[农学]通信技术概论通信课件6.ppt

第 6 章 数字调制系统 6．1 概述 数字基带信号不能直接通过带通信道传输，需将数字基带信号变换成数字频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位，称为数字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来，称为数字解调。 数字调制方式：幅度调制，称为幅度键控，记为ASK；频率调制，称为频移键控，记为FSK；相位调制，称为相移键控，记为PSK。 多进制的基带数字信号有多种状态，一位多进制符号将代表若干位二进制符号。在相同传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二进制系统。二进制系统，随着传码率的提高，信道带宽增加。采用多进制可降低码元速率，减小传输带宽。同时，加大码元宽度，可增加码元能量，有利于提高系统的可靠性。 多进制数字调制方式：多进制幅移键控（MASK）、多进制频移键控（MFSK）和多进制相移键控（MPSK）。 第 6 章 数字调制系统 6．2 二进制幅移键控 二进制幅移键控是最早出现的一种数字调制方式，记为2ASK。 1. 2ASK信号的调制 用二进制数字基带信号控制载波的幅度，二进制数字序列只有“1”、“0”两种状态。调制后的载波也只有两种状态：有载波输出传送“1”，无载波输出传送“0”。假定调制信号是单级性非归零的二进制序列， “1”码时 ，输出载波Acosω0t； “0”码时，无输出。 第 6 章 数字调制系统 为第n个码元的电平值，单极性码， 或1；双极性码 ， 或+1。 是时间宽度为 的基本脉冲。2ASK信号 乘法器完成调制；BPF取出已调信号，抑制带外频谱分量，通过调节还可以实现单边带或残留边带调制。 第 6 章 数字调制系统 2. 2ASK信号的带宽 功率谱 其带宽是调制信号带宽的两倍。若只计及基带脉冲波形频谱的主瓣，带宽 是基带脉冲的速率， 是基带脉冲周期。 第 6 章 数字调制系统 3. 2ASK信号的解调 解调方式：相干解调和非相干解调。 （1）相干解调 乘法器实现ASK频谱的再次搬移，使数字调制信号的频谱搬回到零频附近；LPF去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。BPF滤除接收信号频带以外的噪声干扰，并保证信号完整地通过。乘法器输出 第 6 章 数字调制系统 LPF输出 由于噪声及信道特性的影响， LPF输出的数字信号是不标准的，通过对信号再采样，利用判决器对采样值进行判决，便可以恢复原“1”、“0”数字序列。 判决准则：判为“1”，判为“0”。 应该注意本地载波要与发送在波同频同相，以保证数据的正确解调。 （2） 非相干解调 利用包络检波器来实现， LPF滤除包络信号中的高频成分，平滑包络信号。非相干解调实现容易。 第 6 章 数字调制系统 第 6 章 数字调制系统 6．3 二进制频移键控 二进制频移键控(2FSK)：二进制数字序列控制载波的频率。发送端用不同频率的高频载波对应数字基带信号的不同状态，接收端将不同频率的高频载波还原成基带数字信号的对应状态，完成解调。载波频率变化时，相邻码元载波的相位可能是连续的(相位连续的FSK)，也可能是不连续的(相位不连续的FSK)。 1. 2FSK信号的调制 例如“1”码用频率 来传输，“0”码用频率 来传输。 第 6 章 数字调制系统 相位不连续的FSK信号可看作是两个交错的ASK信号之和，一个载频为 ，另一个载频为 。 是宽度为 的基本矩形脉冲， 表示 的非。 频差??：两个载频之间的间隔。 中心频率：两个载频的平均值 2. 2FSK信号的带宽 当基带信号不含直流时，功率谱 第 6 章 数字调制系统 带宽 3. 2FSK信号的解调 类型：相干解调和非相干解调。 （1） 相干解调 第 6 章 数字调制系统 设ω1代表“1”码，ω2代表“0”码。BPF1和BPF2可将两者分开 ，把代表“1”码的y1( t )和代表“0”码的y2( t )分成两路ASK信号，采用相干解调方式解调。采样判决可恢复原数据序列。 第 6 章 数字调制系统 乘法器输出 LPF输出 判决准则： 判为“1”， 判为“0” 。 第 6 章 数字调制系统 (2)非相干解调 包络检波器取出两路的包络x1(t)和x2(t)。对包络采样并判决，可恢复原数字序列。判决准则： 判为“1”， 判为“0”。 第 6 章 数字调制系统 6．4 二进制相移键控 二进制相移键控（2PSK）：用二进制数字基带信号控制高频载波的相位，使高频载波的相位随着数字基带信号变化。 1