数字带通传输系统7.1
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通信原理数字带通传输系统概要
滤波器
整流器
包络检波
b 低通
滤波器(a)c源自抽样 d判决器 输出定时 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 7 第8页/共74页
8
cos ct
sOOK (t) s (t )
y(t) 2ASK信号相干解调过程的时间波形
31
第32页/共74页
相应的2DPSK信号的波形如下：
(a)绝对码
1
1
0
1
(b)相对码
0
1
0
0
1
参考
(c)2DPSK
0 1
t
由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始
相位不同，2DPSK信号的相位可以不同。即
2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，
而前后码元的相对相位才决定信息符号。
32
第33页/共74页
P2FSK (
f
)
1 4 [Ps1( f
f1) Ps1(
f
f1)]
1 4
[
Ps
2
(
f
f2)
Ps2 (
f
f2 )]
第20页/共74页
20
载波频率fc = ( f1+f2 ) /2
h = 0.5 调制指数h = ( f2-f1 ) /RB
h = 0.7
h = 1.5
fc-1.5RB fc -RB fc-0.5RB fc fc +0.5RB fc+RB fc +1.5RB f
通信原理(樊昌信)第7章 数字调制
谱零点带宽：
§7.2 二进制数字调制系统 抗噪声性能
概述
性能指标：系统的误码率 Pe 分析方法：借用数字基带系统的方法和结论 分析条件：恒参信道（传输系数取为 K ） 信道噪声是加性高斯白噪声
背景知识： 窄带噪声 正弦波+窄带噪声
§7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能
2ASK---相干解调
基带信号
反相器 振荡器2
f2
s (t )
相加器
e2FSK (t )
选通开关
特点：转换速度快、电路简单、 产生的波形好、频率稳定度高。
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
d
t
e
t
f
t
g
2 FS K信 号
t
图 二进制移频键控信号的时间波形
三、2FSK信号的解调 1、非相干解调，如图（b）； 2、相干解调，如图（a）。 3、过零检测法；
e2 DPSK (t ) 带通
滤波器 延迟TB a 相乘器 b c 低通 滤波器 d 抽样 判决器 定时 脉冲 e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
带通 滤波 器
a
相乘 器 b
c
低通 滤波 器
d
抽样 判决 器 定时 脉冲
e
延迟 Ts
参考
(a )
DPSK信号 a b
c d 二进 制信息 反相 e
0
0
§7.1.1 二进制振幅键控 （2ASK）
原理： s(t)载波幅度
表达式：
单极性
波形：
1 0 1 1 0 1 t
2DPSK资料
乘法器
e 2DPSK ( t )
b n = a n ⊕b n-1
双极性 NRZ
cos ? c t
2PSK 调制器原理框图 (a) 模拟调制法
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七(sh章ùzì)带通传输系统
第十七页，共25页。
7-5-17
第 5节 二进制数字调制(tiáozh-ì2D)原PS理K
fc
fc ＋fb
2DPSK 信号的功率谱密度示意图
B ? 2 fb
(“0”和“1”符号等概时）
《 通信(tōng xìn)原理数》字第(sh七ù章zì)带通传输系统
第十四页，共25页。
fc +2 fb f
7-5-14
第 5节 二进制数字(shùzì)调-2制D原PS理K
2DPSK 信号功率谱密度特点 --与2PSK 相同
2DPSK调制原理
cos? ct
开 关电 路
0°
e2DPSK (t) ?
