第五章.数字调制系统.ppt

1、1,全球金融危机银行倒闭，公司倒闭 父母挣钱难了。 工作难找了。,你们需更加努力的学习了！,学好数理化，走遍天下不怕！,V U L,2,第 五 章 数字调制系统,3,什么是数字信号的调制传输？ 数字信号的调制传输又称数字频带调制，是将数字基带信号的信息转载到高频载波上去的处理过程。,数字频带调制系统,4,概述,调制(modulation)-用欲传输的原始信号f(t)去控制载波c(t)的某一参数，使该参数按照信号f(t)的规律变化的过程。 调制信号f(t):原始基带信号 模拟调制：调制信号取值连续，是模拟信号。 数字调制：调制信号取值离散是数字信号。 载波c(t)（carrier）消息的携带者。

2、 正弦波作载波： 脉冲序列作载波,参数：振幅A ( t )、频率0和相位( t ) 。,正弦波模拟调制：AM，FM，PM,正弦波数字调制：ASK，FSK，PSK,脉冲模拟调制：PAM，PDM，PPM,脉冲数字调制：PCM，DPCM，ADPCM,5,数字调制系统,方式：三种 幅度调制，称为幅移键控，记为ASK； 频率调制，称为频移键控，记为FSK； 相位调制，称为相移键控，记为PSK。,6,二进制数字调制系统,调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。 二进制幅移键控(2ASK) 二进制频移键控(2FSK) 二进制相移键控

3、(2PSK),7,ASK信号 一，调制原理 2ASK是利用代表数字信息（“0”或“1”）的基带矩形脉冲去键控一个连续的正弦型载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。 调制信号：单级性非归零的矩形脉冲序列。 1码，输出载波Acos0t 0码，输出载波为0。,8,数学模型及波形,特点：“1”码期间有等幅正弦波输出，相当于开关开通。“0”码期间无输出，相当于开关切断。因此，数字调幅又称为开关键控(通断键控)，记作OOK(On Off Keying)。,9,二. ASK信号的带宽 功率谱如图。只计基带脉冲波形频谱的主瓣，其带宽 其中s = 1/Ts。,10,

4、三.ASK的解调 与模拟调制系统一样，数字调制系统的解调也有相干和非相干两种方式，把搬移到高频段的频谱再搬回原点。 在AM信号解调器之后增加一采样判决器。 目的：恢复原数字信号，提高接收性能。 数学模型： (a) 相干解调， (b) 非相干解调。,11,非相干解调,12,经LPF,滤除20频率分量，f(t)=f(t)/2 。 对f(t) 进行抽样，取得样值x 。 当x 判决门限，判为“1”码。,相干解调,13,相干解调,14,FSK信号 一，调制原理 利用数字基带信号控制载波的频率来传送信息。 例如，1码用1来传输，0码用2来传输。 一种产生方法：用数字信号去控制两个开关电路，使输出1 和2的

5、振荡，数学模型及波形如图。,15,假定：输入1码时，K1闭合，K2打开，输出1 ；,输入0码时,K2闭合，K1打开，输出2。,这种方法产生的FSK信号一般相位不连续。表达式,16,另一方面，2FSK调制信号也可以看作两个2ASK调制信号的叠加：,17,二，FSK信号的带宽 相位不连续的FSK信号可看作两个ASK信号之和。 带宽为：,18,三，FSK信号的解调 方法：相干解调和非相干解调。 (1) 相干解调 如图。1代表1码，2代表0码。 FSK信号相当于两个交错的ASK信号之和。中心频率为 1和2的BPF1和BPF2，把代表 1 码的y1( t )和代表 0 码的y2( t )分成两路，分别进

6、行相干解调。,19,乘法器的输出 LPF输出 判决准则：x1x2判为1，x1x2判为0。,20,(2) 非相干解调 BPF1和BPF2将两个频率1和2的信号分开, 取出包络x1( t )和x2( t )。采样并判决，恢复原数字序列。 判决准则：x1x2判为1；x1x2判为0。,21,22,PSK和DPSK信号 一，调制原理 利用载波的相位变化来传递信息。 绝对调相（PSK）：利用载波初相位绝对值表示数字信号。例如，1用载波的0相位表示，0用载波的相位表示。 相对调相（DPSK） ：利用相邻码元载波相位的相对变化表示数字信号。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载波相位变

7、化，即与前一码元载波终相差，0载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。,23,绝对调相（PSK）：利用载波初相位绝对值表示数字信号。例如，1用载波的0相位表示，0用载波的相位表示。,f,f,f,24,相对调相：利用相邻码元载波相位的相对变化表示数字信号。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载波相位变化，即与前一码元载波终相差，0载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。记为DPSK。,25,绝对码、相对码、2PSK、2DPSK的波形举例 为了使大家对绝对码、相对码、2PSK、2DPSK 有一个初步的认识，现举其中几例，如下图所示：,26,27,二， PSK信号的带宽

8、2DPSK、2PSK、2ASK的带宽相同，均为B2PSK=B2DPSK=B2ASK=2fs 三，PSK和DPSK信号的解调 PSK信号 采用相干解调。 PSK信号表达式如式： ， 当 到来乘法器的输出： LPF输出为： 当 到来乘法器的输出： ，LPF输出为： 判决准则：抽样值0，判为1；抽样值0，判为0.,28,DPSK信号 相干解调 把DPSK看作PSK，所对应的序列是bn。bn是an的相对码（差分码）。DPSK采用相干解调，解调出bn ，由bn求 an ：an=bnbn-1。码变换器将bn变换an 。,29,差分相干解调 用前一码元的载波相位作为解调后一码元的参考相位，通过比较前后码元载波的初相位完成解调。解调器输出