现代通信原理技术第7章

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1、第7章数字频带传输系统7.1二进制数字调制与解调原理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返回主目录第7章数字频带传输系统　7.1二进制数字调制与解调原理　7.1.1二进制振幅键控（2ASK）振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为s(t)=ang(tnTS)n

2、其中:an=0,发送概率为P1,发送概率为1-PT是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的s矩形脉冲:10TSg(t)=0其他则二进制振幅键控信号可表示为e2ASK(t)=ang(tnTS)coswctn二进制振幅键控信号时间波型如图7-2所示。由图7-2可以看出，2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。二进制振幅键控信号的产生方法如图7-3所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。由

3、图7-2可以看出，2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似。所以，对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图7-24所示。2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图7-5所示。1011001s(t)tTb载波信号t2ASK信号t图7–2二进制振幅键控信号时间波型开关电路e(t)coscte2ASK(t)2ASK乘法器s(t)costcs(t)(a)(b)图7-3二进制振幅键控信号调制器原理框图e(t)2ASK带通abcd全波低通抽样滤波器整流器滤波器判

4、决器输出定时脉冲(a)e(t)2ASK带通低通抽样输出相乘器滤波器滤波器判决器cost定时c脉冲(b)图7–4二进制振幅键控信号解调器原理框图11001000101abcd图7-52ASK信号非相干解调过程的时间波形7.1.2二进制移频键控（2FSK）在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f和f两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号12（2FSK信号）。二进制移频键控信号的时间波形如图7-6所示，图中波形g可分解为波形e和波形f，即二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振

5、幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f，0符号对应于载1波频率f，则二进制移频键控信号的时域表达式为2e2FSK(t)=[ang(tnTS)]cos(w1tn)[bng(tnTS)]cos(w2tn)nnak1011001as(t)tbs(t)tctdtetftg2FSK信号t图7-6二进制移频键控信号的时间波形a=0,发送概率为Pn1,发送概率为1-P(7.1-6)b=0,发送概率为1-Pn1,发送概率为P由图7-6可看出，b是a的反码，即若a=1，则b=0，nn

6、nn若an=0，则bn=1，于是bn=n。φn和θn分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制移频键控信号中，φ和θ不携nn带信息，通常可令φ和θ为零。因此，二进制移频键控信nn号的时域表达式可简化为e2FSK(t)=[ang(tnTS)cosw1t[ang(tnTS)]cosw2tnn二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。图7-7是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图,图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间

7、输出f或f两个载波之一。　　12二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图7-8所示。其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。非相干解调过程的时间波形如图7-9所示。振荡器1选通开关f1基带信e(t)2FSK号相加器反相器振荡器2选通开关f2图7–7数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图带通滤波器包络检波器1e(t

8、)2FSK定时脉冲抽样输出判决器包络带通滤波器检波器(a)带通滤波器低通相乘器1滤波器coste(t)12FSK定时脉冲抽样输出判决器cost2带通滤波器低通相乘器滤波器(b)图7–8二进制移频键控信号解调器原理图　(a)非相干解调;(b)相干解调110010001012FSK信号图7-92FSK非相干解调过程的时间波形过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图7-10所示。其基本原理是，二进制移频键控信号的过零点