18 0° 移 相
{b n }
码 变 换 s(t)
2DPSK 调制器原理图 (b) 键控调制法
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七带章通传输(chuán shū)系统
第十八页，共25页。
7-5-18
第 5节 二进制数字(shùzì)调制-2原DP理SK
《 通信(tōng xìn)原理》数第字七(s章hùzì)带通传输系统
第三页，共25页。
7-5-3
第5节 二进制数字(shùzì)调-2制D原PSK理
2DPSK 信号的定义
? 用前后相邻码元的载波 相对相位变化 来表示数字信息。
?假设前后相邻码元的 载波相位差 为Δφ，可定义一种数字信息与
通信原理简答题答案2（个人整理）
通信原理简答题答案2（个⼈整理）第⼀章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗⼲扰能⼒强，⽆噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。
缺点：⼀般需要较⼤的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提⾼信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗⼲扰能⼒。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。
1-5 按调制⽅式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复⽤⽅式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的？解释他们的⼯作⽅式。
答：按照消息传递的⽅向与时间关系分类。
单⼯通信：消息只能单向传输。
半双⼯：通信双⽅都能收发消息，但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。
全双⼯通信：通信双⽅可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式？他们的适⽤场合及特点？答：分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。
并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？—答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利⽤率。
通信原理樊昌信版第7章数字带通传输系统(1)
a P (0 ) b ln 2 a P ( 1 )
* 2 n
14
a P (0 ) b ln 2 a P ( 1 ) 若发送“1”和“0”的概率相等，则最佳判决 门限为: b* = a / 2
* 2 n
此时，2ASK信号采用相干解调(同步检测)时 系统的误码率为 r 1
21
最佳门限 可得
Pe 0 最佳门限也可通过求极值的方法得到，令 b
P ( 1 ) f ( b ) P ( 0 ) f ( b ) 1 0
* *
( b)f0( b) 当P(1) = P(0)时，有 f 1
* *
即f1(V)和f0(V)两条曲线交点处的包络值V就 是最佳判决门限值，记为b*。 b*和归一化最佳 门限值b0*的关系为b* = b0*n 。由f1(V)和f0(V) 的公式和上式，可得出
* ab a2 r 2 lnI0 2 2 σn σn
第 7 章 数字带通传输系统
§ 7.0 引言 § 7.1 二进制数字调制原理 § 7.2 二进制数字调制系统抗噪声性能 § 7.3 二进制数字调制系统的性能比较
1
7. 2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.2.1 2ASK 系统的抗噪声性能
7.2.2 2FSK 系统的抗噪性能
7.2.3 2PSK 及 2DPSK 系统的抗噪性能
n(t)是高斯白噪声ni(t)经过带通滤波器的输出。 n(t)为窄带高斯噪声，其均值为0，方差为n2， 且可表示为
n ( t ) n ( t ) cos t n ( t ) sin t c c s c
6
发 送 端
信 道
带 通 滤 波 器
* 2 n
14
a P (0 ) b ln 2 a P ( 1 ) 若发送“1”和“0”的概率相等，则最佳判决 门限为: b* = a / 2
* 2 n
此时，2ASK信号采用相干解调(同步检测)时 系统的误码率为 r 1
21
最佳门限 可得
Pe 0 最佳门限也可通过求极值的方法得到，令 b
P ( 1 ) f ( b ) P ( 0 ) f ( b ) 1 0
* *
( b)f0( b) 当P(1) = P(0)时，有 f 1
* *
即f1(V)和f0(V)两条曲线交点处的包络值V就 是最佳判决门限值，记为b*。 b*和归一化最佳 门限值b0*的关系为b* = b0*n 。由f1(V)和f0(V) 的公式和上式，可得出
* ab a2 r 2 lnI0 2 2 σn σn
第 7 章 数字带通传输系统
§ 7.0 引言 § 7.1 二进制数字调制原理 § 7.2 二进制数字调制系统抗噪声性能 § 7.3 二进制数字调制系统的性能比较
1
7. 2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.2.1 2ASK 系统的抗噪声性能
7.2.2 2FSK 系统的抗噪性能
7.2.3 2PSK 及 2DPSK 系统的抗噪性能
n(t)是高斯白噪声ni(t)经过带通滤波器的输出。 n(t)为窄带高斯噪声，其均值为0，方差为n2， 且可表示为
n ( t ) n ( t ) cos t n ( t ) sin t c c s c
6
发 送 端
信 道
带 通 滤 波 器
7.1二进制数字调制原理
k
t
e2 ASK ( t ) s( t ) cos c t
(b)
载波 n
s(t)
.双边带调幅信号
s(t) e 0(t) cosωct
2、2ASK信号的产生
s(t)
x
x ～
e0(t)
～ k
载波 s(t)
e0(t) s(t) e0(t) s(t)
k
1
0
0
cosω 载波ct
e0(t) s(t)
e0(t
半波或全 波整流
LPF
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
y2 (t )
半波或全 波整流
LPF
v2
定时脉冲
解调器
非相干解调
BPF1 2FSK
f1 中心频率 f2
x
LPF
cos c1t
