第七章 数字带通传输系统总结

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通信原理课件 第7章 数字带通传输系统

通信原理课件 第7章 数字带通传输系统

7.1 二进制数字调制原理
信息科学与工程学院 通信教研室
۞ 2FSK信号的解调方法——非相干解调法
带通滤波器
e2FSK ( t )
带通滤波器
ω1 ω2
包络 检波器 定时脉冲 包络 检波器
抽样 输出 判决器
解调原理:将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号 解调原理 分别进行解调,然后进行判决。 判决规则:调制时,若规定“1”符号对应载波频 判决规则 率f1,则接收时上支路的样值较大,则判为“1”;反之 则判为“0”。
sin π ( f + f )T 2 sin π ( f − f )T TS 1 S 1 S P2 FSK ( f ) = + 16 π ( f + f1 )TS π ( f − f1 )TS sin π ( f + f )T 2 sin π ( f − f )T TS S S 2 2 + + 16 π ( f + f 2 )TS π ( f − f 2 )TS
7.1 二进制数字调制原理
信息科学与工程学院 通信教研室
۞ 2FSK信号的解调方法——相干解调法
带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 定时脉冲 抽样 输出 判决器
e2FSK ( t )
ω1
cos ω1t cos ω 2 t
相乘器
ω2
带通 滤波器
低通 滤波器
分解为 解调原理 是将 2FSK 信号 分解为 上下两路 2ASK 信 号 ;分别 进行相干解调 ;通过 对 上下两路 的 抽样值 进行相干解调 进行比较 进行比较 最终 判决出 输出信号 。判决准则与非相干解 判决出 调时一致。
第7章 数字带通传输系统
信息科学与工程学院 通信教研室

通信原理第六版(樊昌信)第7章 数字带通传输系统

通信原理第六版(樊昌信)第7章 数字带通传输系统

通信原理第7章数字带通传输系统●概述⏹ 数字调制:把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程。

⏹ 数字带通传输系统:通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。

⏹数字调制技术有两种方法:◆ 利用模拟调制的方法去实现数字式调制; ◆ 通过开关键控载波,通常称为键控法。

◆ 基本键控方式:振幅键控、频移键控、相移键控⏹数字调制可分为二进制调制和多进制调制。

●7.1 二进制数字调制原理⏹7.1.1 二进制振幅键控(2ASK )◆基本原理:☐“ 通- 断键控(OOK)” 信号表达式☐波形振幅键控 频移键控 相移键控⎩⎨⎧-=”时发送“以概率,”时发送“以概率0P 101P t,Acos )(c OOK ωt e 11()s t 载波2ASK◆2ASK 信号的一般表达式其中T s - 码元持续时间;g (t ) - 持续时间为T s 的基带脉冲波形,通常假设是高度为1 ,宽度等于T s 的矩形脉冲;a n - 第N 个符号的电平取值,若取则相应的2ASK 信号就是OOK 信号。

◆2ASK 信号产生方法➢模拟调制法(相乘器法)➢键控法◆2ASK 信号解调方法☐☐ 相干解调( 同步检测法)()tt s t e c ωcos )(2ASK =∑-=ns n nT t g at s )()(⎩⎨⎧-=PP a n 1,0,1概率为概率为))开关电路2e 2e☐非相干解调过程的时间波形◆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:P s (f ) - s (t ) 的功率谱密度P 2ASK (f ) - 2ASK 信号的功率谱密度 则由上式可得由上式可见,2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱P s (f ) 的线性搬移(属线性调制)。

知道了P s (f ) 即可确定P 2ASK (f ) 。

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 f s = 1/T s G (f ) - 单个基带信号码元g (t )的频谱函数。

