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1、 机电工程学院机电工程学院现代通信原理现代通信原理DSBSSBPMFMDPCMMPCM基基带带传传输输同同步步纠纠错错编编码码多多路路复复用用最最佳佳接接收收 主讲人:主讲人: 王铁滨王铁滨 二进制振幅键控二进制振幅键控6.26.2二进制频移键控二进制频移键控6.36.3二进制相移键控二进制相移键控6.46.4二进制差分相移键控二进制差分相移键控6.56.5各种二进制数字调制系统的性能比较各种二进制数字调制系统的性能比较6.66.6多进制数字调制多进制数字调制6.76.7改进的先进数字调制改进的先进数字调制6.86.8引言引言6.16.1第七章第七章数字带通传输系统数字带通传输系统教学要求教学
2、要求: :掌握掌握2 2、信号调制与解调的基本、信号调制与解调的基本方法;方法;熟练掌握及信号调制与解调熟练掌握及信号调制与解调的基本方法;的基本方法;会分析与计算、及会分析与计算、及信号采用相干解调时的系统抗噪声性信号采用相干解调时的系统抗噪声性能(误码率);能(误码率);了解多进制数字调制(、了解多进制数字调制(、)的基本方法;)的基本方法;了解改进的先进的数字调制(、了解改进的先进的数字调制(、Q A MQ A M、O O F D MF D M)的基本方法。)的基本方法。重点:重点:二进制键控(二进制键控(2ASK2ASK、2FSK2FSK、)及性、)及性 能分析。能分析。难点:难点:各
3、种系统的抗噪声性能(误码率)分析。各种系统的抗噪声性能(误码率)分析。幅移键控 ASK(Amplitude-Shift Keying)通断键控 OOK(On-Off Keying)频移键控 FSK(Frequency-Shift Keying)相移键控 PSK(Phase-Shift Keying)差分相移键控DPSK(Differential Phase-Shift Keying)正交相移键控QPSK(Quadriphase-Shift Keying)最小频移键控MSK(Minimum Shift Keying)正交振幅调制QAM(Quadrature-Amplitude Modulatio
4、n)M 进制振幅键控MASK(M-ary Amplitude Shift Keying) |调制调制的定义定义:带通调制通常需要一个正弦波作为载波,把数字基带信号调制到这个载波上,使这个载波的参量上载有数字基带信号的信息。|调制调制的实质实质:是把调制信号的频谱搬移到所希望的频率范围,从而将调制信号转换成适合信道传输或便于信道多路复用的已调信号,提高系统传输的有效性和可靠性。 调制正弦波调制脉冲调制t模拟调制数字调制|调制调制的分类分类: 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)振幅键控振幅键控频移键控频移键
5、控相移键控相移键控基本 改进ASKQAM(正交幅度调制)FSKMFSK(多进制频移键控)MSK(最小频移键控)PSK、DPSKQPSK(四相相移键控)nsns(t)a g(tnT )=-0,1,npap发送概率为发送概率为1-1,( )220,其它ssTTtg t 数字基带信号为单极数字基带信号为单极性的随机脉冲序列性的随机脉冲序列()sg tT1门宽 ,门高 的门函数sT2-sT21ttnTtgatecnsnASKwcos)()(2sT所以,所以,2ASK信号表达式为:信号表达式为:15sT1 0 0 1 0 1 1+E V0 V S( t )载波载波2ASK 2ASK/OOK信号的产生方法
6、乘法器s(t)二进制不归零信号e2ASK(t)cosctw w(a) 模拟相乘法开关电路c o sctw we2ASK(t)s(t)(b) 数字键控法 2ASK / OOK 信号调制器原理框图 2ASK信号解调方法 z非相干解调(包络检波法) (a)原理框图;原理框图;(b)各点波形图各点波形图 z相干解调(同步检测法) :稳定,有利于位定时的提取。(a)原理框图;原理框图;(b)各点波形图各点波形图 21功率谱密度 2ASK信号可以表示成 式中 s(t) 二进制单极性随机矩形脉冲序列设:Ps (f) s(t)的功率谱密度 P2ASK (f) 2ASK信号的功率谱密度则由上式可得由上式可见,2
7、ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps (f)的线性搬移(属线性调制)。 知道了Ps (f)即可确定P2ASK (f) 。 ttstecwcos)(2ASK)()(41)(2ASKcscsffPffPfP22由6.1.2节知,单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为式中 fs = 1/Ts G(f) 单个基带信号码元g(t)的频谱函数。对于全占空矩形脉冲序列,根据矩形波形g(t)的频谱特点,对于所有的m 0的整数,有,故上式可简化为将其代入得到msssssmffmfGPffGPPffP)()()1 ()()1 ()(220)()(nSaTmfGSS )()0()1 ()()1 (2222fGPffGPPffPsss)()(41)(2ASKcscsffPffPfP23当概率P =1/2时,并考虑到则2ASK信号的功率谱密度为其曲线如下图所示。 )()()0()1 (41)()()1 (4122222ASK2ccsccsffffGPfffGffGPPfP)()(SSTfSaTfGSTG)0(222)()(sin)()(sin16)(scscscscsASKTffTffTffTffTfP)()(161ccffff24l2ASK信号的功率谱密度示意图