第七章 数字带通传输系统.ppt

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1、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多进制数字调制系统第七章数字带通传输系统本章内容简介7.0引言数字调制就是对基带数据信号进行变换，实现信号频谱的“搬移”，即把含有大量低频成分的基带信号频谱搬移到一个很高的频段上去。这种向高频的搬移在数据的发送端进行，搬移的过程称作“调制”，在称作调制器的设备中完成。在数据的接收端，有一个相反的变换被称作“解调”的过程，解调过程在称作解调器的设备中完成。经过调制的后的信号在一个很高的频段上占有一定的带宽，由于所处频段很高

2、，使得其最高频率和最低频率的相对偏差变小（最高频率和最低频率的比值略大于1），这样的信号称为频带信号或射频信号，相应的传输系统称作频带传输系统。第七章数字带通传输系统7.0引言调制实现对基带数据信号频谱的“搬移”，即把含有大量低频成分的基带信号频谱搬移到一个很高的频段上去。其目的主要有两个：◆无线(Wireless)传输◆频分多路复用(FDM)接收器发送器调制器发送带通接收带通接收低通抽样判决解调器信道噪声n（t）发送数据接收数据频带传输系统结构模型基带信号为什么要进行调制？第七章数字带通传输系统7.0引言数字调制就是用待传输的

3、基带数据信号控制某一高频正弦波（载波）的参数：振幅、频率或相位。控制正弦波振幅称作“数字振幅调制”，控制正弦波频率称作“数字频率调制”，控制正弦波相位称作“数字相位调制”。由于数字基带信号只有有限种符号（电平），调制后的正弦波也只有有限种振幅、频率或相位，因此这几种调制常称为“振幅键控”、“频移键控”和“相移键控”。如何进行调制实现基带信号频谱的“搬移”？s(t)1110s(t)1110s(t)11102ASK2FSK2PSK图7-1正弦载波的三种二进制键控波形第七章数字带通传输系统7.1二进制数字调制原理7.1.1二进制振幅键

4、控(2ASK)一.2ASK信号的波形与频谱ttTsTs二进制序列1011010s(t)2ASK信号eo(t)图7-2基带数据信号s(t)与2ASK信号eo(t)的波形示意图可以看出，2ASK信号可以看作是单极性二进制基带数据矩形脉冲序列信号s(t)和一个高频载波cosωct相乘的结果。第七章数字带通传输系统一.2ASK信号的波形与频谱7.1.1二进制振幅键控(2ASK)可以看出，2ASK信号可以看作是单极性二进制基带数据矩形脉冲序列信号s(t)和一个高频载波cosωct相乘的结果。由于高频载波cosωct在数字序列s(t)的控制

5、(调制)下，一会儿有波形，一会儿没有波形，就象用一个开关(Key)控制通断(ONandOFF)一样，因此，2ASK又称为OOK。s(t)是一个单极性基带数据序列信号。(7.1-1)(7.1-2)第七章数字带通传输系统一.2ASK信号的波形与频谱7.1.1二进制振幅键控(2ASK)由于基带数据脉冲序列信号s(t)是随机的,则2ASK(OOK)信号也是随机的、功率型信号,其频谱特性须用功率谱密度来表示。设基带数据脉冲序列信号s(t)的功率谱用Ps(f)表示,2ASK信号的功率谱密度用PE(f)表示,可以证明此式说明2ASK信号的功率

6、谱密度PE(f)正是s(t)的功率谱密度Ps(f)向载波频率fc处“搬移”的结果。(7.1-4)(7.1-3)•第七章数字带通传输系统一.2ASK信号的波形与频谱7.1.1二进制振幅键控(2ASK)前面章节中，式(6.1-30)给出了单极性矩形不归零脉冲基带数据序列信号s(t)的功率谱密度表示:(7.1-5)代入式（7.1-4),便可获得已调制2ASK信号的功率谱密度PE(f)结果:(7.1-6)第七章数字带通传输系统一.2ASK信号的波形与频谱7.1.1二进制振幅键控(2ASK)图7-3基带数据s(t)与2ASK信号eo(t)

7、的功率谱密度示意图-2fs-fs0fs2fsf（Hz）Ps(f)基带信号带宽Bb=fs-fc–2fsfc-fc+2fs0fc-2fsfcfc+2fsf（Hz）-fc–fs-fc+fsfc–fsfc+fs2ASK信号带宽B2ASK=2fsPE(f)正频率：0频到第一零点正频率：主瓣宽度■2ASK信号的带宽是基带数字信号带宽的2倍。第七章数字带通传输系统二.2ASK信号的产生与解调7.1.1二进制振幅键控(2ASK)图7-42ASK信号的产生原理框图■2ASK信号的产生模拟乘法器单极性不归零码已调2ASK信号s(t)eo(t)载波c

8、(t)=cos2πfct（a）2ASK信号的产生（用模拟乘法器）原理框图=s(t)cos2πfct（b）2ASK信号的产生（开关控制）原理框图载波振荡器已调2ASK信号eo(t)单极性不归零码s(t)c(t)=cos2πfct=s(t)cos2πfct第七章数字