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第7章 数字调制

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樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)

樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)

1
式中，n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声，( 0，
n
2
)
判决 规则
x1 > x2 时，判为“1” x1 x2 时，判为“0”
x1 (t )
定时 脉冲 抽样 判决器 输出
Pe

发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通 滤波器
1
相乘器
低通 滤波器 定时 脉冲 低通 滤波器
x1 (t )
抽样 判决器 输出
发送端
信道
yi ( t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时：
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值 发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b



b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2

系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时 发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时 发“0”时

通信原理(樊昌信)第7章 数字调制

通信原理(樊昌信)第7章 数字调制

谱零点带宽：
§7.2 二进制数字调制系统 抗噪声性能
概述

性能指标：系统的误码率 Pe 分析方法：借用数字基带系统的方法和结论 分析条件：恒参信道（传输系数取为 K ） 信道噪声是加性高斯白噪声

背景知识： 窄带噪声 正弦波+窄带噪声
§7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能

2ASK---相干解调
基带信号
反相器 振荡器2
f2
s (t )
相加器
e2FSK (t )
选通开关
特点：转换速度快、电路简单、 产生的波形好、频率稳定度高。
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
d
t
e
t
f
t
g
2 FS K信 号
t
图 二进制移频键控信号的时间波形
三、2FSK信号的解调 1、非相干解调，如图（b）； 2、相干解调，如图（a）。 3、过零检测法；
e2 DPSK (t ) 带通
滤波器 延迟TB a 相乘器 b c 低通 滤波器 d 抽样 判决器 定时 脉冲 e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
带通 滤波 器
a
相乘 器 b
c
低通 滤波 器
d
抽样 判决 器 定时 脉冲
e
延迟 Ts
参考
(a )
DPSK信号 a b
c d 二进 制信息 反相 e
0
0
§7.1.1 二进制振幅键控 （2ASK）

原理： s(t)载波幅度

表达式：
单极性

波形：
1 0 1 1 0 1 t

通信原理-第7章-数字调制系统

通信原理-第7章-数字调制系统
CPM系统的频带利用率取决于权重和相位偏移的配置，通常高于单纯的调相信号和 调频信号。
05
数字调制系统的实现
数字信号的生成
01
数字信号的生成
通过将数字信号转换为模拟信号，实现数字信号的生成。常用的方法包
括脉码调制（PCM）和增量调制（ΔM）。
02 03
PCM编码
将数字信号转换为模拟信号的一种方法是通过脉码调制（PCM）。 PCM编码器将输入的数字信号转换为模拟信号，通常使用8位、12位或 16位量化器进行量化。
由离散的二进制比特流表示的信息。
数字调制系统的应用场景
01
02

无线通信
数字调制系统广泛应用于 无线通信系统，如移动电 话、无线局域网和卫星通 信。
有线通信
在有线通信中，数字调制 系统用于光纤、电缆和其 他传输介质。
数据传输
数字调制系统用于高速数 据传输，如数字电视、高 速互联网接入和数据中心 内部通信。
频率调制（FM）
总结词
频率调制是利用载波的频率变化来传递信息的一种调制方式。
详细描述
在频率调制中，载波的频率随着调制信号的幅度变化而变化，从而将信息编码 到载波信号中。解调时，通过检测载波的频率变化来恢复原始信息。
相位调制（PM）
总结词
相位调制是利用载波的相位变化来传递信息的一种调制方式 。
详细描述
数字调制系统的实验
实验是学习和研究数字调制系统的重要手段。通过搭建实验平台，可以观察和分 析数字调制系统的实际性能，验证理论的正确性。实验中常用的设备包括信号发 生器、频谱分析仪和误码测试仪等。
06
数字调制系统的应用与发 展
数字调制系统在通信领域的应用
数字电视广播

