通信原理二进制数字调制原理
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n
数字调制信号 e2ASK(t)n ang(tnTb)cosct
t
t
g(t)10,,
0t Tb 其它
0, an 1,
发送概率为p 发送概率为1-p
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
三、2ASK信号的功率谱及带宽
s2AS(tK )s(t)c(t)
s(t)co2sfct
P s (f) fb P ( 1 P )G (f)2 fb ( 1 P ) G ( m fb )2(f m fb )
5.2.2 2FSK：时域表达式
e 2 F S K ( t) n a n g ( t n T b ) c o s (1 t n ) n a n g ( t n T b ) c o s (2 t n )
0,
an
1,
发送概率为P
0, 发送概率为 1-P
发送概率为1-P an1， 发送概率为P
数字通信原理
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
概述 二进制数字调制原理 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 多进制数字调制系统
5.1.1 概述：基本概念
什么是调制？什么是数字调制？什么是正弦载波 数字调制？ 基带信号：频谱（功率谱）集中在零频率附近。
开关 c(t) 载波发生器
S2ASK(t)
s(t)
相乘器 sASK(t)
s(t)
基带信号：单极性的全占空随机矩形脉冲序列
s(t)
1
0
1
1
0
0
Tb
s2 ASK (t)
c(t)
1
t t
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
s(t)
1
0
Tb
1
1
0
0
1 t
载波信号
2ASK信号
数字基带信号 s(t) ang(tnb T)
振荡器2
f2
选通开关
数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
t
s (t) f1
f2
f1
f1
f2
f2
f1
2 FSK
t
2FSK信号波形图
波形特点：载波频率携带信息。
5.2.2 二进制频率键控（2FSK）
1
0
1
1
0
0
1
a
t
0
1
0
0
1
1
0
b
t
c
t
d
t
e
f
s (t) f1
f2
f1
f1
f2
f2
f1
2 FSK
g
t
t
2FSK信号可 分解成两个 t 2ASK信号
通过频率分配，满足多用户通信的需要（实现 多路复用）；
减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
本章研究的问题
s (t )
sm (t )
调制器
1001 s(t)
Acos (t +)
学习内容
2 ASK
t
1、波形；
2、调制原理；
2FSK
t
3、功率谱及带宽；
4、解调及抗噪性能。
2PSK
t
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5ຫໍສະໝຸດ Baidu
概述 二进制数字调制原理 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 多进制数字调制系统
5.2 二进制数字调制原理
5.2.1 2ASK（Amplitude shift-keying) 5.2.2 2FSK(Frequency shift-keying) 5.2.3 2PSK(Phase shift-keying)
0
f(Hz)
5000 750100000
1[X(f 2
fc)X(f
fc)]
-7500
0
7500
f(Hz)
5.1.1 概述：基本概念
调制：发送端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内 的过程。 解调：在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原 为基带信号的过程。
调制实现方法：用基带信号控制载波的参量，使载 波的参量随着基带信号变化。
5.2 二进制数字调制原理
5.2.1 2ASK（Amplitude shift-keying) 5.2.2 2FSK(Frequency shift-keying) 5.2.3 2PSK(Phase shift-keying)
5.2.2 二进制频率键控（2FSK）
用二进数字基带信号控制载波的频率，使载波的 频率随着数字基带信号变化。
5.1.2 调制的分类
数字调制：基带信号为数字信号 模拟调制：基带信号为模拟信号
s (t )
sm (t )
调制器
C (t )
正弦载波调制：载波为正弦波（余弦波）信号 脉冲调制：载波为脉冲信号
5.1.3 调制在通信系统中的作用
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以 适应信道的要求
有效辐射，尽可能地减小天线的尺寸；
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
一、2ASK波形 用二进制数字基带信号控制载波的振幅，使载波
的振幅随着二进制数字基带信号变化。
s(t)
1
0
1
1
0
0
1
(a)
t
Tb
s2 ASK (t)
(b)
t
二进制振幅调制波形 (a) 调制信号 (b) 已调信号
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
二、2ASK调制（开关法和相乘法）
n和n不携带 信息，通常可
令n和n为零
e 2 F S K ( t) na n g ( t n T b ) c o s1 t na n g ( t n T b ) c o s2 t
5.2.2 2FSK：信号的实现
振荡器1
f1
选通开关
基带
信号
反相器
s(t)
s(t)
相加器 e2FSK (t)
5.2.1 2ASK：功率谱和带宽
P 2 A S K (f) 1 T 6 b s a(f fc ) T b2 s a(f fc ) T b2 116(ffc)(ffc)
Ps ( f )
f
fb 0 fb 2 fb
P2ASK ( f )
f
fc
0
fc fb fc fc fb
B 2 AS K 2 fb (fb 1 /T b )
带通信道：传输特性带通型的，如短波信道、卫星 信道等。
问题：基带信号能否在带通型信道上直接传输？
5.1.1 概述：基本概念
X(f) 1
调制
0 200 f(Hz) 0
X(f) 1
解调
0 200 f(Hz) 0
1[X(f 2
fc)X(f
fc)]
1/2
-7500
f(Hz)
0
7500
-7500
H(f) 1
m
[ T b S a 2 (f T b ) ( f ) ] 4
设 P 1 / 2
P 2A SK (f)1 4[P s(ffc)P s(ffc)]
1 1 6 f s [ G ( f f c ) 2 G ( f f c ) 2 ] 1 1 6 f s 2 G ( 0 ) 2 [ ( f f c ) ( f f c ) ]
