字调制系统的原理(2ASK)(2)
数字带通传输系统课件

3
希望本课件能够帮助读者更好地学习数字带通传 输系统的相关内容,为未来的学习和工作打下坚 实的基础。
参考文献
[1] 李晓明, 王建萍, 张 立云. 数字通信基础[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2018.
01
02
[3] 张卫钢, 王丽娜. 数 字通信[M]. 北京: 电子 工业出版社, 2004.
04
数字带通传输系统的软 NRZ码、RZ码等,以增加数
据的抗干扰能力。
1
通道控制协议
制定通道控制协议,实现发 送端和接收端之间的可靠通
信。
错误检测与纠正
通过使用CRC校验、重传机 制等,实现数据的错误检测 与纠正。
系统测试与优化
对系统进行全面测试,根据 测试结果进行优化,提高系 统性能。
解调技术
数字解调是将已调制的信号还原 为原始数字信号的过程,常用的 解调方法有平方解调、平方-积分 解调等。
带通滤波器的原理
滤波器的作用
带通滤波器是用来抑制不需要的频率分量,提高信号的抗干扰性能和频带利用率。
滤波器的分类
根据频率特性,滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
数字信号的传输方式
基带传输
随着技术的进步和规模效应的发挥,数字 带通传输系统的成本将不断降低,为更广 泛的应用提供可能性。
06
结语与参考文献
结语
1
数字带通传输系统是通信领域的重要部分,其性 能和设计直接影响到通信系统的整体性能。
2
通过深入学习数字带通传输系统的基本原理、关 键技术和实际应用,可以更好地理解和掌握数字 通信的核心知识。
数字带通传输系统的特点
带通传输
数字带通传输系统是指将数字信号调制到高频载波上,通过无线或有线传输,具 有更高的传输速率和稳定性。
《数字带通传输系统》课件

新型多址接入技术的研究
总结词
探索新型多址接入技术,解决传统多址接入方式面临的挑战,提升数字带通传输系统的容量和性能。
详细描述
随着移动互联网和物联网的快速发展,传统的多址接入方式面临着诸多挑战。为了满足日益增长的通 信需求,研究者们正积极研究新型多址接入技术,例如基于稀疏码的多址接入、基于人工智能的多址 接入等新技术,以提高数字带通传输系统的容量和性能。
高频谱利用率是数字带通传输系统的追求目标之一,可以提高通 信系统的容量和传输效率。
影响因素
影响频谱利用率的因素包括信号调制方式、多进制调制、信道特 性等。
通信容量性能评估
通信容量定义
通信容量是指数字带通传输系统在特定信道条件下,单位时间内 能够传输的最大比特数。
通信容量性能指标
通信容量是衡量数字带通传输系统整体性能的重要指标,大通信容 量可以提高系统传输数据的速度号的 压缩、加密等处理,以满足不同应用 场景的需求。
通过数字信号处理技术,可以对信号 进行滤波、去噪、均衡等处理,从而 减小信号失真和干扰,提高信号的传 输质量和可靠性。
多址接入技术
多址接入技术是数字带通传输系统中的重要技术之一,主要用于实现多 个用户同时接入信道进行通信。
《数字带通传输系统》PPT 课件
目录
• 引言 • 数字带通传输系统概述 • 数字带通传输系统的基本原理 • 数字带通传输系统的关键技术
目录
• 数字带通传输系统的性能评估 • 数字带通传输系统的未来发展
01
引言
课程背景
数字带通传输系统是通信领域中的重要组成部分,广泛应用于音频、视频、数据传 输等方面。
同步传输与异步传输
同步传输是指发送端和接收端的时钟频率一致,异步传输则没有这 个要求。
通信原理第7章 数字带通传输系统概要

d
输出
包络检波器
– 相干解调(同步检测法)
e2 ASK (t )
带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 定时 脉冲 输出
cos ct
相干调解器
1
a
0
0
1
t
b
t
c
t
d
1
0
0
1
t
非相干解调过程的时间波形
7.2.1 二进制振幅键控(2ASK)系统的抗噪声性能
• 同步检测法的系统性能
发送端 信道 带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 输出
• 包络检波法的系统性能
e2 ASK (t )
带通 滤波器
y(t)
全波 整流器
低通 滤波器
V(t)
抽样 判决器
d
输出
包络检波器
定时 脉冲
[a nc (t )]cosct ns (t ) sin ct 发“1”时 y(t ) 发“0”时 nc (t ) cosct ns (t ) sin ct
7.1.1 二进制数字振幅键控(2ASK,OOK) 振幅键控,是利用数字基带信号去控制载波的幅 度,使载波的幅度随着数字基带信号的变化而变化。
记作ASK(Amplitude Shift Keying)
或称其为开关键控(通断键控),记作OOK(On Off Keying)。 二进制数字振幅键控通常记作2ASK
P(1) f1 ( x)dx P(0) f 0 ( x)dx
b b
上式表明,当P(1)、P(0)及f1(x)、f0(x)一定时,系 统的误码率Pe与判决门限b的选择密切相关。
得到 即
Pe 0 b P(1) f1 (b* ) P(0) f 0 (b* ) 0
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QAM
MSK
11
本章知识结构
X
X
7.1 数字带通传输系统概述
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
2
X
基带与带通传输系统
基带传输系统
不经过正弦载波调制,直 接传送
带通传输系统
经过正弦载波调制
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
A--振幅,
ω c--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。
4
X
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。
编 码 器
调 制 器
信 道
解 调 器
译 码 器
解 密 器
受 信 者
输入是数字信号
噪声源
输出是数字信号
本章研究部分
10
X
数字带通传输系统
二进制数字调制与解调原理 有效性 可靠性
多进制数字调制系统
新型数字带通调制技术
2ASK
2FSK
2PSK
2DPSK
抗 噪 声 性 能
性 能 比 较
MASK MFSK
QPSK QDPSK
X
6
7
X
(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。
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 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 7.2-5 二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 7.7
7.8-9 多进制数字调制系统-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK
7.10-11 新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM 、最小移频键控MSK
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Xபைடு நூலகம்
(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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X
数字带通传输系统的模型
信 息 源
加 密 器
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X
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。
有线信道 近距离传输
3
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
A cos(wct )
混沌信号做载波--新体制,在研