第十三讲 通信原理.ppt

数字基带传输系统和数字频带传输系统 数字信号有两种传输方式，一种是基带传输方式，另一种是调制传输或称为频带传输方式。 数字基带传输是指数字基带信号不经过调制与解调而直接在信道中传输的方式。 然而，实际通信中，不少信道都不能直接传送基带信号,这时为了使数字信号能在带通型信道中传输，必须经过载波调制，把数字基带信号的频谱搬移到高频处，将数字基带信号变成适合在信道中传输的已调信号，这种方式我们称为数字频带传输方式。 数字频带传输是指经过载波调制与解调传输已调信号的方式。 模拟调制与数字调制 调制的实质是进行频谱搬移，其作用和目的是： 将调制信号（基带信号）的频谱搬移到所希望的位置上，从而 将调制信号转转换成适合于信道传输的信号； 便于信道多路复用的已调信号（频带信号），提高信道利用率； 对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响，如减少干 扰，提高系统抗干扰能力； 实现传输带宽与信噪比之间的互换。 所谓载波调制，就是按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程，或者说是载波某些参数随基带信号的变化规律而变化的过程。 调制的载波可以分为两类： 一类是用正弦型信号作为载波； 一类是用脉冲串或者一组数字信号作为载波。 调制信号（基带信号）一般也有两类： 一类是取值连续的模拟信号，对应的调制方式称为模拟调制； 一类是取值离散的数字信号，对应的调制方式称为数字调制。 载波调制的概念 最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。 幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号的变化规律作线性变化。设正弦载波为： 其中， 为载波角频率， 为载波初始相位， 为载波的幅度。则幅度调制信号（已调信号）一般表示式为： （1）模拟调制方式 （12.8） 其中 为基带调制信号。 设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则由上式不难得出已调信号的频谱Sm(ω)： 由上式可以看出，幅度已调信号Sm(ω)具有以下特点： 在波形上，它的幅度随基带调制信号m(t)呈正比变化； 在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱M(ω)在频域范围内的搬移，搬移到±ωc处；上述搬移是线性的，故幅度调制又称为线性调制。 幅度调制包括调幅（AM）、双边带（DSB）、单边带（SSB）和残留边带（VSB）调制等四种形式。其中调幅AM信号的波形和频谱如图12.5所示。 （12.9） 图12.5 AM信号的波形和频谱 若基带信号中不含有直流分量A0，则得到抑制载波双边带调制DSB信号。 图12.6 DSB信号的波形和频谱 图12.7 SSB信号的波形和频谱 由此可见，SSB调制不但可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为BSSB=fH=BDSB/2。但是单边带调制过程中所用滤波器要求具有陡峭的截止特性，制作较困难。留边带（VSB）调制等四种形式。残留边带调制VSB是介于SSB与DSB之间的一种调制方式。 图12.8 VSB信号的波形和频谱 若调制信号是数字基带信号，则对应的调制方式为数字调制。数字调制是利用数字脉冲信号去控制载波的参数（幅度、频率或相位），或者说是用数字脉冲信号对载波进行开关形式的控制而实现，故称数字键控。 （2）数字调制方式 若数字基带信号是二进制的，则称为二进制数字调制。二进制数字调制有三种形式： a. 二进制振幅键控（2ASK）：用数字消息控制载波的振幅。 b. 二进制移频键控（2FSK）：用数字消息控制载波的频率。 c. 二进制移相键控（2PSK）：用数字消息控制载波的相位。 图12.9 三种数字调制方式 (a)振幅键控; (b)移频键控; (c)移相键控 （a）二进制振幅键控2ASK 二进制振幅键控中最简单的形式称为通--断键控（OOK），即载波在数字信号1或0的控制下来实现通或断。 产生的方法有两种：模拟法、键控法。 图12.10 2ASK信号的产生 2ASK信号时域表达式可表示为一个单极性矩形脉冲序列与正弦型载波的乘积，即： 2ASK信号时间波形： 图12.11 2ASK信号的时间波形 （b）二进制移频键控2FSK 2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息的