第七章 数字调制系统2011

第6章
4、2PSK与2DPSK信号的功率谱密度 2PSK的一般表达式:
s psk t = a n g t nTs cos w c t = s ( t ) cos w c t n =
n = { 1 ,1 p
1,
p
P psk ( f ) =
第6章
式中Ps(f)为s(t)的功率谱密度
ps ( f ) = f s p(1 p) G1 ( f ) G2 ( f ) f
2 s 2
m =


pG1 (mf s ) (1 p)G (mf s ) ( f mf s )
2
设s(t)单极性基带信号，g(t)为宽度Ts矩形脉冲。且0、1等概。
4、2ASK信号的接收(解调)
与DSB相似，主要有两种方式：非相干接收和相干接收。其组成框 图如图所示。工作原理及误码特性将在后面进行分析。 （1）包络检波 x(t) r(t) BPF LPF 整流 抽样判决 cp(t) e0(t)
位同步器
实际系统中x（t）迟后于eo(t)， 进行数学抽象时认为系统是物理不 可实现的，是否有码间串扰决定于 收发滤波器及信道的频率特性。 LPF用来滤除高频，其截止频率 一般大于码速率，对码间串扰无影 响。 无码间串扰
n ={
0 1
概率为 P
概率为 1 P 传号 时域波形为
s(t)为随机的单极性矩形脉冲序列。 3、2ASK信号的功率谱密度 由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,• 以调制后的二进制数 所 字信号也是一个随机过程，因此在频率域中只能用功率谱密度表示。
R eo ( ) = e o ( t ) e o ( t ) = s ( t ) cos w c ( t ) s ( t ) cos w c ( t )
1 4
[ p s ( f f c ) p s ( f f c )]
2 2
s 2 (t ) =

n
n
g ( t nT S )
2 2
p s2 (f ) = f s P(1 P) | G (f ) | P (f )
当P = 1 2 时， P FSK f ) = （ TS 16 1 16 TS 16 [| Sa ( f f 1 )T S | | Sa ( f f 1 ) T S | ]
第6章
6．2．3 二进制相移键控及二进制差分相移键控 (2PSK及2DPSK)
相移信号可分为两种：(1)绝对相移 (2)相对相移(差分相移) 1、绝对相移键控(2PSK) 1）、概念： 传“1”信号时，发起始相位为π的载波；传“0”信 号时，发起始相位为0的载波。(或取相反的形式)
信息代码 s(t) BNRZ cosω ct cosω ct 电子开关 180° s(t) NRZ 0
第6章
2、相对相移键控（2DPSK）
1）、概念 传“0”信号时，载波的起始相位与前一码元载波的起始相位相同 （即Δφ＝0）； 传“1”信号时，载波的起始相位与前一码元载波的起始相位相差 π（即Δφ＝π）。
ak bk-1 Ts bk 2PSK 调制 2PSK(bk) 2DPSK(ak)
k: 0 ak bk bk-1 1 1 2 0 3 1 4 1 1 5 0 6 0
第6章
4、2FSK信号的解调
例6.1
2FSK信号的接收方法很多,如 鉴频器法 、 相干法、 非相干法 、 过零检测法等。 在这里主要讨论过零检测法。过零检测法的系统构成及系统中各 点波形如图所示。 g a b e c d f 带通滤 限幅 微分 抽样判 整流 脉冲形 低通 波器 决 成 cp(t) 位同步 器
第6章
教学提示
本章重点论述二进制数字调制系统的原理及其抗噪声
性能，简单介绍多进制数字调制原理。
第6章
主要内容：
6.1 引言 6.2 二进制数字调制原理 6.3 二进制数字调制系统的抗噪性能 6.4 二进制数字调制系统的性能比较 6.5 多进制数字调制系统 6.6 改进的数字调制方式
第6章
6.1
引言
2 2 2 2
[| Sa ( f f 2 )T S | | Sa ( f f 2 ) T S | ] [ ( f f 1 ) ( f f 1 )] 1 16 [ ( f f 2 ) ( f f 2 )]
第6章
f2
f2+fs
f1
f1+fs
f2
1、 数字信号的传输方式 数字信号共有两种传输方式 （1）、基带传输（已经在第五章介绍）：数字信号直接传送的 方式。 （2）、频带传输（将在本章介绍）：用数字基带信号调制载波 后的传送方式。 数字调制传输系统定义：用数字基带信号调制载波的一种传输系 统，这个系统也称为数字频带传输系统。 2、载波的形式 载波的波形是任意的，但大多数的数字调制系统都选择单频信号 （正弦波或余弦波）作为载波，因为便于产生与接收。 3、数字调制的分类 共有以下三种基本形式。 (1)振幅键控（ASK） (2)频移键控（FSK） (3)相移键控（PSK） 其它形式由此派生而来。
p s ( f ) = f s P (1 P ) | G ( f ）| f s (1 P ) | G ( 0 ) | ( f )
2 2 2 2
f 1 2ASK信号功率谱密度的特点如下： 2 2 2 = f s P (1 P ) | G ( f ) | (1 P ) ( f ) = s | G ( f ) | ( f ) （1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线 4 4 所以2ASK的功率谱密度为 性调制后决定，离散谱由载波分量决定。 1 1 2 2 （2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B f c ＝2fs。 Pe ( f ) = f s [| G ( f f c | | G ( f f c ) | ] [ ( f f c ) ( f ASK )]
问题：绝对相移键控信号只能采用相干接收,• 且在相干接收时由于 而 本地载波的载波相位是不确定的,因此,解调后所得的数字信号的符号 也容易发生颠倒，这种现象称为相位模糊。• 是采用绝对相移键控的 这 主要缺点，因此这种方式在实际中已很少采用。 解决办法：在实际应用中使用较多的是相对(差分)相移键控(DPSK)。
键控法
电子开 关
s(t)
e (t) o
其实现模型、调制波形如图所示。
第6章
2、2ASK信号的时间表达式及波形
2ASK信号的时间表示式:
e 0 ( t ) = s ( t ) cos w c t = [ n g ( t nT s )] cos w c t
n
其中：
(6.2 - 1)
空号 g(t), 频域为 G(f)
n n
= s 1 ( t ) cos (w 1 t n ) s 2 ( t ) cos( w 2 t n )
其中： s1 ( t ) =
பைடு நூலகம்
n
n
g ( t nT S )
s 2 (t ) =

