《通信原理》第7章 数字调制系统(7.2-3)PPT课件
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樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)
1
式中，n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声，( 0，
n
2
)
判决 规则
x1 > x2 时，判为“1” x1 x2 时，判为“0”
x1 (t )
定时 脉冲 抽样 判决器 输出
Pe
发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通 滤波器
1
相乘器
低通 滤波器 定时 脉冲 低通 滤波器
x1 (t )
抽样 判决器 输出
发送端
信道
yi ( t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时：
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值 发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b
b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2
系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时 发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时 发“0”时
多进制数字调制系统PPT课件(通信原理)
若各信号状态出现的概率相等,则调制信 号的平均发送功率
13
8PSK信号点
14
在L=8 的5种信号星座图可以看 出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信 号状态点之间的最小距离为2 的情况下,(4)方案所用的平 均信号功率最小.
15
1
6.4.1 MASK
L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值 的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构 很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与 二电平的相同.
2
A(t)
×
x(t)
A(t)
BPF
× LPF 抽样判决
… 门限电平
每个四进制码元又被称为双比特码元
ab
(A方式) (B方式)
00 10 11 01
0° 90° 180° 270°
225° 315° 45° 135°
8
10
01
11
11
00
参考相位
参考相位
00
10
01
QPSK信号的矢量图
9
a
×
输入
串/并变换
-π/2
b
×
输出
+
调制
×
LPF
抽样判决
a
-π/2
并/串
×
多进制数字调制系统
特点 1. 在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒2N b/s 2. 在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度， 会增加码元的能量，并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响。 3. 在相同的噪声下，多进制数字调制系统 的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。
13
8PSK信号点
14
在L=8 的5种信号星座图可以看 出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信 号状态点之间的最小距离为2 的情况下,(4)方案所用的平 均信号功率最小.
15
1
6.4.1 MASK
L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值 的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构 很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与 二电平的相同.
2
A(t)
×
x(t)
A(t)
BPF
× LPF 抽样判决
… 门限电平
每个四进制码元又被称为双比特码元
ab
(A方式) (B方式)
00 10 11 01
0° 90° 180° 270°
225° 315° 45° 135°
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参考相位
参考相位
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QPSK信号的矢量图
9
a
×
输入
串/并变换
-π/2
b
×
输出
+
调制
×
LPF
抽样判决
a
-π/2
并/串
×
多进制数字调制系统
特点 1. 在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒2N b/s 2. 在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度， 会增加码元的能量，并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响。 3. 在相同的噪声下，多进制数字调制系统 的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。
通信原理7.2课件
M
ωi 为M个不同的载波角频率。
MFSK信号的第一过零点带宽为 B = f M − f1 + Ts MFSK调制的可靠性能为： 相干解调 ⎛ S ⎞ S ⎛ M −1 ⎞ 非相干解调
>> 1 ⇒ Pe ≈ ⎜ N ⎝ 2 ⎟ ⎟erfc⎜ ⎜ 2N ⎟ ⎠ ⎝ ⎠
2
