通信原理数字调制

(a)
(b)
(c)
2FSK信号波形分解
Ts
(a)
t
f2
f1
f1
f2
f1
(b)
f1
f1
t f1
(c) f2
t f2
（二）2FSK信号的功率谱及带宽 2FSK信号可视为两个2ASK信号的合成： 则2FSK信号功率谱为两个2ASK功率谱之和。
2FSK信号带宽 B=|f1-f2|+2fs
fc = ( f1＋f2 ) / 2 h = ( f2－f1 ) /RB
s(t)
零 码 型 变换
乘 法 器 e2PSK (t)
cos ct (a)
1变0不 变
a
1
0
1
1
b
cos ct
开 关 电路
0° e2PSK (t)
18 0°移 相
0
0
1
s(t) (b)
0变1不 变
图6.4.3 波形产生器的输入/输出波形
例： 画出数字信息1100101的2PSK信号的波形。 （调制规则自定）
－
5
0
5
r/dB
10 24
32 实线为采用相干 2 解调方式，虚线
为采用非相干解 调方式。
10
15
20
多进制数字频率调制系统误码率性能曲线
可以看出：
在M一定的情况下，信噪比r越大， 误码率Pe越小；
在r一定的情况下，M越大，误码率Pe也越大。
相干解调和非相干解调的性能差距将随M的增大而减 小； 同一M下，随着信噪比r的增加非相干解调性能将 趋于相干解调性能。
M进制数字振幅调制系统的误码率Pe性能曲线
7.2 二进制频率调制（2FSK）
（一）调制原理与实现方法
2FSK用数字基带信号控制载波的频率变化，1 符号对应于载频f1,0符号对应于载频f2
s(t) 模拟调 e0(t)
～ f1
1001
k
e0(t) s(t)
t
频器
～
f2
s(t)
e0(t) t
f1 f2 f2 f1
1：使载波反相（1800） 0：使载波反相（1800）
0：载波相位不变
1：载波相位不变
1变0不 变
0变1不 变
2PSK信号的波形
s(t )
1
0
1
1
0
0
1
a
t
Tb
b
t
s (t)
2 PSK
c
t
1
0
1
1
0
0
1
s.1 2PSK信号波形图
2PSK信号的调制方框图
双 极 性不 归
7.3 二进制相位调制
二进制数字相位调制：用二进制数字基带 信号控制正弦载波的相位，使正弦载波的相 位随着二进制基带信号的变化而变化。
根据控制载波相位的方法不同，数字调相 分为绝对调相（PSK）和相对调相（DPSK） 两种。
7.3.1 二进制绝对调相（2PSK）
1.2PSK信号的产生
二进制绝对调相（2PSK）：用数字信息直接控 制载波的相位。
2FSK
y1 (t )
BPF1
f1 中心频率
半波或全 波整流
LPF
v1
抽
v1 v1
样
v2， v2，
s(t)
判决器
f2
BPF2
y2 (t)
半波或全 波整流
LPF
解调器
v2
定时脉冲
判为“1” 判为“0”
2FSK非相干解调过程的时间波形
11 00 1 000 1 0 1
上支路经 BPF1滤波 整流
下支路经 BPF2滤波 整流
f
Pe ( f )
fc fs fc fc fs
0
fc fs fc fc fs f
带宽 B=2fs
（三）二进制振幅键控(2ASK) 解调
y(t) BPF
x(t)
r(t)
LPF
抽样判决 So(t)
cosωct 载波同步
cp(t) 位同步器
相 干 解 调 法
非相干解调
e (t) 2ASK
0
ASK：
t (Amplitude Shift Keying)
t FSK：
(Frequency Shift Keying)
t PSK：
(Phase Shift Keying)
t
7.1 二进制幅度调制（2ASK）
（一）概念
2ASK用二进制数字基带信号控制载波的振幅， 使载波的振幅随着数字信号而变化。
h = 0.5
h = 01.70 h = 1.5
fc － 1.R5B fc －RB fc － 0.R5B fc fc ＋ 0.R5B fc ＋RB fc ＋ 1.R5B f
（三）2FSK信号解调（1） 数字调频信号的解调方法很多，如鉴频
法、相干解调法、包络检波法、过零检测法、 差分检测法等。
1.包络检波法——非相干解调
（三）2FSK信号解调(2) 2.相干解调法
2FSK
BPF1
f1 中心频率
f2
BPF2
x
LPF
cos c1t
x
LPF
cos c2t 解调器
v1
抽样
s(t)
判决器
v2
定时脉冲
（四）多进制频率调制（MFSK）
1 10－ 1 10－ 2 10－ 3
10－ 4
10－ 5 10－ 6
10－ 7
10－
8
带通
a
滤波器
11 00 1
全波 b 整流器
低通 c 滤波器
抽样 判决器
d 输出
定时 脉冲
000 1 0 1
a
b c d
（四）多进制幅度键控(MASK)
2 3A 2A A O
3
0
1
t
TB
Pe 1 10－ 1 10－ 2
10－ 3 10－ 4 10－ 5
M=16
M=8 M=4 M=2
10－ 6 0
5 10 15 20 25 30 r/dB
因此，2PSK信号功率谱示意图如图所示：
Pe ( f )
fc fs fc fc fs
0
2PSK信号带宽
fc fs fc fc fs f
B=2fs
3.二进制绝对调相(2PSK)的解调
（1）设码元周期是载波周期的整数倍（ Ts 2Tc） （2）设码元周期不是载波周期的整数倍（Ts 1.5T）c
s(t )
1
1
0
0
1
0
1
c
t
d
t
e
t
(a)
f
t
g
t
(b)
例6.4.1图 2PSK波形图
(a) Tb 2Tc
(b) Tb 1.5Tc
2. 2PSK信号的功率谱和带宽 对于双极性NRZ码，由于不存在直流成分，
调制实现方法： s(t) 1001
cosωct
a.模拟法
cosωct
eo(t)
电子开关
s(t) 1001 b.键控法
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
Tb
t
载 波 信号 t
2A SK信 号 t
Ts nTc
RB
1 n
fc
二进制振幅键控信号时间波形
（二）二进制振幅键控(2ASK)功率谱及带宽
Ps ( f )
fs 0 fs
第7章 数字调制
7.1 幅度调制（ASK） 7.2 频率调制（FSK） 7.3 相位调制（PSK、DPSK） 7.4 现代数字调制技术
调制：将基带信号的频谱搬移到适合于信道传输 或便于信道多路复用的的较高的频率范围；用基带信 号控制载波参数，使载波参数随基带信号变化的过程。
1 2ASK 2FSK 2PSK