现代通信原理第6章数字带通传输系统

1、二进制幅度键控6.1二进制频移键控6.2二进制相移键控6.3二进制差分相移键控6.4各种二进制数字调制系统的性能比较6.5多进制数字调制6.6图6-1 2ASK信号的波形图6-2 2ASK信号调制器原理框图)()(SnnnTtgatsna0na)(tgSTtnTtgaAtsnSnASK0cos)()(00 1 cos0tA1 在一般情况下，调制信号是具有一定波形形状的二进制脉冲序列，可表示为0fPB( f )0 fcfcfc fsfc fsfc fsfc fsfPASK( f )(a)(b) fsfs图62 2ASK信号的功率谱密度 SSASKTfB/222SSTf1ST0f图6-4 2ASK

2、信号解调器原理框图tttyASK0cos)()(ttnTtgaAnSn00coscos)()(2cos120SnnnTtgatAtnTtgaAnTtgaASnnSnn02cos)(2)(2)(2)(SnnnTtgaAtx图6-5 2ASK信号相干解调过程的各点波形1f2f62 二进制频移键控 图6-7 2FSK信号的波形tnTtgatnTtgatnSnnSnFSK21cos)(cos)()()(tgSTnana12fffssfffffh21因此已调信号的时域表达式为定义调制指数（或频移指数） 为h212fffcfcf0cos 1 cos)(21tAtAtFSK图68 2FSK信号功率谱 fc

3、fsfcfc fsfP2FSK( f )h0.5h0.7h1.5sfsFSKfffB2122图6-9 2FSK信号调制器原理框图2FSK信号的调制方法 2FSK信号常用的解调方法有相干解调，非相干解调和过零检测法等。3. 2FSK3. 2FSK信号的解调信号的解调 图图6-10 2FSK信号解调器原理框图信号解调器原理框图)(2ty1.相干解调1212tAtytAty2211cos)(cos)()(1tytAAttAtxtAAttAtx222211112cos22coscos)(2cos22coscos)(0)(2)(21tvAtv2)(20)(21Attv21vv 21vv 图6-11 2F

4、SK信号相干解调过程的各点波形2.过零检测法图6-12 2FSK信号过零检测法解调原理框图图6-13 2FSK信号过零检测法的各点波形63 二进制相移键控tnTtgaAtsnSnPSK02cos)()(PPan111概率为概率为na 如果 是幅度为1，宽度为 的矩形脉冲，则2PSK信号可表示为2PSK信号的典型波形如图616所示。)(tgtAtsPSK02cos)(sT图6-16 2PSK信号的波形图6-17 2PSK信号的功率谱密度示意图ssTf1其中sASKPSKfBB2222PSK信号的调制与解调方法图6-18 2PSK信号调制器原理框图 由于2PSK信号的功率谱中无载波分量，因此必须采

5、用相干解调的方式。图6-19 2PSK信号相干解调原理框图图6-20 2PSK信号相干解调过程的各点波形表61 2PSK信号的调制和解调过程 相对相位指本码元载波初相与前一码元载波终相的相位差。例如，“1”码载波相位变化,即与前一码元载波终相差，“0”码载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。图6-21 2DPSK信号的波形图6-22 2DPSK信号调制器原理框图2DPSK信号的调制方法1nnnbab1nbnb1nb2DPSK信号的解调方法图623 2DPSK相干解调器及各点波形 abcdef1000110抽 样判 决 器带 通相 乘 器低 通码 (反 )变 换 器2DPSK信 号acdef

6、二 进 制 信 息位 定 时本 地 载 波b表62 2DPSK信号的调制和解调过程 图图6-24 2DPSK信号差分相干解调原理框图及各点波形信号差分相干解调原理框图及各点波形表63 2DPSK信号的调制和延迟解调过程 表64 二进制数字调制的误码率公式 221rerfc221rerfcrerfc21rerfcrerfc14/21rere212/21re/图6-26 各种二进制数字调制的误码率曲线kM2 式中， 为基带信号的波形, 为载波的角频率， 为幅度值， 有M种取值。 tnTtgatscnnnMASKcos)()()(tgnacna(a)(b)TsB(t)000000s4ASK(t)s0

7、(t)s1(t)s2(t)s3(t)1230102301tttttt(c)图 627M2logM2log/1Mk2logkMM2log42k 3MASK信号解调 MASK信号的解调可以采用包络检波或相干解调的方法，其原理与2ASK信号的解调完全相同。 式中， 为单位符号的信号能量； 为载波角频率,有M种取值。 1, 1 , 0,0,cos2)(MiTttTEtssissMFSKsEi图6-29 4FSK信号举例图6-30 多进制频移键控系统的原理框图 式中， 为信号在一个码元间隔内的能量， 为载波角频率， 为有M种取值的相位。1, 1 , 0),cos(2)(MitTEtsicssMPSKsE

8、ciM2log/1 MPSK信号的频带宽度应与MASK信号的频带宽度相同。与MASK信号一样，当信息速率相同时，MPSK信号与2PSK信号相比，带宽节省到 ，即频带利用率提高了 倍。M2log图631 MPSK信号的矢量图表示 01011011110110000000101101011011110110000000101101111000111000011010(a) M 2, 0(b) M 4, 0(c) M 8, 0(d) M 2, / 2(e) M 4, / 4(f) M 8, / 8图6-34 相乘法产生4PSK信号原理框图电平产生电平产生串并变换载波发生器90移相二进制信息已调信号I(t)Q (t)A cos2 fctAsin2 fct1001111011I(t)Q (t)10110100111 11 11ttt(a )(b )0二进制信息图6-35 串并变换图6-36 相位选择法产生4PSK信号原理框图图6-37 4PSK信号解调原理方框图2四相相对相移键控 在4DPSK中是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息， 4DPSK信号的一种编码规则如表6-5