现代数字调制调解技术.ppt

现代数字调制调解技术.ppt
有关，而且还与前一码元的取值 ak-1及相位常数 k-1有关。
21
由附加相位函数k(t)的表示式可以看出， k(t)是一直线方程， 其斜率为 (ak)/(2Ts)，截距为k。由于ak的取值为±1，故 k(t)是分段线性的相位函数。因此，MSK的整个相位路径是
由间隔为Ts 的一系列直线段所连成的折线。在任一个码元期
制原理图如图所示。输入的二进制序列经过串/经过2电平到L电平的
变换，形成L电平的基带信号。为了抑制已调信号的带外
辐射，该L电平的基带信号还要经过预调制低通滤波器，
形成X(t) 和Y(t) ，再分别对同相载波和正交载波相乘。最
后将两路信号相加即可得到QAM 信号。
2
1. MQAM 调制原理
正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正 交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调
信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字 信息传输。
正交振幅调制信号的一般表示式为
MQAM (t) [ An g(t nTs )]cos(0t n )
周期的整数倍。 fc 可以表示为 18
fc 可以表示为
fc

(N

m) 1 4 TS
(N为正整数； m=0, 1, 2, 3)
相应地MSK信号的两个频率可表示为
f1

fc
1 4TS
(N
m 1) 1 4 TS
f2

fc
1 4TS
(N
m 1) 1 4 TS
由此可得频率间隔为


式中，M = L2 ，Eb 为每比特码元能量，n0 为噪声单边功 率谱密度。下图给出了M 进制方型QAM 的误码率曲线。

c7-第7章 数字调制newppt课件

c7-第7章 数字调制newppt课件

01
01 相对码
f
1
1
0
1
0 绝对码
精选PPT课件
21
（2） 2DPSK 差分相干解调 (相位比较)法
e2DPSK (t) 带通
滤波器
a
相乘器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
延迟TB
b
定时 脉冲
e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
精选PPT课件
22
§7.1.5 二进制数字已调信号的功率谱 (PSD)
e2ASK (t) 带通
滤波器
相乘器
低通 滤波器
本地载波
c(t) cosct
精选PPT课件
抽样 判决器
定时 脉冲
输出
7
包络检波法的各点波形
相呼应
e2ASK (t) 带通 a 全波 b 低通 c 抽样 d
滤波器
整流器
滤波器
判决器 输出
定时 脉冲
精选PPT课件
8
§7.1.2 二进制频移键控（2FSK）
可见， P2ASK (f) 是Ps (f)的线性搬移（属线性调制）。
精选PPT课件
24
基带带宽
精选PPT课件
25
B2ASK2fB
fB = 1/TB=RB
精选PPT课件
26
2 2PSK/2DPSK信号的功率谱密度
e2PSK(t)stcosct
双极性
➢ 2PSK信号的频谱与2ASK的十分相似； ➢ 带宽也是基带信号带宽的两倍：
Power Spectral Density
分析目的：B 和 fc
分析方法：借助于基带信号的功率谱
精选PPT课件

第7章数字调制与解调资料.

第7章数字调制与解调资料.

1 [1 erf (b a )] 1 [1 erf ( b )]
4
2 4
2
1 [1 erf ( a b)] 1 [1 erf ( b )]
4
2 4
2
Pe
1 erfc( 2
v) 2
1
v
e4
v
v
a2 2
2
1 2
•
a
2
7.2.3 多进制振幅调制
可看成时间上互不相容的M 个不同
振幅值的通断键控信号的叠加。
解调电路
非相干解调 相干解调
7.2.2 2ASK系统的性能
系统性能的判定标准：
传输有效性 —— 频带利用率
re
B
bit /(s Hz)
rd
B
baud / Hz
传输可靠性 —— 误码率
系统误码率
Pe P(1)Pe1 P(0)Pe0
采用包络检波的2ASK系统——非相干解调
整流器输出：—— 包络r(t)
第 七 章
与 解 调
数 字 调 制
Chapter 7 Digital
Modulation and
Demodulation
7.1 引言
7.2 移幅键 控(ASK)
7.3 相位键
7.4 频率键
控(PSK)
控(FSK)
7.5 数字调制
系统的性能比较
7.6 键控信号
的复包络分析法
7.7 宽带通信中
的调制技术简介
7.2.1 二进制移幅键控（2ASK）
◆ 数字基带信号为二进制。 如：传送数字基带信号“1”时，发送载波； 传送数字基带信号“0”时，送0电平。
◆ 开关通断特性，亦称“通断键控”（OOK：On Off Keying）

