计算及通信第5章 数字信号的频带传输.ppt

5.1 二进制数字幅度调制 调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。 5.1.1 一般原理与实现方法 数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。 5.2 二进制数字频率调制 5.2.1 调制原理与实现方法 数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。 5.3 二进制数字相位调制 根据载波相位表示数字信息的方式不同，数字调相分为绝对相移（PSK）和相对相移（DPSK）两种。 5.3.1 二进制相移键控（2PSK） 1. 一般原理及实现方法 5.4 二进制数字调制系统的性能比较 1. 误码率 （见表5-1 ） 对二进制数字调制系统的抗噪声性能做如下两个方面的比较： （1）同一调制方式不同检测方法的比较 对于同一调制方式不同检测方法，相干检测的抗噪声性能优于非相干检测。 2PSK信号的典型波形如图所示： 2PSK信号的调制方框图如图所示： 2PSK信号的解调： 不考虑噪声时，带通滤波器输出可表示为： 2PSK接收系统各点波形如图所示： 2. 2PSK信号的频谱和带宽 2PSK信号的功率谱密度可以写成： 对于双极性NRZ码，由于不存在直流成分，因此，2PSK信号功率谱示意图如图5-21所示： 因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同。 在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。 3. 2PSK系统的抗噪声性能 2PSK信号相干解调系统模型如图所示： 经信道传输，接收端输入信号为： 经带通滤波器输出： 与本地载波相乘后，经低通滤波器滤除高频分量，在抽样判决器输入端得到： 2PSK系统的最佳判决门限电平为： 在最佳门限时，2PSK系统的误码率为： 在大信噪比下，上式成为： 5.3.2 二进制差分相移键控（2DPSK） 1. 一般原理及实现方法 它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用本码元与前一码元相位之差来传送数字信息的。 相对移相信号可以看作是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。 绝对码和相对码是可以互相转换的，其转换关系为： 编码器 译码器 相对相移本质上就是对差分码信号的绝对相移。即 实现相对调相的最常用方法如图所示。 2DPSK的解调有两种，一种是差分相干解调，另一种是相干解调-码变换法。 （1）相干解调-码变换法。 （2）差分相干解调法。它是直接比较前后码元的相位差而构成的，这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器，因此设备比较简单、实用。 2. 2DPSK信号的频谱和带宽 无论是2PSK还是2DPSK信号，就波形本身而言，它们都可以等效成双极性信号作用下的调幅信号，无非是一对倒相信号的序列。有以下结论： （1）2DPSK与2PSK有相同的功率谱； （2）它们的带宽和频带利用率均相同。 3. 2DPSK系统的抗噪声性能 （1）极性比较-码变换法解调时2DPSK系统的抗噪声性能 为了分析码反变换器对误码的影响，以序列0110111001为例，可以得到下图： 以这方式解调时的误码率为： 当误码率很小时： 由此可见，码反变换器器总是使系统误码率增加，通常认为增加一倍。 （2）差分相干解调时2DPSK系统的抗噪声性能 4. 2PSK与2DPSK系统的比较 （1）检测这两种信号时判决器均可工作在最佳门限电平（零电平）。 （2）2DPSK抗噪声性能不及2PSK。 （3）2PSK系统存在“反向工作”问题，而2DPSK系统不存在“反向工作”问题。 因此在实际应用中，真正作为传输用的数字调相信号几乎都是DPSK信号。 见例题5.3。 * 第5章 数字信号的频带传输 现代通信系统原理 第5章 数字信号的频带传输 5.1 二进制数字幅度调制 5.2 二进制数字频率调制