北邮通信原理课件 (5)

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1、第五章数字信号的频带传输载波调制是按基带信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。调制的载波可以分为两类：一类用正弦型信号，称为正弦载波调制；一类用脉冲串，称为脉冲调制。基带信号也可分为两类：一类是模拟信号，即基带信号的取值是连续的，称为模拟调制；另一类是数字信号，即基带信号的取值是离散的，称为数字调制。5.1调制与解调原理5.2二进制数字调制5.3二进制数字调制系统的抗噪声性能5.4多进制数字调制5.5改进的数字调制技术5.1调制与解调原理载波选用正弦型载波，基带信号为模拟信号，设正弦型载波为s（t）=Acos（ωt+φ）

2、c0式中A——ωc——φ0——载波的初始相位1.若基带信号为m（t），则幅度调制信号（已调信号）一般可表示成Sm（t）=Am（t）·cos（ωct+φ0）（1）调幅（AM）如果输入的基带信号m（t）带直流分量，则它可以表示为m0与m‘（t）之和，其中，m0是m（t）的直流分量，m’（t）是表示消息变化的交流分量。（2）双边带（DSB）在图5-2中，如果输入的基带信号没有直流分量，或将直流分量抑制掉，且H（ω）同上，则得到的输出信号便是无载波分量的双边带调制信号，或称双边带抑制载波（DSB-SC）调制信号，简称DSB信

3、号。图5-2线性调制器的一般模型（3）单边带（SSB）双边带调制信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。所谓单边带调制，就是只产生一个边带的调制方式。（4）残留边带（VSB）残留边带调制是介于双边带与单边带之间的一种线性调制。它既克服了双边带调制信号占用频带宽的缺点，又解决了单边带信号实现上的难题。2.幅度调制信号的解调原理对幅度调制信号，解调的基本方法有两种：一种是包络检波法，一种是相干解调（或称同步解调）。（1）对调幅（AM）信号，当满足

4、m0>｜m＇（t）｜max时，不会发生过调制现象，此时用包络检波的方法很容易恢复原始基带信号m（t）。（2）双边带信号不能用包络检波来解调，可采用以下方法，将已调信号SDSB（t）乘上一个同频同相的载波，得由上式可知，用一个低通滤滤器就可以将第1项与第2项分离，无失真地恢复出原始基带信号m（t）。5.2二进制数字调制数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如图5-7所示。根据已调信号的频谱结构特点的不同，数字调制也可分为线性调制和非线性调制。这种把基带数字信号

5、变换为频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。图5-7正弦载波的三种键控波形1.二进制振幅键控（2ASK）二进制数字振幅键控是数字调制中出现最早的，也是最简单的，是研究其他各种数字调制的基础。振幅键控，记作ASK（AmplitudeShiftKeying），或称为开关键控（通断键控），记作OOK（OnOffKeying）。二进制数字振幅键控通常记作2ASK。（1）2ASK一般说来，数字信号的调制方法有两种类型：①利用模拟方法去实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；②利用数字信号的离散值

6、特点键控载波，从而实现数字调制。（2）2ASK如同AM信号的解调方法一样，OOK信号也有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。包络检波法的原理方框图如图5-11所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。图5-112ASK信号的包络检波（3）2ASK信号的功率谱及带宽下面分析二进制振幅键控信号的频谱。由于二进制振幅键控信号是随机的、功率型的信号，故研究频谱特性时，应该讨论它的功率谱密度。①因为2ASK信号的功率谱密度PE（f）是相应的单极性数字基带信号功率谱密

7、度Ps（f）形状不变地平移至±fc处形成的，所以2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。②2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号带宽fs的两倍。当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，fs=1/Ts。于是2ASK信号的带宽为B=2f=2/T2ASKss2ASK信号的主要优点是易于实现，其缺点是抗干扰能力不强，主要应用在低速数据传输中。2.二进制移频键控（2FSK）数字频率调制又称移频键控，记作FSK（FrequencyShiftKeying），二进制移频键控记作2FSK。（1）2FSK前面已提

8、到，2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如电容C），可直接改变振荡频率，使输出得到不同频率的已调信号。数字键控法：它是用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号。（2）2FS