第六章数字调制系统

1、第六章数字调制系统1 概论（1） 调制用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号变化。*数字调制系统：正弦波作为载波,载波参量随基带信号幅度、频率和相位变化调幅（ASK）、调频（FSK）和调相（PSK、DPSK）。（2） 实现的特点：模拟法实现。键控载波法实现。（3） 要求掌握：调制解调方法，波形，频谱，表达式，调制后的带宽，抗噪声性能。2 基本原理2ASK（1） 表达式:（2） 波形:（3） 产生：模拟法:键控载波法:(OOK)（4） 解调： 相干解调 非相干解调（包络解调）2FSK（1） 表达式 （2） 波形: 相位随机、2个ASK的和。（3） 产生： 模拟法:（F

2、M） 键控载波法: （4） 解调：相干解调： 非相干解调： 过零检测：2PSK（2DPSK）：（1） 表达式: 双极性随机二序列 PSK：定义相位： DPSK： 定义相位变化： （2） 波形:（3） 产生：PSK： 模拟法: 键控载波法: DPSK： 模拟法: 键控载波法:（4） 解调： * PSK（相干解调）： DPSK： *相干解调： *差分解调：63二进制数字调频特性一2ASK信号的频谱、带宽数字调制信号：随机、功率型的，因而研究功率谱密度。设：则：利用基带信号的功率谱密度，可知："1" "0" 信道带宽：B=2B基(Hz)如果取的第一个零空间的距

3、离为带宽：B=2fs(Hz)二2FSK信号频谱、信道带宽2FSK属于非线性调制，只能求出近似的功率。最常用的是2FSK认为上2个ASK之和来实现即：所以频谱特点：（1）、频谱是由连续谱和离散谱组成，而离散谱在载频位置上。（2）、当取f1，f0对称时，曲线以fc对称移±fs（3）、当两频差较大时，则是双峰。 当两频差较小时，则是单峰。（4）、信道带宽f=|f2-f1|+2fs(如果取的第一个零空间的距离为基带宽)三2PSK信号的频谱、信道带宽 双极性不归零码则：其中Ps(f)中,如果是 ,则有:信道带宽：B=2B基(Hz)如果取的第一个零空间的距离为带宽：B=2fs(Hz)且P=1/2

4、时，无离散谱2DPSK与PSK的功率谱一样。（带宽与2ASK一样）64 2ASK系统的抗噪声性能包络检波法时的误码率经BPF其中：经LED、LPF后，正弦+窄带高斯过程，其包络相应的服从赖斯分布窄带高斯过程的包络服从瑞利分布。发“1",包络分布为发"0",包络分布为: 其中:对应n(t) 的方差I0(.)对应0阶贝塞尔函数a对应信号幅度总误码率为： (最佳门限Vb) 当r>>1时,相干解调时经BPF：经LPF后， 高斯分布（2倍增益） 最佳门限6 5 2FSK系统的抗噪声性能用包络检波法设码元间隔为Ts则：发“1”码时，在一个码元上内，经1通道得到的信

5、号包络V1(t) 经2通道得到的信号包络V2(t)同理：发“0”码时，在一个码元上内，经1通道得到的信号包络V1(t) 经2通道得到的信号包络V2(t)发“1”码时，V1(t) <V2(t)的抽样值，误码10发“0”码时，V1(t)>V2(t)的抽样值，误码01所以可变换为：同理可知：总误码率为：其中（）、相干解调时发"1"码时： 发"0"码时： 发"1"时,误判为"0":则z的分布也是高斯型的(1)(2)其分布为:因为w1与w2通道条件传输条件相同所以则：所以：令:,所以：当r>>1时,6

6、.6 2PSK及2DPSK系统的抗噪声性能（）、同步检测 r>>1时，（）、差分相干解调：(2DPSK)找出判决前信号的概率密度分布，可求出误码率:二进制数字调制系统的性能比较1 已调信号的带宽B2PSK=B2ASK=2B基=2/TS< B2FSKB2FSK=|f2-f1|+2fs2 系统的误码率（抗白噪）2PSK，2ASK，2FSK相干解调略优于非相干解调 时，两者极限相同。*若要求各系统有相同的误码率： 则： 各相差3dB 即：抗白噪2PSK>2DPSK>2FSK>2ASK (信道是恒参的,只发生衰落无畸变)3 对信道变化的敏感性：*最佳门限对信道特性的要求：2FSK比较判决无需人为设置门限。2PSK极性判决（判决门限），与幅度无关。2ASK等概时，判决门限，与幅度有关。不易最佳。*信道发生严重衰落时：相干载波难获得，采用非相干解调。设备复杂度：发端设备复杂度相差不多。收端设备：相干解调复杂度略大于非相干解调。非相干解调复杂度：2DPSK>2FSK>2ASK 选择调制方式：*抗白噪相干2PS