5.2二进制数字调制与解调原理要点.ppt

第五章 数字调制与解调 数字通信原理 主要内容 5.2 二进制数字调制与解调原理 若调制信号是二进制数字基带信号时，这种调制称为二进制数字调制。 5.2.1 二进制振幅键控（2ASK） 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 二进制振幅键控（2ASK）调制 二进制振幅键控（2ASK）解调 二进制振幅键控（2ASK）调制 二进制振幅键控（2ASK）信号 二进制振幅键控（2ASK）信号 二进制振幅键控（2ASK）信号 二进制振幅键控（2ASK）调制 二进制振幅键控（2ASK）信号的频谱 二进制振幅键控（2ASK）信号的频谱 5.2.1 二进制振幅键控（2ASK） 二进制振幅键控（2ASK）调制 二进制振幅键控（2ASK）解调 二进制振幅键控（2ASK）解调 非相干解调 2ASK信号非相干解调过程的时间波形 二、二进制振幅键控（2ASK）解调 相干解调 相干解调 相干解调条件：接收端必须提供一个与2ASK信号的载波保持同频同相的相干载波，否则将会造成解调后的波形失真。 相干载波一般可通过窄带滤波或锁相环路来提取。 5.2 二进制数字调制与解调原理 5.2.2 二进制频移键控（2FSK） 二进制频移键控（2FSK）调制 二进制频移键控（2FSK）解调 二进制频移键控（2FSK）调制 二进制频移键控（2FSK）信号 二进制频移键控（2FSK）信号 二进制频移键控（2FSK）信号 二进制移频键控信号的时间波形 二进制频移键控（2FSK）调制 二进制频移键控（2FSK）信号的频谱 相位离散的2FSK信号 相位连续的2FSK信号 相位离散的2FSK信号 频谱分析 图中a曲线对应的f1＝f0+fs，f2＝f0-fs，曲线b对应的f1= f0+0.4fs，f2＝f0-0.4fs。 f0=（f1+ f2）/2 频谱分析 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。其中，连续谱由两上双边谱叠加而成，而离散谱出现在两个载频位置上； 若f1和f2之差较小（如小于fs）则连续谱出现单峰，若f1和f2之差较大出现双蜂。 传输2FSK信号所需的频带为 二进制频移键控（2FSK）信号的频谱 相位离散的2FSK信号 相位连续的2FSK信号 相位连续的2FSK信号 相位连续的2FSK信号是利用基带信号对一个振荡器进行频率调制而产生的。在理想情况下，振荡器产生的频率随基带信号线性变化。 调频信号: 相位连续的2FSK信号 an是码元脉冲的振幅，其可能取值为?1。 相位连续的2FSK信号 相位连续的2FSK信号 分析FSK信号时，常用到归一化相关系数? 2FSK信号在一个码元期间内波形为 相位连续的2FSK信号 选2?cTs1,或2?cTs＝K?，因此有： 讨论 当(?2- ?1)Ts＝K?(k＞1)时， ?为零，两信号具有正交特性。 在K＝l时，相应的h=0.5，这是满足正交条件的最小调制指数。因这种信号占带最小。称之为最小频移键控(MSK)信号。 当(?2- ?1)Ts＝1.43?时,h=0.75 ?=-2/3?,为最小值,这种情况两信号之间具有超正交特性。 相位连续的2FSK信号的功率谱密度 相位连续的FSK信号功率谱密度的计算很复杂 只讨论二元等概信码 单边谱密度表达式： 相位连续的2FSK信号的功率谱密度 功率谱密度仍然是X的偶函数 调制指数h＝0.5时，功率谱密度曲线呈现单峰。在h＝0.715时，曲线呈现双峰。 在h趋近于1时曲线的双峰变得非常尖锐。 当h＝l时，曲线的双峰变成了两条线状谱每条线谱所占的功率都是信号功率的1/4．两条共占信号总功率的1/2。 h＞1之后，双峰的距离将逐渐增大。 带宽 以包含90％的功率来计算信号所占的带宽．可得不同调制指数时的信号带宽 结论 h＞2时，相位连续的FSK信号与相位离散的FSK信号的带宽基本相同 当h＜1时,信号的能量大部分都集中在x＝?0.5的范围以内， 在h为0.6～0.7时， 相位连续的FSK信号的带宽约为1.5fs比ASK信号和PSK信号的带宽还窄。 在调制指数h较小的条件下，相位连续的FSK信号具有能量集中，包络恒定，抗干扰能力强的特 点，目前用得较多的是h＝0.5的相位连续的FSK方式,即最小移频键控方式(MSK)。 5.2.2 二进制频移键控（2FSK） 二进制频移键控（2FSK）调制 二进制频移键控（2FSK）解调 二进制移频键控（2FSK）解调 非相干解调 最佳非相干解调 在每个匹配滤波器后面接有一个包络检波器 匹配滤波器的输出信号经包络检波后，再进行取样判决，因而取样值与接收信号的相位无关。 没有利用信号的相位信息，这种解调方法与相干解调相比，在同样误码率的条件下，所需的信噪比略高一些 解调时不需要提取载波，可对随机