《数字调制系统》PPT课件

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第六章 正弦载波数字调制系统
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 6.4 二进制数字调制系统的性能比较 6.5 多进制数字调制系统 6.6 改进的数字调制方式
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6.1 引言 数字信号的传输方式
基带传输 频带传输 正弦载波数字调制系统
判决 再生
t
1101 00111…
t
t
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3.解调方式（非相干检测、同步检测）
e(t)
2ASK
带通滤波器
B
2
c
AS
K
cos ct
低通滤波器
同步检测原理框图
抽样 s ( t )
判决 再生
解调原理
s(t)c o s ctc o s ct 1 2 s(t) 1 2 s(t)c o s2 ct
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1.信号定义及表示
定义：用二进制数字基带信号控制正弦载波的频率，
使其一一对应变换。
1 10 1001
“1” →ACOSω1t = e1(t)
“0” →ACOSω2t = e2(t)
1 1…
t
如果二进制数字基带信号S(t)是单极性不归零矩形脉冲信号， 2FSK信号可以表示为
e 2 F S K (t) s (t)c o s 1 t s (t)c o s 2 t
1 0 110 1
t
信 信信扰多 数 扩 多 发
源 源道码路 字 频 址 送
格 编编加复 调 调 连 设
式 化
受
码
信
码
信
密
解
用
解
制
数
制接
扩 接多
备信
道 接
噪 声 源
信 源道扰 复 字 频 址收
者 译译解 用 解 解 连设
码码密
调调
备 数学调制系统
1 0 110 1
t
6.2 二进制数字调制原理
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e2fsk(t)
S(t) “1”→N1
精“选0pp”t →N2
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3. 解调方式 （包络检波、同步检测、过零检测、差分检测）
eo2FSK (t)
BPF
f1 f2 2
BPF
f1
低通滤波器
cos 1t
抽样 s ( t )
判决 再生
BPF
f2
低通滤波器
cos 2t
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过零检测
e2fsk(t) 带通
2E b TS
fC
f2
f1 2
n 4TS
n 0,1 的正整数
f2
f1
k 2 TS
k 0 的正整数
2. 调制方式 S(t)
模拟FM器 e2fsk(t)
多谐振荡器f1 多谐振荡器f2
与非门 与非门
与非门
BPF e2fsk(t)
S(t)
反相器
多谐振荡器f
f/N1=f1
f/N2=f2
可变分频器 N
BPF
限幅
微 分
器
1
0
整 流 器
脉冲 展宽
LPF
抽样 判决
S(t)
再生
1
0
t
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t
t
t
t
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差分检波法
e2FSK(t)
BPF
LPF
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4. 2ASK信号的频谱特性
s ( t )
e2ASK (t)
Pi ( )
Po ( )
cos ct
模拟调制法原理框图
cos ct
P o( )1 4P i( c)P i( c)
S(t)是单极性不归零矩形脉冲信号,它的功率谱特性 P S ( f ) 为
PS(f)T 4SSa2TSf1 4(f)
2FSK信号的互相关系数
两个码元波形的互相关系数
TS 0
e
1
(
t
)
e
2
(
t
)
d
t
源自文库
E 1E 2
TS 0
A
1
c
o
s
1
tA
2
c
o
s
2
td
t
E 1E 2
2 TS
s
i
n 2
2
f2
f
2
f1 TS f1 TS
sin 4 fcTS 4 fcTS
0
如果
E1 E2 Eb
A1=A2=A =
2ASK信号的平均功率为（当“0”“1”等概时）：
P＝A2/4
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2ASK信号的互相关系数ρ
两个码元波形e1(t)、e2(t)的互相关系数 ρ
0T Se1(t)e2(t)dt0
E1E2
e2(t)0,E20
信号（波形）互相关系数的物理意义： 描述信号（波形）的相似程度。
1 0 1
两个波形完全相关。 两个波形不相关或两个波形是正交的。 两个波形不相关且极性相反或两个波形超正交。
2.调制方式
s(t)
e2ASK (t)
cos ct
模拟调制法原理框图
多谐振荡器
c
与 门
s(t)
键控法原理框图
带通滤波器
B
2
c
A
S
K
e2ASK (t)
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3.解调方式（非相干检测、同步检测）
e(t)
2ASK 带通滤波器
B
2
c
AS
K
半波或全波整流
低通滤波器
1101 00111…
t
抽样 s ( t )
2ASK信号的功率谱特性 P E ( f ) 为
PE(f)1 T6 S Sa2TSffcSa2TSffc
116ffcf精选fpcpt
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PE(f)1T6S Sa2TSffcSa2TSffc
116ffcffc
PE (f )
0
fc fS f c fc fS f
2 fS
6.2.2 二进制频率键控 2FSK
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6.2.1 二进制振幅键控 2ASK
1.信号定义及表示
定义：用二进制数字基带信号控制正弦载波的振幅，
使其一一对应变换。
“1” →ACOSωct=e1(t) “0” →0COSωct=e2(t)
1101 00111…
t
2ASK信号表示为：
e2ASK(t)= S(t)COSωct
其中S(t)是单极性不归零矩形脉冲信号。
2FSK信号相当于两个2ASK信号之和。
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2. FSK信号的功率谱密度函数
PE
(f
)
TS 16
Sa2 TS f f1 Sa2 TS f f1
1 16
f
f1
f
f1
TS 16
Sa2 TS f f2 Sa2 TS f f2
PE (f )
1 16
f
f2
f
f2
0
f1 fS f 1 f1 fS
调制的功能： ① 使信号更适合于信道传输。 ② 实现信道复用提高通信系统的有效性。 ③ 提高通信系统的抗干扰能力提高通信系统的可靠性。
数字调制的三种 最简单最基本方式
2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
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扩 MASK 展 MFSK
MPSK/MDPSK 改进型
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数学调制系统
频带传输：可实现信号远距离传输。传输信道是高频带通型。 传输必须经过数字调制，将编码波形的功率谱经 数字调制变换到信道传输频带内。
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f2 fS f 2
f 2 f S f 14
2 fS
FSK信号的频带宽度
PE (f )
0
a曲线
fo
f1 fo fS
f1 fS
f 1 f1 fS f o f 2 fS f 2
2 fS Bf2f1 2fS
f2 fS f
b曲线 f
f2 fofS
fo
f1fo0.4fS
f
f2fo0.4fS