数字带通传输

数字调制的方法


利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。 基本键控方式：振幅键控（ASK）、频移键控 （FSK） 、相移键控（PSK） 。
1 0 1 1 0 1 1 0 1
t
t
t
振幅键控
频移键控
相移键控

数字调制可分为二进制调制和多进制 K （M=2 ）调制。
an
1, 0,
概率为 P 概率为1 P
11
2ASK信号产生方法

2ASK信号产生方法

模拟调制法
二进制 不归零信号
e2 ASK (t )
乘法器
s (t )
cos ct
开关电路

键控法
cos ct
e2 ASK (t )
s (t )
12
2ASK信号解调方法（1）

非相干解调（包络检波法）
Ts
t
载波
t
2ASK
t
10
2ASK信号的一般表达式

2ASK信号的一般表达式
其中
e2ASK (t ) st cosc t
n
s(t ) an g (t nTs )
Ts － 码元持续时间；
g(t) － 持续时间为Ts的基带脉冲波形，通常假设是高
度为1，宽度等于Ts的矩形脉冲； an － 第N个符号的电平取值，若取
第七章 数字带通传输系统
电气学院
机电楼B210
电子工程系
lfsdu123@163.com
林 霏
1
2ASK
2FSK 原理与抗噪声性能 2PSK 二进制数字调制系统 2BPSK 不同调制系统的比较
数字带通 传输系统
MASK
MFSK 多进制数字调制系统 MPSK
MBPSK
2
要求



基本要求：了解多进制数字调制解调原理， 掌握数字调制解调的基本原理，尤其是二 进制调制系统中二进制数字调制解调原理 和方法、和系统抗噪声性能分析（求误码 率）。 重点：数字调制解调的基本原理 。 难点：二进制调制系统中二进制数字调制 解调原理和方法；系统抗噪声性能分析。
e2ASK (t ) st cos c t
式中 s(t) －二进制单极性随机矩形脉冲序列 设：Ps (f) － s(t)的功率谱密度
P2ASK (f) － 2ASK信号的功率谱密度
则由上式可得
1 P2ASK ( f ) Ps ( f f c ) Ps ( f f c ) 4

实现非常简单


抗噪声性能不好

通－断键控 OOK（1）

用单极性不归零码控制正弦载波的开启与关闭； 信号表达式
Acos c t, eOOK (t ) 0，
以概率P 发送“ 1”时 以概率1 P 发送“0”时
9
通－断键控 OOK（2）

波形
1 0 0 1
s t
P2 ASK
1 2 2 f s P(1 P) G ( f f c ) G ( f f c ) 4
4

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
目录（2）

7.4 多进制数字调制原理

7.4.1 多进制振幅键控 7.4.2 多进制频移键控 7.4.3 多进制相移键控 7.4.4 多进制差分相移键控 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.5.4 MASK系统的抗噪声性能 MFSK系统的抗噪声性能 MPSK系统的抗噪声性能 MDPSK系统的抗噪声性能
5

7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能

基本概念 (1)


数字调制 数字信号通过正弦载波调制成频带信号 数字信号控制正弦载波的某个参量 键控信号：对载波参量的离散调制 数字带通传输系统 通常把包括调制和解调过程的数字传输系 统； 也称作数字频带传输系统。
6
基本概念 (2)
带通 滤波器
e2 ASK (t )
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

非相干解调过程的时间波形
1
a
0
0
1
t
b
t
c
t
d
1
0
0
1
t
13
2ASK信号解调方法（2）

相干解调（同步检测法）
带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 定时 脉冲 输出
e2 ASK (t )
cosct
7来自百度文库
7.1 二进制数字调制原理 7.1.1 二进制振幅键控(2ASK）

基本原理


振幅键控(2ASK）：利用载波的幅度变化来传 递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。 常用方法：通－断键控 OOK（On-Off Keying） 。 Morse码的无线电传输（比模拟调制更早） 光纤通信 卫星通信、移动通信、数字微波不采用这种调 8 制方式
3
目录（1）

7.1 二进制数字调制原理

7.1.1 二进制振幅键控（2ASK） 7.1.2 二进制频移键控（2FSK） 7.1.3 二进制相移键控（2PSK） 7.1.4 二进制差分相移键控（2DPSK） 7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能 7.2.2 2FSK系统的抗噪声性能 7.2.3 2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能
sin f TS G( f ) TS f TS
TS Sa( f TS )

Ps f f s P(1 P) G ( f ) f (1 P) G (0) ( f ) 15
2 2 s 2 2
功率谱密度（1）

功率谱密度
2ASK信号可以表示成
16
2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps (f)的线性搬移 （属线性调制）。
功率谱密度（2）
l
单极性NRZ矩形脉冲序列的功率谱密度为
Ps f f s P(1 P) G ( f ) f (1 P) G (0) ( f )
2 2 s 2 2
将其代入
1 P2ASK ( f ) Ps ( f f c ) Ps ( f f c ) 4
14
单极性NRZ矩形脉冲序列的功率谱

双边功率谱密度
2
PS ( f ) f S P(1 P) G( f )

若表示“1‖码的波形g2(t) = g(t)为不归零（NRZ） 矩形脉冲，则其频谱函数为
m
f (1 P)G(mf ) ( f mf )
2 S S S


当 f = mfs 时：若m = 0，G(0) = Ts Sa(0) 0；若 m为不等于零的整数， G(mfS ) TS Sa(n ) 0 功率谱密度简化为：