通信原理数字带通传输系统概要

通信原理数字带通传输系统概要
定时 脉冲
Sook( t)
带通 滤波器
相乘器
coswct
S(t) 低通 y(t) 抽样 输出
滤波器
判决器
定时
(b)
脉冲
二进制振幅键控信号解调器原理框图
9
cos ct
sOOK (t) s (t )
y(t) 2ASK信号相干解调过程的时间波形
10
3、OOK信号的功率谱
已调信号功率谱是基带信号功率谱
线性搬移到载波频率
19
e2FSK(t)
带通滤波器
1
相乘器
cos1t
cos2t
带通滤波器
相乘器
低通滤波器
定时脉冲 抽样 输出 判决器
低通滤波器
相干解调
20
3、2FSK
对相位不连续的2FSK信号,可以看成由两个
载波频率为f1和f2的2ASK信号的叠加。因此,相位
不连续的2FSK信号的功率谱密度可以近似表示成两
个不同载波的2ASK信号功率谱密度的叠加。
相位不连续2FSK信号的功率谱示意图
B2FSK f2 f1 2 fs
22
结论: 相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散
谱组成。 连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化,
若| f1 – f2 | < fs,连续谱在 fc 处出现单峰;若 | f1 – f2 | > fs ,则出现双峰; 若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算 2FSK信号的带宽,则其带宽近似为
e2PSK
(t)
A cosct, A cosct,
概率为 P 概率为1 P
24
二进制相位键控(2PSK)通常是用两个频率相同
表达式:载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2两个频率点间变化。故其表达式为

第7章 数字带通传输系统

第7章 数字带通传输系统
e2PSK (t) A cos(ct n )
式中,n表示第n个符号的绝对相位:
n

0, 发送“0”时
, 发送“1”时
因此,上式可以改写为
e2PSK
(t)


A cosct, A cosct,
概率为 P 概率为1 P
第7章数字带通传输系统
由于两种码元的波形相同,极性相反,故2PSK信号可以表述
为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘:
e2PSK (t) st cosct
式中
s(t) an g(t nTs )
n
这里,g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲,而an的统计特性为
1, 概率为 P an 1, 概率为1 P
即发送二进制符号“0”时(an取+1),e2PSK(t)取0相位;发送 二进制符号“1”时( an取 -1), e2PSK(t)取相位。这种以载 波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式,
则2ASK信号的功率谱密度为
P2 ASK (
f
)

Ts 16

sin ( ( f
f fc )Ts fc )Ts
2

sin ( ( f
f fc )Ts fc )Ts
2
1 ( f
16

fc) ( f

fc )
其曲线如下图所示。
第7章数字带通传输系统
(
f

fc)
Ps ( f

fc )
第7章数字带通传输系统
P2ASK

1 4
f s P(1
P)
G( f

第7章 数字通带传输系统 优质课件

第7章 数字通带传输系统 优质课件

e2 ASK (t)
乘法器
s(t)
键控法
cosct
cosct
开关电路
e2 ASK (t)
s(t)
6
第7章数字带通传输系统
2ASK信号解调方法
非相干解调(包络检波法)
e2 ASK (t)
带通
a
全波
滤波器
整流器
相干解调(同步检测法)
e2 ASK (t)
带通 滤波器
相乘器
b
低通
滤波器
e2FSK (t) s1(t) cos1t s2 (t) cos2t
其中,s1(t)和s2(t)为两路二进制基带信号。
据2ASK信号功率谱密度的表示式,不难写出这种2FSK信
号的功率谱密度的表示式:
P2FSK ( f )
1 4
Ps1 ( f

f1) Ps1 ( f
9
第7章数字带通传输系统
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

Ps ( f ) fs P(1 P) G( f ) 2 fs (1 P)G(mf s ) 2 ( f mf s )
m
式中 fs = 1/Ts
G(f) - 单个基带信号码元g(t)的频谱函数。
式中 s1t an g(t nTs )
n
2FSK信号的产生方法
s2 t an g(t nTs )
n
采用模拟调频电路来实现:信号在相邻码元之间的相位是连 续变化的。
采用键控法来实现:相邻码元之间的相位不一定连续。
振荡器1
f1
选通开关
基带信号
反相器
e2FSK (t) 相加器

