1、第六章数字带通传输系统 6 1引言6 2二进制数字调制原理6 3二进制数字调制系统的抗噪声性能 6 1引言 数字信号传输时大多采用载波传输 数字带通通信系统 数字信号的载波传输从原理上讲与模拟调制几乎没有区别 数字信号的载波传输信号也称为键控信号 6 2二进制数字调制原理 6 2 1二进制幅移键控 2ASK 1 2ASK信号的时域表达 由2ASK定义可得其表达式为 2 2ASK信号的产生 调制过程 3 2ASK信号的频域性质 2ASK信号的功率谱 由以上分析可以看出 第一 2ASK信号的功率谱包含连续谱和离散谱两部分 连续谱是数字基带信号经线性调制后的双边带谱 离散谱为载波分量 第二 2ASK
2、信号的频带宽度为数字基带信号带宽的两倍 4 2ASK信号的解调 2ASK信号可以采用非相干解调 包络检波 和相干解调两种方式来实现 包络检波法 各点波形图 带通滤波器 全波整流器 二极管 低通滤波器 抽样判决器 相干解调 6 2 2二进制频移键控 2FSK 1 2FSK信号的时域表达 二进制频移键控指载波的频率受调制信号的控制 而幅度和相位保持不变 二进制频移键控信号可以看成是两个不同载波的二进制幅移键控信号的叠加 时域表达式为 2 2FSK信号的产生 调制过程 通常2FSK信号可以由两种电路实现 a 模拟调频法 b 键控法 3 2FSK信号的频域性质 所以2FSK信号的功率谱为 由以上分析可
3、以看出 第一 2FSK信号的功率谱与2ASK信号的功率谱相似 包含连续谱和离散谱两部分 连续谱由两个双边谱叠加而成 离散谱出现在两个载频位置上 4 2FSK信号的解调 2ASK信号也可采用非相干解调 包络检波 和相干解调两种方式来实现 包络检波法 相干解调法 另外一种常用而简便的解调方法是过零检波解调法 基本原理 二进制频移键控信号的过零点数随载波频率不同而异 通过检测过零点数从而得到频率的变化 2FSK信号的过零检测法 限幅器 练习题书235页1 2 3 4 6 2 3二进制相移键控 2PSK 和二进制差分移相键控 2DPSK 相移键控是利用载波相位的变化来传递数字信息 通常可以分为绝对相移
4、键控 2PSK 和相对相移键控 2DPSK 两种方式 下面分别讨论 1 二进制绝对相移键控 2PSK 已调信号的相位直接由数字基带信号控制 2PSK信号的一般表达式为 基带信号为双极性信号 此时二进制绝对相移键控信号在一个码元周期内可表示为 2PSK信号的典型时间波形如图所示 图中所有数字信号 1 码对应载波信号的 相位 而 0 码对应载波信号的0相位 也可以反之 分别画出数字基带信号和载波的波形 调制方法 模拟调制法 键控法 当双极性基带信号0 1等概出现时 2PSK信号功率谱中无离散分量 只有连续谱 且形状与2ASK的连续谱相同 2PSK信号带宽与2ASK信号带宽相同 均为2fs 2PSK
5、信号的解调 相干解调 问 采用包络检波法进行解调是否可行 画图解释 2 二进制相对移相键控 2DPSK 调制方法 模拟调制法 键控法 注意调制前需进行码型变换 2DPSK信号的解调 相干解调 2DPSK信号的解调 差分相干解调 解调原理 直接比较前后码元的相位差 从而恢复出原始基带信号 各点波形图详见书194页 思考为何可以完成解调 练习题书235页5 6 7 6 3二进制数字调制系统的抗噪声性能 6 3 12ASK的抗噪声性能 主要考虑加性噪声的影响性能指标为误码率 2ASK系统的解调模型图如下 1 相干解调性能分析 书195页 当 0 1 等概出现时 且r 1时 总误码率为 r 解调器输入
6、端信噪比 2 非相干解调 包络检波 性能分析 当 0 1 等概出现时 且r 1时 总误码率为 r 解调器输入端信噪比 例题 书200页 1 相干解调性能 2 非相干解调性能 6 3 22FSK的抗噪声性能 例题 书205页 例6 3 1 6 3 32PSK和2DPSK的抗噪声性能 1 2PSK相干解调性能 2 2DPSK差分相干解调性能 例题 书211页 6 3 4二进制数字调制系统的性能比较 1 误码率 相干解调法略优于非相干解调法在抗加性高斯白噪声方面 2PSK 2FSK 2ASK 2 频带宽度 当码元宽度为Ts时 2ASK 2PSK的带宽均为2 Ts2FSK的带宽为从频带利用率来看 2FSK最差 3 判决门限 2ASK门限为a 22FSK中 不需人为设置判决门限 通过比较两路解调输出的大小来判决2PSK门限为0 4 设备复杂程度 2DPSK最复杂 2FSK 2ASK 练习题书235页8 15
