第5章远动通信原理和信道.ppt

第5章 远动通信原理和信道 5.1 电力系统分层调度控制及通信发展趋势 5.2 通信原理概述 5.3 数字幅度调制与解调 5.4 数字频率调制与解调 5.5 数字相位调制与解调 5.6 位同步 本章学习目标 l???数字调制、解调技术， l???模拟信号数字化技术，纠错编码技术 l???同步技术，数字加密技术 l???信道与噪声，基带传输技术 l???远动信道的分类 l???电平的有关内容 l?振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）三种基本方式 l???同步技术中的载波同步、位同步、群同步和网同步等概念 l?? 同步法技术与位同步技术的联系 l???光纤信道的组成及其传输特性 5.1 电力系统分层调度控制及通信发展趋势 5.1.1 电力系统分层调度控制方式 5.1.2 通信发展趋势 5.1.1 电力系统分层调度控制方式 5.1.2 通信发展趋势 1．光纤通信 2．卫星通信 3．移动通信 4．微波中继通信 5.2 通信原理概述 5.2.1 调制解调技术 5.2.2 同步技术 5.2.1 调制解调技术 与基带传输方式相比较，频带传输方式的主要优点有： （1）基带信号一般都包含低频、甚至有直流分量，很难通过有限尺寸的天线得到有效辐射，从而利用无线信道来直接传输。 （2）频带传输方式可以把多路具有重叠频率成份的基带信号，搬移到互不重叠的频段上传输，从而避免多路传输中的相互干扰。 （3）可提高传输数字信号的可靠性，也就是说频带传输抗噪声的能力比基带传输要高些。 5.2.2 同步技术 同步系统在数字通信中是一个很重要的部分，其中包括： 5.3 数字幅度调制与解调 5.3.1 2ASK信号的产生方法 5.3.2 2ASK信号的解调 5.3.1 2ASK信号的产生方法 通常，二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种，如图5.4所示。图5.4（a）就是一般的模拟调制方法 ，图5.4（b）就是一种键控方法，这里的门电路的开关受s(t)的控制。图（c）就是上述方法产生的2ASK信号波形。 图5.4（b）就是一种键控方法，这里的门电路的开关受s(t)的控制。图（c）就是上述方法产生的2ASK信号波形。 5.3.2 2ASK信号的解调 （1）包络检波法。 由图5.6可知，包络检波器是由半波或全波整流后，又经低通滤波器组成的。以完成取出接收信号包络的任务。图5.7给出了一种简单实用的包络检波器电路。 （2）同步检波法。 同步检波法如图5.6（b）所示。同步检波器由一个乘法器和低通滤波器组成。接收到ASK信号和一个本地产生的正弦波（相干载波）在乘法器中相乘并通过一个低通滤波器输出。 5.4 数字频率调制与解调 数字频率调制又称频移键控（FSK），它的基本原理是利用载波振荡的频率变化来传递数字信息。这里所说的频率变化不是连续的，而是离散的。数字频率调制是在数字通信中使用比较早的一种调制式。实现数字频率调制的方法一般有二种：一种称为直接调频法，另一种称为频率转换法。 数字调频信号的非相干解调方法最常用的是普通鉴频法、零交点法、差分检波法和动态滤波器法，下面讨论这些方法的基本原理。 1．普通鉴频法 普通鉴频法的实质就是将调频信号的频率变化转变成幅度变化，然后像调幅信号一样通过幅度检波而得到基带信号，所以鉴频器实际上就是频-幅变换器。图5.8所示为鉴频法解调的方框图。 2．零交点法 3．差分检波法 调频信号的另一种解调法称为差分检波法，或称延迟检波法。其实现框图如图5.10所示。 5.5 数字相位调制与解调 用所要传递的数字基带信号来控制载波的相位变化，这种调制方式称为数字调相或相移键控（PSK）。 从一般概念上讲，相位调制和频率调制均属于非线性调制，因为已调信号是基带信号经过非线性变换而得。但在数字调相的情况下，数字基带信号的码元取值只为有限数种，因而在其已调波中表征信息的相位变化也只有有限种离散取值，这样，作为一般调相方式（连续调相）的特殊情况，数字调相与一般的调相差异很大。特别对于二进制数字相位调制（2PSK），用同一载波的二种不同相位（0相π相）来传输数字“1”和“0”。故二个载波相位差π弧度或1800，故相移键控有时又称为反相调制。 产生2PSK信号的方法有两种：调相法和选择法 。 5.6 位同步 位同步信息的传输和提取法与载波信息的传输和提取相似，也分插入法和直接法，有时也分别称为外同步法和自同步法。图5.11中（a）表示双极性基带信号插入导频的位置是f=1/T，频谱的第一个零点。图5.11中（b）表示波形经相关编码以后，基带信号中插入导频的位置f=1/2T。 为了避免和减少插入导频对原基带信号的干扰，发送端应使导频信号时域波