第七章 数字信号的调制传输1wfy.ppt

2007年12月 第七章 数字信号的调制传输 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(近距离） 带通型信道--数字信号的调制传输(远距离） 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，使之变成带通（已调）信号。 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 4．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) 本章目录 7.1 二进制数字调制 7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能 7.4 多进制数字调制 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。 7.1.1 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为单极性脉冲序列与载波的相乘。 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 2ASK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。 7.1.2 二进制移频键控（2FSK：frequency shift keying） 移频键控是数字信号去控制载波的频率。 载波频率随0和1有两种取值，分别为f1和f2。 1. 2FSK的时域表达式： 2FSK信号的波形及分解如下图所示： 2FSK的功率谱密度 2. 2FSK的功率谱密度 2FSK信号的带宽和频带利用率 2. 2FSK信号的功率谱： 3．2FSK信号的调制方法 频率选择法(健控法）：相邻码元之间相位不一定连续。 4. 2FSK信号的解调方法： (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。 2FSK信号的非相干解调 FSK用途: （1）、CCITT规定，低于1200bit/s的速率时，使用FSK方式; （2）、在微波通信系统中传输监控信息，以实现中继站的无人值守。 目前广泛使用的单片调制解调器，如MC6800L,适用于600波特以下的传输速率,中心频率1170Hz，传“1”时，载频为1270Hz，传“0”时，载频为1070Hz，频偏为100Hz，带宽为BFSK=|f1 -f2|+2 fs＝|1270-1070|+2×600 =1400Hz。 7.1.3 二进制相移键控（2PSK或BPSK） 1. 2PSK信号的表达式： 原理：在2PSK中，通常用初始相位0和?分别表示二进制“1”和“0”。 时域表达式为 式中，?n表示第n个符号的绝对相位： 即 若g(t)是幅度为A宽度为Ts的单个矩形脉冲，则2PSK信号可表示为 2PSK的时域波形 2. 2PSK信号的功率谱： 2PSK与2ASK的表达式形式一致： （7-13）与（7-4）式 2PSK信号：双极性脉冲序列的双边带调制 2ASK信号：单极性脉冲序列的双边带调制 功率谱的差别仅在于离散的载波分量； 因此2PSK必须采用相干解调方式 3.