第7章_数字带通传输系统.ppt

2007年12月 第7章 数字带通传输系统 引言 引言 数字信号的分类和传输方式 数字信号 数字调制信号 数字基带信号 传输方式 数字信号的基带传输 数字信号的调制传输 以哪种传输方式为主？ 由信道类型确定 低通型信道--数字信号的基带传输 带通型信道--数字信号的调制传输 2．数字调制 数字调制目的与本质 载波：连续的正（余）弦信号 调制信号：数字基带信号 数字调制完成基带信号功率谱的搬移 数字调制的过程 模拟调制的过程，载波参数连续变化 数字调制的过程，载波参数离散变化 调制，modulation 键控，shift keying 3．模拟调制和数字调制方式对照 模拟调制 数字调制 幅度调制(AM) 幅度键控(ASK) 频率调制(FM) 频移键控(FSK) 相位调制(PM) 相移键控(PSK) 调制解调的主要功能 频谱搬移,实现基带信号搬移到相应的频段 实现可以分为两步:首先进行基带信号调制,然后上变频到所需的频段 抗干扰性 主要体现通信系统的质量指标,即可靠性 调制信号具有较小的功率谱占有率 要求:功率谱主瓣占有尽可能多的信号能量,具有快速滚降特性,带外衰落大,旁瓣小 频谱有效性 主要体现通信系统的数量指标,即有效性 频带利用率:bit/s/Hz 数字调制方式的分类 二进制是数字调制最简单的情况，它改变载波的幅度、频率、相位只有两种状态。 7.1 二进制幅度键控（ASK：amplitude shift keying ） 1. 2ASK信号时域表达式 2ASK信号，其幅度按调制信号取0或1有两种取值，最简单的形式为通断键控（OOK）。 OOK信号的表达式为： 调制信号为： OOK信号波形： 一般地，调制信号具有一定波形，可表示为： 所以，2ASK信号为： 可见，2ASK为双边带调幅信号。 2. 功率谱密度 设调制信号功率谱为 ，则2ASK信号功率谱为： 分析 功率谱是基带信号功率谱的线性搬移 频带宽度是基带信号的两倍 2ASK信号的带宽 ？基带信号带宽？基带信号的形式 ① 基带信号为矩形波 基带信号的理论带宽无限宽 NRZ码，基带信号的近似带宽 ： 功率谱的第一个过零点带宽，谱零点带宽，主瓣带宽 BB=fs=Rs （fs：位定时的频率） OOK信号的理论带宽无限宽 OOK信号的近似带宽： 功率谱的 第一对 过零点带宽，谱零点带宽；主瓣带宽 BS=2fs=2Rs ② 基带信号为升余弦滚降信号 基带信号带宽有限宽 2ASK信号带宽有限宽 3. 2ASK信号的调制方法 4. 2ASK信号解调方法 非相干解调(包络检波法) 相干解调(同步检测法) ：稳定，有利于位定时的提取。 前面内容回顾 前面内容回顾 7.1.2 二进制移频键控（2FSK：frequency shift keying 7.1.2 二进制移频键控（2FSK：frequency shift keying） 1. 2FSK的时域表达式： 2FSK信号的波形及分解如下图所示： 2FSK信号的另一种方法是键控法，即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。该方法可用数字电路实现，转换速度快、波形好，频率稳定度高。但由于f1和f2是两个独立的振荡，因而使所输出的信号失去了相位的连续性，相位不连续，可能对邻道造成干扰，应用比较多。 以上两种产生方法及波形如图所示，图中，s(t)代表信息的二进制矩形脉冲序列， e0(t)代表2F5K信号。 FSK信号可以看成是两个ASK信号的组合。在FSK中f1和f2哪一频率高由收发双方通信协议确定。 3. 功率谱： 设2FSK两个载频的中心频率为fc，频差为?f，则 定义调频指数（频移指数）为： 功率谱分析： 功率谱以fc为中心，对称分布。 在调频指数较小时功率谱为单峰，随着调频指数的增大，功率谱出现双峰。 当出现双峰时，带宽可近似为： 2FSK信号的调制：频率选择法 4. 解调方法： (a)非相干解调 (b)相干解调 原理：将2FSK信号分解成两路2ASK信号分别进行解调。 5、FSK应用 FSK应用广泛，主要应用在音频信道内进行数据传输： （1）传真机工作； （2）低速远动