数字调制信号 e2ASK(t)n ang(tnTb)cosct
t
t
g(t)10,,
0t Tb 其它
0, an 1,
发送概率为p 发送概率为1-p
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
三、2ASK信号的功率谱及带宽
s2AS(tK )s(t)c(t)
s(t)co2sfct
P s (f) fb P ( 1 P )G (f)2 fb ( 1 P ) G ( m fb )2(f m fb )
5.2.2 2FSK：时域表达式
e 2 F S K ( t) n a n g ( t n T b ) c o s (1 t n ) n a n g ( t n T b ) c o s (2 t n )
0,
an
1,
发送概率为P
0, 发送概率为 1-P
发送概率为1-P an1， 发送概率为P
数字通信原理
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
概述 二进制数字调制原理 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 多进制数字调制系统
5.1.1 概述：基本概念
什么是调制？什么是数字调制？什么是正弦载波 数字调制？ 基带信号：频谱（功率谱）集中在零频率附近。
开关 c(t) 载波发生器
S2ASK(t)
s(t)
相乘器 sASK(t)
s(t)
基带信号：单极性的全占空随机矩形脉冲序列
s(t)
1
0
1
1
0
0
Tb
s2 ASK (t)
c(t)
1
t t
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
s(t)
1
0
Tb
1
1
0
0
1 t
载波信号
2ASK信号
数字基带信号 s(t) ang(tnb T)
振荡器2
f2
选通开关
数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
t
s (t) f1
f2
f1
f1
f2
f2
f1
2 FSK
t
2FSK信号波形图
波形特点：载波频率携带信息。
5.2.2 二进制频率键控（2FSK）
1
0
1
1
0
0
1
a
t
0
1
0
0
1
1
0
b
t
c
t
d
t
e
f
s (t) f1
f2
f1
f1
f2
f2
f1
2 FSK
g
t
t
2FSK信号可 分解成两个 t 2ASK信号
通过频率分配，满足多用户通信的需要（实现 多路复用）；
减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
本章研究的问题
s (t )
sm (t )
调制器
1001 s(t)
Acos (t +)
学习内容
2 ASK
t
1、波形；
2、调制原理；
2FSK
t
3、功率谱及带宽；
4、解调及抗噪性能。
2PSK
t
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5ຫໍສະໝຸດ Baidu
概述 二进制数字调制原理 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 多进制数字调制系统
5.2 二进制数字调制原理
5.2.1 2ASK（Amplitude shift-keying) 5.2.2 2FSK(Frequency shift-keying) 5.2.3 2PSK(Phase shift-keying)
0
f(Hz)
5000 750100000
1[X(f 2
fc)X(f
fc)]
-7500
0
7500
f(Hz)
5.1.1 概述：基本概念
调制：发送端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内 的过程。 解调：在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原 为基带信号的过程。
调制实现方法：用基带信号控制载波的参量，使载 波的参量随着基带信号变化。
5.2 二进制数字调制原理
5.2.1 2ASK（Amplitude shift-keying) 5.2.2 2FSK(Frequency shift-keying) 5.2.3 2PSK(Phase shift-keying)
5.2.2 二进制频率键控（2FSK）
用二进数字基带信号控制载波的频率，使载波的 频率随着数字基带信号变化。
5.1.2 调制的分类
数字调制：基带信号为数字信号 模拟调制：基带信号为模拟信号
s (t )
sm (t )
调制器
C (t )
正弦载波调制：载波为正弦波（余弦波）信号 脉冲调制：载波为脉冲信号
5.1.3 调制在通信系统中的作用
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以 适应信道的要求
有效辐射，尽可能地减小天线的尺寸；
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
一、2ASK波形 用二进制数字基带信号控制载波的振幅，使载波
的振幅随着二进制数字基带信号变化。
s(t)
1
0
1
1
0
0
1
(a)
t
Tb
s2 ASK (t)
(b)
t
二进制振幅调制波形 (a) 调制信号 (b) 已调信号
5.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
二、2ASK调制（开关法和相乘法）
n和n不携带 信息，通常可
令n和n为零
e 2 F S K ( t) na n g ( t n T b ) c o s1 t na n g ( t n T b ) c o s2 t
5.2.2 2FSK：信号的实现
振荡器1
f1
选通开关
基带
信号
反相器
s(t)
s(t)
相加器 e2FSK (t)
5.2.1 2ASK：功率谱和带宽
P 2 A S K (f) 1 T 6 b s a(f fc ) T b2 s a(f fc ) T b2 116(ffc)(ffc)
Ps ( f )
f
fb 0 fb 2 fb
P2ASK ( f )
f
fc
0
fc fb fc fc fb
B 2 AS K 2 fb (fb 1 /T b )
带通信道：传输特性带通型的，如短波信道、卫星 信道等。
问题：基带信号能否在带通型信道上直接传输？
5.1.1 概述：基本概念
X(f) 1
调制
0 200 f(Hz) 0
X(f) 1
解调
0 200 f(Hz) 0
1[X(f 2
fc)X(f
fc)]
1/2
-7500
f(Hz)
0
7500
-7500
H(f) 1
m
[ T b S a 2 (f T b ) ( f ) ] 4
设 P 1 / 2
P 2A SK (f)1 4[P s(ffc)P s(ffc)]
1 1 6 f s [ G ( f f c ) 2 G ( f f c ) 2 ] 1 1 6 f s 2 G ( 0 ) 2 [ ( f f c ) ( f f c ) ]