S ⎛ S ⎞ ⎛ M −1 ⎞ >> 1 ⇒ Pe ≈ ⎜ ⎟ exp⎜ − ⎟ 2 ⎠ 2N ⎠ N ⎝ ⎝
-18-
Principles of Modern Communications
π/4QPSK信号
π/4QPSK的信号表示式为
2 4 eo (t ) = Aai cos(ωc t ) − Abi sin(ωc t ), ai = cos ϕi , bi = sin ϕ i eo (t ) = A cos(ωc t + ϕ i ), ϕ i =
⎡ ⎤ eo (t ) = ⎢∑ bn g (t − nTs )⎥ cos ωc t ⎣ n ⎦
0 ⎧ ⎪ 1 ⎪ ⎪ bn = ⎨ 2 ⎪ M ⎪ ⎪M − 1 ⎩ P(bn = 1) = P2 P(bn = 2) = P3 M P(bn = 0 ) = P 1
, ∑n =1 Pn = 1
M
P (bn = M − 1) = PM
本章知识要点 7.1 二进制数字调制原理 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 7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能 7.6 数字带通传输系统的复基带表示
-2-
Principles of Modern Communications
Differential 2DPSK Coherent 2DPSK
数字通信原理 第七章(新)
R()
K
td
c
0
c
18
其传递函数可表示为：
R()
k
e
jtd
0
c
c
下面我们分析，当数字信号序列送入此理想低通 滤波器，输出波形示怎样的？
19
先以单个单位冲击函数为例说明。
(t) 形成滤波器
()
R()
识别点 抽样判决
Y ()
Y () () R () 1 e j t d e j t d R ()
39
7.4 SDH传输网
7.4.1 SDH传输网的拓扑结构 1.线形 2.星形 3.树形 4.环形 5.网孔形
40
41
7.4.2 SDH传输接口
1.SDH光接口和电接口的界定 2.光接口分离 3.SDH光接口技术指标 4.SDH电接口指标
42
7.4.3 SDH自愈网 1.线路保护倒换 2.环形网保护
（1）对4连0用取代节000V和B00V代替 （2）取代节的安排顺序：先用000V，不适用时 再用B00V。
取代节的安排要满足以下要求：
a. 取代节之间V码交替 b. V码要与前一个传号码极性相同 （3）传号码除V外要满足极性交替原则。
35
例：
二进码序列：
1000 0 1010000 0 11 1000 000 0001
1、传输码型的功率谱中应不含有直流分量， 同时低频分量要尽量少； 2、传输码型的功率谱中高频分量应尽量少； 3、便于定时时钟的提取； 4、传输码型应具有一定的检测误码能力； 5、对信源统计依赖性要小； 6、要求码型变换设备简单、易于实现。
29
7.2.2 常见的传输码型
1、单极性不归零码（NRZ) 2、单极性归零码 3、传号交替反转码（AMI) 4、三阶高密度双极性码（HDB3) 5、传号反转码（CMI码）
K
td
c
0
c
18
其传递函数可表示为：
R()
k
e
jtd
0
c
c
下面我们分析，当数字信号序列送入此理想低通 滤波器，输出波形示怎样的？
19
先以单个单位冲击函数为例说明。
(t) 形成滤波器
()
R()
识别点 抽样判决
Y ()
Y () () R () 1 e j t d e j t d R ()
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7.4 SDH传输网
7.4.1 SDH传输网的拓扑结构 1.线形 2.星形 3.树形 4.环形 5.网孔形
40
41
7.4.2 SDH传输接口
1.SDH光接口和电接口的界定 2.光接口分离 3.SDH光接口技术指标 4.SDH电接口指标
42
7.4.3 SDH自愈网 1.线路保护倒换 2.环形网保护
（1）对4连0用取代节000V和B00V代替 （2）取代节的安排顺序：先用000V，不适用时 再用B00V。
取代节的安排要满足以下要求：
a. 取代节之间V码交替 b. V码要与前一个传号码极性相同 （3）传号码除V外要满足极性交替原则。
35
例：
二进码序列：
1000 0 1010000 0 11 1000 000 0001
1、传输码型的功率谱中应不含有直流分量， 同时低频分量要尽量少； 2、传输码型的功率谱中高频分量应尽量少； 3、便于定时时钟的提取； 4、传输码型应具有一定的检测误码能力； 5、对信源统计依赖性要小； 6、要求码型变换设备简单、易于实现。
29
7.2.2 常见的传输码型
1、单极性不归零码（NRZ) 2、单极性归零码 3、传号交替反转码（AMI) 4、三阶高密度双极性码（HDB3) 5、传号反转码（CMI码）
通信行业-通信原理讲稿第七章 精品
n
其中:an 0,
发送概率为P
1,
发送概率为1-P
令
s(t) an g(t nTS )
n
则 e0 (t) s(t) cosct
波形与调制器
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
Tb
t
载波 信号 t
2 ASK信 号 t
图 7-1 二进制振幅键控信号波形图
乘 法 器 e2 ASK(t) s(t)
cos ct
一、二进制振幅键控（2ASK)
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。当数字基带 信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 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。 2ASK时域可表示为
2ASK时域
e0 (t) an g(t nTS ) cosct
基带 信 号
反相 器
选通 开关
相 加 器 e2 FSK(t)
振荡 器2 f2
选通 开关
图 7-6 2FSK信号原理框图
2FSK信号非相干解调
e2 FSK(t)
带通滤波器
1
包络 检波器
