通信原理 课件 16-数字带通传输系统概述、17-二进制数字调制原理-2ASK

第七章二进制数字带通传输系统主要内容：7.1

数字带通传输系统概述7.2二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK7.3二进制数字调制系统的抗噪声性能7.4二进制数字调制系统的性能比较21.基带与带通传输系统2.数字带通传输系统的调制载波3.数字调制概念4.数字调制分类5.数字带通传输系统的模型7.1数字带通传输系统概述3基带与带通传输系统基带传输系统带通传输系统不经过正弦载波调制，直接传送经过正弦载波调制功率谱分布：基带功率谱分布：窄带（频带、带通）信道具有低通传输特性信道具有带通传输特性有线信道无线信道、光纤信道等近距离传输远距离传输4数字带通传输系统的调制载波在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。正弦信号做载波--带通传输系统脉冲做载波--基带传输系统混沌信号做载波--新体制，在研从原理上来说，受调制载波的波形可以是任意的，只要已调信号适合于信道传输就可以。正弦载波信号:A--振幅,ωc--角频率,

--初始相位。5数字调制概念用数字基带信号去控制正弦载波波形的某个参量，例如：幅度、频率、相位，使这个参量随基带信号的变化而变化。数字调制--指正弦载波数字调制利用数字脉冲信号序列对载波进行开关形式的控制，故又称为数字键控。6(1)根据控制载波波形参量不同，分为：

振幅键控（ASK）Amplitude-shiftkeying用数字消息控制载波的振幅。频移键控（FSK）Frequency-shiftkeying

用数字消息控制载波的频率。相移键控（PSK）Phase-shiftkeying用数字消息控制载波的相位。数字调制分类78(2)根据已调信号频谱结构特点不同，数字调制分为：线性调制(如ASK)

非线性调制（如FSK，PSK）

线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置，无新的频率成分出现。非线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，有新的频率成分出现。9(3)根据基带信号进制不同，分为：二进制数字调制多进制数字调制

当数字基带信号为二进制时，则为二进制键控如：2ASK，2FSK，2PSK，2DPSK当数字基带信号为多进制时，则为多进制键控如：MASK，MFSK，QPSK，QDPSK10数字带通传输系统的模型本章研究部分输入是数字信号输出是数字信号11第7、8章知识结构数字带通传输系统二进制数字调制与解调原理多进制数字调制系统新型数字带通调制技术2ASK2DPSK2FSK2PSK抗噪声性能性能比较有效性可靠性MASKMFSKQPSKQDPSKQAMMSK第七章二进制数字带通传输系统主要内容：7.1

数字带通传输系统概述7.2二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK7.3二进制数字调制系统的抗噪声性能7.4二进制数字调制系统的性能比较132ASK信号的表示、时间波形2ASK

信号的功率谱密度

2ASK信号的调制原理2ASK信号的解调7.2.1二进制数字调制原理-2ASK14振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控2ASK。

7.2.1二进制振幅键控（2ASK,OOK）ASK:AmplitudeShiftKeying2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通（on）、断(off)键控OOK。15二进制符号序列:设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为：2ASK信号的表示单极性NRZ矩形脉冲，周期TB其中16则2ASK信号可表示为：17TB2ASK信号的时间波形182ASK信号的功率谱密度s(t)--单极性不归零矩形随机脉冲序列，等概（P=1/2）时的功率谱密度为：（例6.3-1）

19基带信号:s(t)=∑ang(t-nTs),2ASK信号:e

(t)=s(t)cosωct若s(t)是确定信号，则:E(w)=1/2[S(w+wc)+S(w-wc)]。而s(t)是随机信号，不存在S(w)，应该用功率谱密度Ps(f)

若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e(t)=s(t)cosωct，则：Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+Ps(f-fc)]。2ASK信号的功率谱20证明：Ps(f)=F[Rs(τ)]，Pe(f)=

F[Re(τ)]Re(τ)=E[e

(t)e

(t+τ)]=E[s(t)cosωct·s(t+τ)cosωc(t+τ)]=E{s(t)s(t+τ)·(1/2)[cosωcτ+cosωc(2t+τ)]}=(1/2)cosωcτE[s(t)s(t+τ)]=(1/2)cosωcτRs(τ)Pe(f)=F[Re(τ)]=F[(1/2)cosωcτRs(τ)]=(1/4)[Ps(f+fc)+Ps(f-fc)]得证。若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e

(t)=s(t)cosωct，则：Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+Ps(f-fc)]。21

OOk信号e(t)的功率谱密度为：222ASK信号的功率谱密度示意图-2fb－fc－fb－fc－fc＋fb－fc+2fbOfc-2fbfc－fbfc+2fbfc＋fbfcf0dBP2ASK(f)连续谱由基带信号波形决定离散谱表示含有载波分量2ASK信号e2ASK(t)的功率谱密度Ps(f)¼后->左移、右移到载频fc处--P2ASK(f)23二进制振幅键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定。二进制振幅键控信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的两倍,即B2ASK=2B基=2fB=2RB。因为系统的传码率RB=fB(Baud)，故2ASK系统的频带利用率为2ASK信号功率谱密度特点24已知某OOK系统的传码率为103B,所用的载波信号为Acos(6π×103t),问：（1）设传送数字信息为1011001，画出相应的2ASK信号波形。（2）求2ASK信号的带宽。[7.2-1]25(2)2ASK信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的两倍解：(1)262ASK调制器原理框图模拟相乘数字键控2ASK调制原理27

非相干解调(包络检波法)

相干解调(同步检测法)。2ASK的解调28ASK非相干解调(包络检波法)原理框图包络检波器e2ASK(t)带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器输出abcd定时脉冲非相干解调(包络检波法)恰好使2ASK信号完整地通过输出信号的包络292ASK信号非相干解调过程的时间波形302ASK相干解调器原理框图要求接收机产生一个与发送载波同频同相