通信原理 第6章 数字信号频带传输

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1、第6章数字信号频带传输知识点(1)数字调幅、调频、调相——二元与多元系统信号分析；(2)传输信道的利用——正交复用、带宽、频带利用率；(3)解调方式——相干与非相干；(4)各种系统噪声性能分析。知识点层次(1)以二元调制系统为基础，掌握数字调制解调模型及信号特征；理解噪声性能分析方法。掌握基于信噪比的误比特率公式与比较分析；(2)掌握以QPSK、QAM、MSK为重点的基本原理与技术特征，并熟悉有关重要参量与技术措施；掌握各种传输方式误码率表示式；(3)通过大体了解改进型调制技术特点，了解现代调制技术思路；本章涉及的系统最佳化设计思想信号设计——基于已调波信号间正交的概念；传输技术—

2、—基于正交载波复用与多元调制技术；接收技术——基于相干接收与最佳接收的原理及发展。6.1数字频带调制概述通过第3章模拟调制的讨论，我们已明确到，以调制信号去正比例控制正弦载波3个参量之一，可以产生载荷信息的已调波，并分为线性调制（幅度调制）和角度调制（调频与调相）。现将模拟调制信号改换为数字信号，仍去控制正弦载波，就可以得到相应的数字调幅、数字调频与数字调相等已调波。本章拟首先介绍二元数字信号作为调制信号的基本调制方式。它们已调波分别称为二元幅移键控——ASK（amplitudeshiftkeying）、二元频移键控——FSK（frequencyshiftkeying）和二元相移键

3、控——PSK（phaseshiftkeying），并分别分析与计算它们在不同解调方式下的抗噪声性能。然后介绍以多进制符号（M元）控制载波某1个或1、2个参量构成的多元调制，以及常用的优质调制技术。本章讨论问题的基本着眼点为：（1）      各种数字调制方式的发送信号（已调波构成）的设计考虑及其时、频域表示方式。（2）      针对已调波的时—频域特点，给出其传输有效带宽，讨论它们对于传输信道频带利用率。（3）      相干与非相干解调方法与解调效果评价。（4）      分析不同调制与不同解调方式的系统，在高斯信道环境下的抗噪声性能，同时计算它们的接收信号的比特或符号误差概率

4、。（5）      在此基础上，能使读者深入了解到如何进行信号与系统优化设计，能够达到既有效又可靠信息传输。就本章内容而言，称为数字信号频带传输（或调制），也可称为数字信号的载波传输（或调制）。虽然调制信号为二元或多元数字信号，但已调波信号却是连续波，因此也可称为数字信号的模拟传输。本章覆盖的内容与概念很多，设计的数字分析也往往比较繁杂，所设计的调制技术均有很大的实用意义，并在不断发展。6.2二元幅移键控（ASK）6.2.1ASK信号分析以二元数字信号序列或其波形序列去控制角频（载频）为、初相为（可设为0）的幅度，可产生2ASK信号。首先应以基带数字序列来表示，即调制信号为    

5、                                （6.2.1）式中，——二元码符号，取1或0；——单极性不归零波形，归一化幅度；——二元序列码元间隔。ASK信号功率谱可由上一章式（5.2.16）与频谱卷积而求得            （6.2.3）ASK的信道频带利用率为                                                            6.2.2ASK信号相干接收ASK信号经过高斯信道传输，受到信道加性热噪声干扰的信号加噪声混合波形，在接收机进行相干或非相干解调。1.ASK信号相干解调抗噪声性能分析   接收端输

6、入混合波形为               （6.2.9）式中——窄带高斯噪声同相分量——窄带高斯噪声正交分量相干载波与相乘并滤除高频分量，得解调输出，并以速率为的定时脉冲进行抽样判决。ASK相干解调误比特率为                      （6.2.16）式中，——功率信噪比。6.2.3非相干ASK解调抗噪声性能分析ASK类似于模拟AM调制方式，可方便地利用包络检测恢复原信号（图6-5b）。当接收传号时的混合波形为余弦信号加窄带高斯噪声形式，而空号时则输入为窄带噪声，即                              （6.2.17）进行极值运算，即，可得到使

7、最小的条件为                                                                        （6.2.21）表明图6-7中两条曲线交点处为最佳门限值，将式(6.2.21)关系分别代入式（6.2.18）及（6.2.19），可得                                                                        （6.2.22）ASK非相干解调误比特率