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
x
LPF
v2
定时脉冲
cos c 2t
解调器
相干解调
其它解调方法：鉴频法、差分检测法和过零检测法等
s( t ) an g( t nTs )
n
1 概率为P ("1" ) an 1 概率为1 P ("0" )
g(t)是幅度为1，宽度为Ts的矩形脉冲
e2 PSK ( t ) cos c t
2、2PSK信号的产生
(1)模拟调制法
(2)键控法
3、2PSK信号的解调
第7章 数字带通传输系统 为什么要调制？ .匹配信道 .天线设计 .FDM .最小化干扰的影响 7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控(2ASK)
(完整版)通信原理——第七章
获得振幅键控、频移键控和相移键控三种基本的数字调制方式。
1
0
1
1
0
1
1
0
1
t
t
t
(a) 振幅键控 （ASK）
(b) 频移键控
(FSK) 正弦载波的三种键控波形
(c) 相移键控
(PSK)
绝对相移键控PSK 相对相移键控DPSK
7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
1
0
0
1
s(t)
课件
第7章
数字带通传输
通信原理（第7版） 樊昌信 曹丽娜 编著
本章内容:
第7章 数字调制
7.1 二进制数字调制原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK
7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.3 二进制数字调制系统的性能比较
7.4 多进制数字调制原理（了解）
7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能（×）
➢ 数字调制：用数字信号控制载波某个参数的过程 ➢ 用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号 。 ➢ 数字带通传输系统（或 数字频带传输系统）：包括调制和解调过程的数
字传输系统 ➢ 调制的作用：
将信号频谱搬移至最佳频段 多路复用，高效利用信道 提高传输质量
数字调制方式：用数字基带信号改变 正弦型载波 的 幅度、频率 或 相
1. 2ASK基本原理
Ts
t
振幅键控是利用载波的幅度变化来
载波
t
传递数字信息，而其频率和初始相
位保持不变。
2ASK
t
2ASK信号的一般表达式可以写为
e2ASK (t) s(t) cosct 单极性
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
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QAM
MSK
11
本章知识结构
X
X
7.1 数字带通传输系统概述
1. 基带与带通传输系统
2. 数字带通传输系统的调制载波
3. 数字调制概念
4. 数字调制分类 5. 数字带通传输系统的模型
2
X
基带与带通传输系统
基带传输系统
不经过正弦载波调制，直 接传送
带通传输系统
经过正弦载波调制
功率谱分布：基带
功率谱分布：窄带（频带、 带通）
信道具有低通传输特性
A--振幅,
ω c--角频率,
--初始相位。
在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。 因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。
4
X
数字调制概念 数字调制--指正弦载波数字调制
用数字基带信号去控制正弦载波波形的某个参量，例如：幅度、 频率、相位，使这个参量随基带信号的变化而变化。
利用数字脉冲信号序列对载波进行开关形式的控制，故又称为 数字键控。
编 码 器
调 制 器
信 道
解 调 器
译 码 器
解 密 器
受 信 者
输入是数字信号
噪声源
输出是数字信号
本章研究部分
10
X
数字带通传输系统
二进制数字调制与解调原理 有效性 可靠性
多进制数字调制系统
新型数字带通调制技术
2ASK
2FSK
2PSK
2DPSK
抗 噪 声 性 能
性 能 比 较
MASK MFSK
QPSK QDPSK
X
6
7
X
(2) 根据已调信号频谱结构特点不同，数字调制分为：
线性调制(如ASK)
线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构 相同，只不过搬移了一个频率位置，无新的频率成分出 现。 非线性调制（如FSK，PSK） 非线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构 不同，有新的频率成分出现。
第七章 数字 带通传输系统
主要内容： 7.1 数字带通传输系统概述 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 7.2-5 二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 7.7
7.8-9 多进制数字调制系统-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK
7.10-11 新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM 、最小移频键控MSK
8
Xபைடு நூலகம்
(3) 根据基带信号进制不同，分为：
二进制数字调制
当数字基带信号为二进制时，则为二进制键控如： 2ASK ，2FSK，2PSK，2DPSK 多进制数字调制 当数字基带信号为多进制时，则为多进制键控如： MASK，MFSK，QPSK，QDPSK
9
X
数字带通传输系统的模型
信 息 源
加 密 器
5
X
数字调制分类
(1) 根据控制载波波形参量不同，分为： 振幅键控（ASK） Amplitude-shift keying
用数字消息控制载波的振幅。 频移键控（FSK） Frequency-shift keying 用数字消息控制载波的频率。 相移键控（PSK） Phase-shift keying 用数字消息控制载波的相位。
有线信道 近距离传输
3
信道具有带通传输特性
无线信道、光纤信道等 远距离传输
X
数字带通传输系统的调制载波 从原理上来说，受调制载波的波形可以是任意的，只要已调信号适 合于信道传输就可以。 正弦载波信号: 正弦信号做载波--带通传输系统 脉冲做载波--基带传输系统
A cos(wct )
混沌信号做载波--新体制，在研