c7-第7章 数字调制

.,数字带通传输,第7章,.,二进制数字调制/解调原理2ASK2FSK2PSK/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,本章内容:,第7章数字调制,.,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。,振幅键控频移键控相移键控,模拟调制法数字键控法,二进制和多进制调制基本调制和新型调制,方法,分类,AmplitudeShiftKeying,FrequencyShiftKeying,PhaseShiftKeying,ASK,PSK,FSK,概述,.,二进制数字调制原理,7.1,.,1,0,1,1,0,1,s(t),载波,2ASK,t,表达式：,2ASK也称OOK,t,t,原理：,波形：,单极性,Ts,s(t)载波幅度,7.1.1二进制振幅键控（2ASK）,.,2ASK产生,模拟调制法,键控法,.,2ASK解调,包络检波法,相干解调法,.,包络检波法的各点波形,相呼应,.,原理：波形：表达式：,s(t)载波频率,7.1.2二进制频移键控（2FSK）,.,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。,2FSK产生,特点：转换速度快、电路简单、产生的波形好、频率稳定度高。,.,包络检波法,2FSK解调,0,1,0,1,s1,s2,.,其他解调方法：鉴频法、差分检测法、过零检测法等。,相干解调法,.,过零检测法,.,FSK应用：,.,原理：波形：表达式：,双极性,s(t)载波相位,7.1.3二进制相移键控（2PSK）,.,2PSK产生,键控法,2PSK解调,模拟调制法,.,2PSK解调原理框图和各点波形：,2PSK存在问题：,解决方案：DPSK,DifferentialPSK,载波相位模糊,倒现象(反相工作),.,利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息。,矢量图:,B方式,A方式,基准2PSK前一2DPSK,原理：,7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）,.,波形:,示例:,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,2DPSK解调,模型,（差分编码）,.,（1）2DPSK相干解调+码反变换法,相位模糊,消除影响,.,（2）2DPSK差分相干解调(相位比较)法,相乘器起着相位比较的作用,.,分析目的：B和fc,分析方法：借助于基带信号的功率谱,PowerSpectralDensity,7.1.5二进制数字已调信号的功率谱(PSD),.,设Ps(f)s(t)的PSDP2ASK(f)2ASK信号的PSD则,12ASK信号的功率谱密度,可见，P2ASK(f)是Ps(f)的线性搬移（属线性调制）。,单极性,.,基带带宽,.,fB=1/TB=RB,.,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）。,22PSK/2DPSK信号的功率谱密度,双极性,.,32FSK信号的功率谱密度,.,连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化,谱零点带宽：,.,二进制数字调制系统抗噪声性能,7.2,（仅介绍结论，具体推导参见教材p189）,.,概述,性能指标：系统的误码率Pe分析方法：借用数字基带系统的方法和结论分析条件：恒参信道（传输系数取为K）信道噪声是加性高斯白噪声背景知识：窄带噪声正弦波+窄带噪声,.,7.3,二进制数字调制系统性能比较,.,1误码率可靠性,r为信噪比,.,讨论,2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK,.,讨论,2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK,.,讨论,2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK,.,讨论,2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK,大信噪比(r1)时,两者性能相差不大。,.,B2FSK不仅与基带信号带宽有关，且与两个载频之差有关。,设基带信号的谱零点带宽为RB=1/TS，（Ts或TB指码元宽度）则有：,在RB一定时，2FSK的频带利用率最低，有效性最差。,2频带带宽有效性,.,2ASK：,2PSK：,2FSK：,3对信道特性变化的敏感性,.,通常，非相干方式比相干方式简单。这是因为相干解调需要提取相干载波，故设备相对复杂些，成本也略高。,4设备的复杂度,综述,.,二进制数字调制性能比较【结论】,.,典型例题,设发送的二进制信息为10101，码元速率为1200波特：（1）当载波频率为2400Hz时，试分别画出2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK信号的波形，并简述其特点；（2）2FSK的两个载波频率分别为2400Hz和3600Hz时，画出其波形；（3）计算2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK和2FSK信号的带宽和频带利用率。,.,解：,设发送的二进制信息为10101，码元速率为1200波特：（1）当载波频率为2400Hz时，试分别画出2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK信号的波形，并简述其特点；（2）2FSK的两个载波频率分别为2400Hz和3600Hz时，画出其波形；（3）计算2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK和2FSK信号的带宽和频带利用率。,.,.,.,.,.,多进制数字调制系统,7.4,.,引言,二进制：每个码元只携带1bit信息,M,log2M,西安电子科技大学通院,.,多进制振幅键控、多进制频移键控、多进制相移键控、4PSK调制、多进制差分相移键控,.,MASK可看成是二进制振幅键控（2ASK）的推广。,7.4.1多进制振幅键控（MASK）,4ASK信号振幅有4种取值，每个码元含2bit。,.,MFSK可视为2FSK方式的推广。,4FSK采用4种不同的频率分别表示双比特信息：,7.4.2多进制频移键控（MFSK）,.,7.4.3多进制相移键控（MPSK）,.,7.4.4多进制差分相移键控（MDPSK）,.,应用：数字调制技术在无线通信中的应用,无线通信中的电磁波是在自由空间中传输的，会产生明