通信原理(第7版)-第7章数字调制new

方法
模拟调制法
数字键控法
分类
二进制和多进制调制
基本调制和新型调制
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
振幅键控
频移键控
相移键控
Amplitude Shift Keying
FSK
Phase Shift Keying
ASK
Frequency Shift Keying PSK
§7.1 二进制数字调制原理
§7.1.1 二进制振幅键控 （2ASK）
输出
包络检波法的各点波形
相呼应
e2ASK (t) 带通 a 全波 b 低通 c 抽样 d
滤波器
整流器
滤波器
判决器 输出
定时 脉冲
§7.1.2 二进制频移键控（2FSK）
原理： s(t)载波频率 波形：
表达式： e 2 F S K ( t) s 1 ( t)c o s1 t s 2 ( t)c o s2 t
fc ( f1 f2 ) / 2 h ( f2 f1 ) / RB
. .
f
fc 1.5RB
fc RB fc 0.5RB
fc
fc 0.5RB fc RB fc 1.5RB
➢ 连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化
f 2 f 1 2 fs 双 峰 ； f2 f 1 fs 单 峰
矢量图:
0
参考相位
A方式
基准 ——2PSK 前一 ——2DPSK
/2
参考相位
/ 2 B方式
示例: 波形: ห้องสมุดไป่ตู้差分编码规则：
⊕为模2加
bn-1为 bn的前一码元 最初bn-1可任意设定
2DPSK 产生
构思 模型
2DPSK 解调
（差分编码）
（1）2DPSK 相干解调 + 码反变换法 an bnbn1
滤波器
a
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
延迟TB
b
定时 脉冲
e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
§7.1.5 二进制数字已调信号的功率谱 (PSD)
Power Spectral Density
分析目的：B 和 fc
分析方法：借助于基带信号的功率谱
1 2ASK信号的功率谱密度
e2A SK(t)s(t)cosct
e2DPSK (t) 带通
滤波器
1
a
相乘器
cosct b
1
0
c 低通 d
滤波器
抽样 判决器
定时 脉冲
1
0
a
t
b
t
e 码反 f
变换 输出
（差分译码）
相位 模糊
c
t
d
t
e 10
01
10
10
01
01 相对码
f
1
1
0
1
0 绝对码
消除 影响
（2） 2DPSK 差分相干解调 (相位比较)法
e2DPSK (t) 带通
单极性
设
Ps (f) —— s(t) 的PSD
P2ASK (f) —— 2ASK信号的PSD
则
P 2 A S K (f)1 4P s(ffc)P s(ffc)
可见， P2ASK (f) 是Ps (f)的线性搬移（属线性调制）。
基带带宽
B2ASK2fB
fB = 1/TB=RB
2 2PSK/2DPSK信号的功率谱密度
过零检测法
FSK应用：
§7.1.3 二进制相移键控 （2PSK）
原理： s(t)载波相位 波形： 表达式： 双极性
e2PSK(t)s(t)cosct
s(t) ang(tnsT)
n
1, P an 1, 1 P
n
0，发“0”时
, 发“1”时
2PSK 产生
模拟调制法
双极性
非归零信号
e2PSK(t)stcosct
双极性
➢ 2PSK信号的频谱与2ASK的十分相似； ➢ 带宽也是基带信号带宽的两倍：
➢ 区别仅在于当P=1/2时，谱中无离散谱（即载波分量）。
3 2FSK信号的功率谱密度
e 2 F S K ( t) s 1 ( t)c o s1 t s 2 ( t)c o s2 t
s1t ang(tnTs) s2t ang(tnTs)
n
n
2FSK 产生
模拟调频法：相邻码元之间的相位是连续变化的。 键控法：相邻码元之间的相位不一定连续。
s(t)
基带信号
振荡器1
f1
反相器
振荡器2
f2
选通开关
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。
2FSK 解调
包络检波法
e2FSK (t)
带通 a
滤波器
1
2
带通
滤波器 b
包络 检波器
定时 脉冲
包络 检波器
s1
c 抽样 e
判决器
d
s2
01
01
相干解调法
e2FSK(t)
带通滤波器
1
相乘器
cos 1t
cos 2 t
带通滤波器
2
相乘器
低通 滤波器
定时脉冲
抽样 判决器
输出
低通 滤波器
其他解调方法：鉴频法、差分检测法、过零检测法等。
第7章
数字带通传输
本章内容:
第7章 数字调制
二进制数字调制/解调原理
2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
二进制数字调制系统抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较
多进制数字调制原理和特点
概述
数字调制：用数字基带信号控制载波某个参数的过程。 数字带通传输系统：包括调制/解调过程的数字传输系统。
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
e
输出
b 本地载波
定时
1
0
0
1
1
c(t) cosct
脉冲
a
t 2PSK存在问题：
载波相位模糊
b
t
倒π现象
c
t
(反相工作)
d
ee
0 1
1
1
0
0
t 解决方案： DPSK
0
0
1
1
Differential PSK
t
§7.1.4 二进制差分相移键控 （2DPSK）
原理： 利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息。
s(t)
cosct
cosct
开关电路
e2ASK (t)
s(t )
2ASK 解调
包络检波法
e2ASK (t) 带通 a 全波 b 低通 c 抽样 d
滤波器
整流器
滤波器
判决器 输出
定时 脉冲
相干解调法
e2ASK (t) 带通
滤波器
相乘器
低通 滤波器
本地载波
c(t) cosct
抽样 判决器
定时 脉冲
e2PSK (t)
乘法器
s(t)
cosct
键控法
cosct
开关电路
e2PSK (t)
移相
s(t )
2PSK 解调
带通
e2PSK(t) 滤波器
a
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 e 判决器
输出
b
本地载波
c(t) cosct
定时脉冲
2PSK 解调原理
框图 和 各点波形： e2PSK(t) 带通
滤波器
a
原理： s(t)载波幅度 表达式：
单极性
波形：
e2A SK(t)s(t)cosct
1 0 1 1 01
s(t)
Ts
t
载波
t
s(t) ang(tnTs) n
+1, P
an=
0,
（1P）
2ASK
t
2ASK 也称 OOK
2ASK 产生
模拟调制法
键控法
单极性
非归零信号 乘法器 e2ASK (t)