n
n
g ( t nT S )
第6章
如果s1(t)的功率谱密度为Ps1(f)；s2(t)的功率谱密度为Ps2(f)，利 用平稳随机过程经过乘法器的结论,上式可以整理为如下形式，
1
1
0
0
1
2PSK
cosω ct 2PSK
2PSK cosω ct
2PSK
第6章
2PSK信号的时间表达式为
s
psk
t
= a n g t nTs n =
cos w
c
t

n
=
{
1,
p p
1 ,1
s psk
"0" cos w c t , ( t ) = s ( t ) cos w c t = cos w c t , " 1 "
p FSK (f ) = 1 4 [Ps1 (f f1 ) Ps1 (f f1 )] 1 4 [Ps2 (f f 2 ) Ps2 (f f 2 )]
核心问题：Ps1(f)=?
s1 ( t ) =

n
n
g ( t nT S )
2 2 2 2
ps1 (f ) = f s P(1 P) | G (f） f s (1 P) | G (0) | (f ) | = f s P(1 P) | G (f ) | (1 P) (f )
6．2．1 二进制振幅键控(2ASK,OOK)
1、ASK概念:用二进制的数字信号去
调制等幅的载波。 即传“1”信号时，发送载波，
信息代码 2ASK
1
0
传“0”信号时，送0电平。
所以也称这种调制为通（on）、断 (off)键控OOK。
模拟法
s(t) NRZ coswct
eo(t) = s (t) coswct coswct
= s ( t ) s ( t ) cos w c t cos w c ( t ) = 1 2 R s ( ) cos w c = 1 4 R s ( )[ e
j w c
e
j w c
]
Peo ( f ) =
1 4
[ Ps ( f f c ) Ps ( f f c )]
f1
2FSK信号功率谱密度的特点如下： 1)、2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,• 散谱出 离 现在f1和f2位置； 2)、功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差 |f1 -f2|≤fs，则出现单峰。 3）、所需传输带宽BFSK=|f1 -f2|+2 fs （6.2-12）。