通信原理教程 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 王学军 通信课件6
81页1、第 6 章 数字调制系统,61 概述 数字基带信号不能直接通过带通信道传输,需将数字基带信号变换成数字频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位,称为数字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来,称为数字解调。 数字调制方式:幅度调制,称为幅度键控,记为ASK;频率调制,称为频移键控,记为FSK;相位调制,称为相移键控,记为PSK。 多进制的基带数字信号有多种状态,一位多进制符号将代表若干位二进制符号。在相同传码率条件下,多进制数字系统的信息速率高于二进制系统。二进制系统,随着传码率的提高,信道带宽增加。采用多进制可降低码元速率,减小传输带宽。同时,加大码元宽度,可增加码元能量,有利于提高系统的可靠性。 多进制数字调制方式:多进制幅移键控(MASK)、多进制频移键控(MFSK)和多进制相移键控(MPSK)。,第 6 章 数字调制系统,62 二进制幅移键控 二进制幅移键控是最早出现的一种数字调制方式,记为2ASK。 1. 2ASK信号的调制 用二进制数字基带信号控制载波的幅度,二进制数字序列只有“1”、“0”两种状态。调制后的载波也只有两种状态:有载波输出传送“1”,无
2、载波输出传送“0”。假定调制信号是单级性非归零的二进制序列, “1”码时 ,输出载波Acos0t; “0”码时,无输出。,第 6 章 数字调制系统,为第n个码元的电平值,单极性码, 或1;双极性码 , 或+1。 是时间宽度为 的基本脉冲。2ASK信号 乘法器完成调制;BPF取出已调信号,抑制带外频谱分量,通过调节还可以实现单边带或残留边带调制。,第 6 章 数字调制系统,2. 2ASK信号的带宽 功率谱 其带宽是调制信号带宽的两倍。若只计及基带脉冲波形频谱的主瓣,带宽 是基带脉冲的速率, 是基带脉冲周期。,第 6 章 数字调制系统,3. 2ASK信号的解调 解调方式:相干解调和非相干解调。 (1)相干解调 乘法器实现ASK频谱的再次搬移,使数字调制信号的频谱搬回到零频附近;LPF去除乘法器产生的高频分量,滤出数字调制信号。BPF滤除接收信号频带以外的噪声干扰,并保证信号完整地通过。乘法器输出,第 6 章 数字调制系统,LPF输出 由于噪声及信道特性的影响, LPF输出的数字信号是不标准的,通过对信号再采样,利用判决器对采样值进行判决,便可以恢复原“1”、“0”数字序列。 判决准则:判为
3、“1”,判为“0”。 应该注意本地载波要与发送在波同频同相,以保证数据的正确解调。 (2) 非相干解调 利用包络检波器来实现, LPF滤除包络信号中的高频成分,平滑包络信号。非相干解调实现容易。,第 6 章 数字调制系统,第 6 章 数字调制系统,63 二进制频移键控 二进制频移键控(2FSK):二进制数字序列控制载波的频率。发送端用不同频率的高频载波对应数字基带信号的不同状态,接收端将不同频率的高频载波还原成基带数字信号的对应状态,完成解调。载波频率变化时,相邻码元载波的相位可能是连续的(相位连续的FSK),也可能是不连续的(相位不连续的FSK)。 1. 2FSK信号的调制 例如“1”码用频率 来传输,“0”码用频率 来传输。,第 6 章 数字调制系统,相位不连续的FSK信号可看作是两个交错的ASK信号之和,一个载频为 ,另一个载频为 。 是宽度为 的基本矩形脉冲, 表示 的非。 频差:两个载频之间的间隔。 中心频率:两个载频的平均值 2. 2FSK信号的带宽 当基带信号不含直流时,功率谱,第 6 章 数字调制系统,带宽 3. 2FSK信号的解调 类型:相干解调和非相干解调。 (1)
4、 相干解调,第 6 章 数字调制系统,设1代表“1”码,2代表“0”码。BPF1和BPF2可将两者分开 ,把代表“1”码的y1( t )和代表“0”码的y2( t )分成两路ASK信号,采用相干解调方式解调。采样判决可恢复原数据序列。,第 6 章 数字调制系统,乘法器输出 LPF输出 判决准则: 判为“1”, 判为“0” 。,第 6 章 数字调制系统,(2)非相干解调 包络检波器取出两路的包络x1(t)和x2(t)。对包络采样并判决,可恢复原数字序列。判决准则: 判为“1”, 判为“0”。,第 6 章 数字调制系统,64 二进制相移键控 二进制相移键控(2PSK):用二进制数字基带信号控制高频载波的相位,使高频载波的相位随着数字基带信号变化。 1. 二进制相移键控信号的调制 方式:绝对调相和相对(差分)调相。 绝对调相(PSK):利用载波初相位的绝对值(即固定的某一相位)来表示数字信号。例如,“1”码用载波的0相位表示,“0”码用载波的相位表示,反之亦可。 相对调相(差分调相,DPSK):利用相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信号。相对相位指本码元载波初相与前一码元载波终相的相位差。
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