下载文档原格式
通信原理ICommunication Theory安建伟北京科技大学通信工程系第六章 数字信号的频带传输6.1 引言 6.2 二进制数字信号正弦型载波调制 6.3 四相移相键控 6.4 M进制数字调制 6.5 恒包络连续相位调制第6章数字信号的频带传输6.1 引言1.数字信号的正弦型载波调制数字信号 d(t) 调制 频带信号 带通信道s ( t ) = A c o s ( 2 π ft + ϕ ) = F ( d ( t ))用数字基带信号去控制正弦型载波的某参量： ¾ 控制载波的幅度，称为振幅键控(ASK)； ¾ 控制载波的频率，称为频率键控(FSK)； ¾ 控制载波的相位，称为相位键控(PSK)。
3北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输2. 数字信号的分类 （1）二进制及M进制(M>2)； （2）按是否满足叠加原理分类： 线性调制及非线性调制； （3）按已调符号约束关系分类 无记忆调制及有记忆调制。
4北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输6.2 二进制数字信号的正弦载波调制1. 二进制通断键控（OOK或2ASK） 2. 二进制移频键控（2FSK） 3. 二进制移相键控（2PSK或BPSK） 4. 2PSK的载波同步 5. 差分移相键控（DPSK）5北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输 (OOK) 6.2.1 二进制通断键控二进制通断键控(OOK： On-Off Keying) 又名二进制振幅键(2ASK)，它是以单极性 不归零码序列来控制正弦载波的导通与关 闭。
即正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化。
6北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输1. OOK信号的产生a) 模拟法n = −∞∑+∞a nδ ( t − nTb )b (t ) =a n = 0 或1脉冲成形 滤波器 冲激响应 g T ( t )n = −∞∑+∞a n g T ( t − nTb )sO O K (t ) A cos(2π f c t )b) 键控法载波 cosωct开关电路1 0KSOOK(t)b(t)7北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输¾时域表示b( t ) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTb )其中b(t)为单极性矩形不归零脉冲序列。
频带传输技术
频带传输的定义
频带传输，有时也称宽带传输，是指将数字信号调制成音频信号后再发送和传输，到达接收端时再把音频信号解调成原来的数字信号。
我们将这种利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输技术。
是利用模拟信号进行数据传输是一种比较普遍的通信方式。
频带传输将代表二进制数据的“1”和“0”信号，通过调制解调器变成具有一定频带范围的模拟信号进行传输。
典型的例子就是电话电路，其特性是带通型，一般频率范围为300～3400Hz，基带信号不能通过，所以要采取措施把基带信号调制解调到电话电路的频带范围内传输，频带传输可实现远距离的数据通信。
在实现远距离通信时，经常借助于电话线路，此时就需要利用频带传输方式。
采用频带传输时，调制解调器 Modem）是最典型的通信设备，要求在发送和接收端都要安装调制解调器。
第六章数字信号的频带传输技术习题6-l已知二进制数字序列10011010，设：载频为码元速率的2倍(对于2FSK来说，f 2＝2 f 1，)；请画出以上情况的2ASK、2FSK和2PSK、2DPSK波形：解：载频为码元速率的2倍(对于2FSK来说，f2＝2 f1，)1010已知二进制数字序列10016-2 已知数字信息{a n }=1011010，设：(1)码元速率为1200Baud，载波频率为1200Hz；(2)码元速率为1200Baud，载波频率为1800Hz。
分别画出上述两种情况的2PSK、2DPSK及相对码{b n}的波形(假定起始参考码元为1)。
解：(1)码元速率为1200Baud，载波频率为1200Hz；则载频与码元速率相等。
178179解、(2)码元速率为1200Baud ，载波频率为1800Hz 。
载频与码元速率为1：1.56-3 设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ，已调信号的载频为1000Hz 和2000Hz ．(1)若发送数字信息为101011，试画出相应的2FSK 信号波形；(2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调?(3)若发送数字信息是等概率的，试画出它的功率谱密度草图。
解：(1) 若发送数字信息为101011，试画出相应的2FSK 信号波形；180解 (2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调?答 ：选择相干解调和非相干解调器解调均可。
解 (3)若发送数字信息是等概率的，试画出它的功率谱密度草图。
6-4 设传码率为200Baud ，若是采用八进制ASK 系统，求系统的带宽和信息速率？若是采用二进制ASK 系统，其带宽和信息速率又为多少?解 ：已知八进制ASK 系统传码率Baud R B 200=,系统的带宽:：Hz R B B B 200==, 信息速率： s bit R R B b /60032008log 2=⨯=⨯=二进制ASK 系统：系统的带宽:：Hz R B B B 200==，信息速率： s bit R R B b /20012002log 2=⨯=⨯=6-5 传码率为200Baud ，试比较8ASK 、8FSK 、8PSK 系统的带宽、信息速率及频带利用率。
频带传输基本概念
1.频带传输的概念
所谓数字信号的频带传输是对基带数字信号进行调制，将其频带搬移到光波频段或微波频段上，利用光纤、微波、卫星等信道传输数字信号。
2.数字调制的概念和分类
对基带数字信号进行调制称为数字调制。
通过调制把基带数字信号进行了频率搬移，而且数字信号转换成了模拟信号，所以频带传输实际传输的是模拟信号。
数字调制的具体实现是利用基带数字信号控制载波（正弦波）的幅度、相位、频率变化，因此，有三种基本数字调制方法：数字调幅（ASK，也称幅移键控）、数字调相（PSK，也称相移键控）、数字调频（FSK，也称频移键控）。
实训四数字信号频带传输的仿真设计一．实验目的1.理解基带信号和2PSK 信号波形及其功率谱密度的仿真方法。
2.理解数字调制的频谱搬移和频带利用率等特性。
3.生成QPSK 信号的星座图，进而理解信号星座图对于确定判决区域的作用。
二．实验内容1.基带信号采用不归零矩形脉冲，生成2PSK 信号的时域波形和功率谱密度。
2.生成QPSK 信号的时域波形与功率谱密度。
3.QPSK 接收信号的星座图。
4.仿真QPSK 系统的误码率。
三．实验结果1.基带信号采用不归零矩形脉冲，生成2PSK 信号的时域波形和功率谱密度（对应的m 文件为bpsk.m）.（1）不归零矩形脉冲的时域波形和功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 双极性基带信号波形-15-10-505101500.511.52频率f 频谱s （j w ）双极性基带信号频谱（2）2PSK 信号的时域波形及功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 BPSK 已调信号波形-15-10-505101500.51频率f 频谱s （j w ）BPSK 已调信号频谱2.基带信号采用不归零矩形脉冲或滚降系数为1的升余弦谱，生成4PSK 信号的时域波形和功率谱密度（不归零矩形脉冲对应的m 文件为rectqpsk.m，升余弦脉冲对应的m 文件为rcosqpsk.m）.(1)不归零矩形脉冲的时域波形和功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 双极性基带信号波形-15-10-505101500.511.522.5频率f 频谱s （j w ）双极性基带信号频谱(2)QPSK 信号的时域波形与功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 QPSK 已调信号波形-15-10-505101500.511.5频率f 频谱s （j w ）QPSK 已调信号频谱（3）基带信号为滚降系数为1的升余弦脉冲信号经QPSK 调制得到的已调信号与功率谱密度：02468101214161820-11时间t幅度QPSK 已调信号波形2 2.2 2.4 2.6 2.83 3.2 3.4 3.6 3.8402468频率幅度QPSK 信号频谱3、QPSK 系统的调制和解调原理随机产生10^5个二进制信息数据，串并变换后进行4PSK 调制。