(高职精品)数字调制


练习
1.相同码元速率、信号功率、噪声功率情 况下，分别采用2ASK、2FSK、2PSK、 4 PSK调制方式，误码率最低的是2PSK。 （√ ） 2．DPSK解调时存在相位模糊现象，PSK 可以解决这个问题。 （ ×）
1、在误码率相同的条件下，三种数字调制方式之 间抗干扰性能好坏的关系为（ B ）。 A．2ASK＞2FSK＞2PSK B．2PSK＞2FSK＞2ASK C．2FSK＞2PSK＞2ASK D．2PSK＞2ASK＞2FSK 2、克服载波同步中载波相位模糊对信号传输产生 影响方法是（ D ）。 A．将基带信号编成CMI码 B．对基带信号进行相关编码 C．将基带信号编成HDB3码 D．对基带信号进行差分编码
1 02 4 32
2
实线为采用相干 解调方式，虚线 为采用非相干解 调方式。
0 r/d B
5
10
15
20
多进制数字频率调制系统误码率性能曲线
可以看出：
在M一定的情况下，信噪比r越大， 误码率Pe越小；
在r一定的情况下，M越大，误码率Pe也越大。
相干解调和非相干解调的性能差距将随M的增大而减 小； 同一M下，随着信噪比r的增加非相干解调性能将 趋于相干解调性能。
误比特 率
10－ 4
差分相干解调 差分编码 PSK
10－ 5 10－ 6 10－ 7 － 8－ 6 － 4 － 2 0
香农限 (－ 1.6 dB) 2 4
Eb / dB n0
6
8 10 12 14 16
三种数字调制系统的Pe～r关系曲线
误码率
（1）对于同一种调制方式，采用相干解调 比非相干解调性能好些 （2）对于不同的调制方式，PSK性能最好， FSK次之，ASK最差 相干 PSK 相干DPSK 差 分DPSK 相干FSK

《数字调制》课件

误码率低
数字调制技术有效地减少了传输中 的误码率，提高了信息传输的可靠 性。
数字调制的挑战
频谱效率
数字调制技术需要更宽的 频带来传输相同的信息量， 对频谱资源的需求较大。
复杂性
部分数字调制方式的实现 较复杂，在工程实践中需 要解决复杂的算法和硬件 设计问题。
多径传播
数字调制受到多径传播等 信道特性的影响，需要采 取调制技术来抵消传播中 的失真。
3 PSK
4 QAM
将数字信号的不同状态映射到不同相位 的载波信号上，常用于无线通信。
将数字信号的多个位组合映射到不同幅 度和相位的载波信号上，常用于高速数 据传输。
数字调制的优点
1
灵活性高
2
数字调制可以根据需要灵活改变调
制方式和参数，适应不同的通信要
求。3Biblioteka 抗干扰能力强数字调制技术在传输过程中较好地 抵抗了信道噪声和干扰信号。
数字调制的未来发展趋势
5G通信技术
数字调制将在5G通信技术中 得到广泛应用，实现更高的 速率和更低的延迟。
物联网
数字调制将支持大规模的物 联网设备连接，实现智能化 和自动化的网络通信。
人工智能
数字调制与人工智能技术的 结合将推动通信系统的智能 化和自适应性。
原理
数字调制通过改变信号的 某些特性（如幅度、频率、 相位）来传输信息。
应用
数字调制广泛应用于无线 通信、数据传输、广播电 视等领域。
常用的数字调制方式
1 ASK
2 FSK
将数字信号的幅度直接映射到载波信号 上，常用于低速数据传输。
将数字信号的不同状态映射到不同频率 的载波信号上，常用于调频广播。
《数字调制》PPT课件

第7章 数字调制技术.