定时脉冲
抽样 输出 判决器
带通滤波器
包络 检波器
(a)
图 7-7 2FSK非相干解调原理框图
2FSK信号相干解调
e0 (t) an g(t nTS ) cosct
n
在一个码元期间，数据an
1，发送1, 概率为 P an来自 1，发送 0,概率为1 P在一个码元期间，则有
e2 PSK
cos ct，发送1, 概率为P cosct，发送0,概率为1
通信原理-07数字调制共55页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
通信原理-07数字调制
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
(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
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
通信原理课件第7章 模拟信号的数字传输(21年)
0 0
x
ⅠⅡ
段落码与各段的关系
段内码
电平序号
段内码
c5c6c7c8
15
1111
14
1110
13
1101
12
1100
11
1011
10
1010
9
1001
8
1000
电平序号
7 6 5 4 3 2 1 0
段内码
c5c6c7c8 0111 0110 0110 0101 0011 0010 0001 0000
第 7 章 模拟信号的数字传输
7.1 引言 7.2 模拟信号的抽样 7.3 模拟脉冲调制 7.4 抽样信号的量化 7.5 脉冲编码调制（PCM） 7.9 时分复用 （TDM）
7.1 引言 若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需
三个步骤： （1） 把模拟信号数字化， 即模数转换（A/D） （信源编码）； （2） 进行数字方式传输； （3） 把数字信号还原为模拟信号， 即数模转换 （D/A）（信源译码） 。
f
(mk )dmk
M i 1
mi mi1
(mk
qi )2
1 2a
dmk
M
i 1
a iv
(m a(i 1)v k
a
iv
v )2 2
1 2a
dmk
M ( 1 )( v3 ) M v3
i1 2a 12
24 a
因为 M v 2a
所以
Nq
(v)2 12
信号功率：
S0
m a 2
a k
1 2a dmk
1 2a
2a3 3
a2 3
(v)2 M 2 12
因而， 量化信噪比为
x
ⅠⅡ
段落码与各段的关系
段内码
电平序号
段内码
c5c6c7c8
15
1111
14
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13
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10
1010
9
1001
8
1000
电平序号
7 6 5 4 3 2 1 0
段内码
c5c6c7c8 0111 0110 0110 0101 0011 0010 0001 0000
第 7 章 模拟信号的数字传输
7.1 引言 7.2 模拟信号的抽样 7.3 模拟脉冲调制 7.4 抽样信号的量化 7.5 脉冲编码调制（PCM） 7.9 时分复用 （TDM）
7.1 引言 若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需
三个步骤： （1） 把模拟信号数字化， 即模数转换（A/D） （信源编码）； （2） 进行数字方式传输； （3） 把数字信号还原为模拟信号， 即数模转换 （D/A）（信源译码） 。
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(mk )dmk
M i 1
mi mi1
(mk
qi )2
1 2a
dmk
M
i 1
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(m a(i 1)v k
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M ( 1 )( v3 ) M v3
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24 a
因为 M v 2a
所以
Nq
(v)2 12
信号功率：
S0
m a 2
a k
1 2a dmk
1 2a
2a3 3
a2 3
(v)2 M 2 12
因而， 量化信噪比为
通信原理教程基本的数字调制系统课件
01
频谱效率
频谱效率是指在单位频谱资源上所能传输的信息量，数字调制系统的频谱效率越高，频带利用率就越高。
02
调制方式的灵活性
数字调制系统应具备多种调制方式，以满足不同传输需求和信道条件下的使用。
频带利用率分析
05
CHAPTER
数字调制系统的应用与发展
无线通信
数字调制系统广泛应用于无线通信领域，如移动通信、卫星通信和无线局域网等。
多径干扰是无线通信中常见的问题，数字调制系统应具有较强的抗多径干扰能力，以保证信号的稳定传输。
抗突发干扰能力
突发干扰是指短暂的、强烈的干扰信号，数字调制系统应具有较强的抗突发干扰能力，以应对突发性的干扰。
抗干扰性能分析
03
频带利用率与抗干扰性能的平衡
在提高频带利用率的同时，需要考虑抗干扰性能的保持，以实现更好的通信效果。
数字调制系统的研究热点问题
06
CHAPTER
实验与课程设计
01
02
04
实验目的与要求
掌握基本的数字调制系统原理。
学会使用调制解调器进行信号调制和解调。
分析不同调制方式的性能特点和应用场景。
培养学生对通信系统的实际操作和问题解决能力。
03
准备必要的实验设备和软件，如信号发生器、调制解调器、示波器等。
课程简介
掌握基本的数字调制系统的基本原理和技术
了解数字调制系统的性能指标和评估方法
熟悉数字调制系统的实际应用和系统设计
课程目标
02
CHAPTER
数字调制系统基础
将低频信号转换为高频载波信号的过程，以便传输。
调制
调频、调相、调幅等。
调制的分类
实现信号的传输、提高信号的抗干扰能力、实现多路复用等。