第7章_数字带通传输系统分析

第7章_数字带通传输系统分析
12
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
1
BB 2T
Bs 2BB
Bs
1
T
图7-3 升余弦滚降基带信号的2ASK信号功率谱
(a)基带信号功率谱; (b) 已调信号功率谱
13
3. 2ASK信号Ts )cosct
OOK信号的表达式为:
调制信号为:
sOOK(t) an Acosct
an
1, an 0,
出现概率为 P 出现概率为1 P
9
OOK信号波形:
一般地,调制信号具有一定波形,可表示为:
B(t) an g(t nTs )
n
所以,2ASK信号为:sASK (t) an g(t nTs )cosct
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
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
带通型信道--数字信号的调制传输
4
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
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
5
3.模拟调制和数字调制方式对照

第七章数字带通输系统

第七章数字带通输系统

S(t) ang(tnTs) n
an 1 0 ,,以 以概 1 概 p -,时 p ,时 率 率 域 域 g 1 波 ( g t2 ) 波 (频 t,)频 形 , 形 域 G 1 域 G 为 (f2 为 )(为 f)为
二进制振幅键控信号(2ASK)时域波形:
4. 2ASK信号解调
思考
前面分析:
2FSK信号的功率谱由连续和谱离散谱两部分构成
离散谱出现在f1, f2位置连续谱的中心频为率f1, f2
基带信号带宽fs
1 Ts
f2 f1 5k Hz 2 fs
RB 1k Hz ,连续谱呈现双峰
且带宽B f2 f1 2 fs 7KHz
注意:
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。称为正弦载波数字调制系统。
7.1.2 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。

而 S 2 (t) an g (t nT s ) n
Ps2 ( f ) f sp(1 - p) G(f) 2 p 2 f
P 1时 2
PFSK
(
f
)

Ts 16
sa (
f

f1 )Ts 2

sa (
f

f1 )Ts 2
1 16
1001
S(t)
t
2ASK
t
1001
S(t)
t

通信原理第七章数字带通传输系统课件

通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入,提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输,广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号,实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网(WLAN)
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网,提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统(GPS)
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号,实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号,提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术,如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等, 可以降低误码率,提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式,如QPSK、 16QAM、64QAM等,可以有效 提高频带利用率。
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第七章 总结
1.时域波形及表达式(会画时域波形、调制规则的确立)
2ASK 、2FSK 、2PSK (倒π现象)
2.调制与解调方法(会画调制解调模型)
2ASK :键控法、模拟幅度调制方法;相干解调、非相干解调(包络检波),门限效应问题 2FSK :键控法、模拟频率调制方法;过零检测法、分路相干或非相干解调
2PSK :键控法、模拟方法、码变换+ PSK 调制产生2DPSK ;极性比较法(相干解调)、差分相干解调2DPSK
3.频谱特性(频域表达式、频谱图)
2ASK :功率谱由连续谱与载波处的离散谱构成;
带宽 B A = 2B S = 2f S (Hz);
频带利用率
)/(5.021Hz B f f B T s
s A s ===η2FSK :功率谱由连续谱与离散谱构成,离散谱出现在两个载频(f1、f2)位置上; 连续谱谱结构:| f1-f2 | < fs 单峰,| f2-f1 | > fs 双峰 B 2FSK = |
f2-f1 | + 2fs 较宽。

频带利用率
)/(5.02121Hz B f f f f B T s
s F s <+−==η2PSK :一般情况下,2PSK 的功率谱与2ASK 的功率谱相同(仅差系数)即:含连续谱与离散谱。

B 2PSK =B 2ASK =2BS
当0、1等概时(P=1/2),无离散谱。

4.抗噪声性能
数字解调性能分析过程:(各种解调模型的绘画)
1)确定合成信号y(t)
2)确定解调输出V(t)
3)确定样值的分布
4)确定判决准则(与调制规则相对应)
5)误码分析,确定最佳门限,求出输出误码率
解调方式
误码性能 相干OOK
⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛421r erfc 非相干OOK
421r e − 相干2FSK ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛221r erfc 非相干2FSK 221r e − 相干2PSK ()r erfc 21 相干2DPSK
erfc 差分相干2DPSK r e −21。

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