第七章 数字调制技术
7.1 引言 一. 数字调制技术的分类 1. 数字调幅ASK: 用数字基带信号去调制载波的振幅. 2. 数字调频FSK:用数字基带信号去调制载波的频率. 3. 数字调相PSK:用数字基带信号去调制载波的相位. 4. 按基带信号的形式: (1) 二进制数字调制技术: 2ASK, 2FSK, 2PSK (2) 多进制(M进制)数字调制技术: MASK,MFSK,MPSK等
n
n
式中 g (t )为矩形脉冲 , 其脉宽为 Tb , a n为 a n的反码 .
其中
an
1,
0
,
代表数字 1,出现概率为 代表数字 0,出现概率为
经BPF后,ni (t)变为窄带高斯白噪n(t声):
n(t) nc(t) cosct ns(t) si nct
同相分量
正交分量
18
则:
y(t) ns(ct()tc)coossctctnnc(st()tc)soisnccttns (t)s inct
[nAc(t)ncco(ts)]cctosnsct(t)snisn(t)cstinct
介绍其中的两种方法。 方法一：直接法调制解调法
二进制 2 M 输入 电平变换
信道
cosc (t)
BPF
LPF
cosc (t)
判决
M 2 二进制 电平变换 输出
29
方法二：正交调制解调法（何谓正交？）
A
二进制
输入
2M B
电平变换
C
E
串并 cosc (t) 转换
G 信道
D
F
sin c (t)
LPF
1 s(t) 2
12 s(t ) cos2c t
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第七章数字带通传输系统
二进制数字调制原理
二进制数字调制系统的抗噪性能
多进制数字调制
引言
数字调制——用数字基带信号控制载波，变换成数字带通信号（已调信号）的过程
带通传输=频带传输=载波传输
数字调制系统要解决的问题
调制解调方法
抗噪性能分析
数字调制技术
利用模拟调制方法实现数字式调制
利用数字信号取值离散的特点通过开关键控载波 二进制调制与多进制调制
7.1 二进制数字调制原理
一、二进制振幅键控2ASK
（OOK 通断键控）二、二进制移频键控2FSK
三、二进制绝对调相2PSK 四、二进制相对调相
2DPSK
“1”
“1”
“0”
T T T
“1”“1”
“0”
（OOK通断键控）
二进制振幅键控
二进制振幅键控
二进制振幅键控2ASK(续)
c o s ωc t
2A S K
B P F
定时脉冲
s (t)
L P F
取样判决
r(t)
二进制振幅键控
二进制振幅键控
二进制振幅键控2ASK(续)
4.应用
少（因为依赖振幅识别，受噪声干扰大）
二、二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控s
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控2FSK(续)
4.应用
1200b/s以下的调制解调器MODEM。

二进制移频键控
二进制移频键控
二进制移频键控2FSK(续)
工作过程：
1.平时，K3接d，电话机接入信道，A、B双方
电话约叫，直到接通
2.A、B约定，A为主叫，B为被叫
3.A将K3接c，K1，K2接a。

电话机断开，
MODEM接通，1080Hz发送，1750Hz接收4.B将K3接c，K1，K2接b。

电话机断开，
MODEM接通，1080Hz接收，1750Hz发送
5.A、B可同时收发数据
6.通信完毕，A、B将K3接d，挂机
三、二进制绝对调相
二进制绝对调相
二进制绝对调相2PSK(续)
相位模糊问题图示
1
00
1
11
二进制绝对调相
二进制绝对调相
四、二进制相对调相
二进制相对调相
0 0 0 1 1 0 1 1
二进制相对调相
2. 解调——相干解调
脉冲
二进制相对调相
二进制相对调相
二进制相对调相
二进制相对调相
二进制相对调相2DPSK(续)
5. 应用
实用，但抗噪性能不及2PSK
话音频带内的中速MODEM
（2400~4800bps）
7.2 二进制数字调制系统的抗噪性能
一、预备知识
二、2ASK系统抗噪性能
三、2FSK系统抗噪性能
四、2PSK系统抗噪性能
五、2DPSK系统抗噪性能
一、预备知识
预备知识
预备知识
二、
2ASK
2ASK
2ASK
2ASK
例题
设某2ASK系统中二进制码元传输速率为4.8M波特，发送“1”和“0”的概率相等。

已知接收端输入信号幅度a=1mV，信道等效加性高斯白噪声的单边功率谱密度n
=2×10-15W/Hz。

试求:　
(1) 包络检波法解调时系统总的误码率；　
(2)同步检测法解调时系统总的误码率。

三、
2FSK。