通信原理第7版第7章1课件(樊昌信版)ppt课件.ppt

西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 数字带通传输数字带通传输 第7章樊昌信樊昌信 曹丽娜曹丽娜 编著编著通信原理（第通信原理（第7 7版版）1. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 二进制数字调制二进制数字调制/解调原理解调原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK 二进制数字调制系统抗噪声性能二进制数字调制系统抗噪声性能二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较多进制数字调制原理和特点多进制数字调制原理和特点 本章内容本章内容: 第7章 数字调制 2. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 u数字调制：用数字调制：用数字基带信号数字基带信号控制载波某个参数的过程控制载波某个参数的过程u数字带通传输系统：包括调制数字带通传输系统：包括调制/ /解调过程的数字传输系统解调过程的数字传输系统 振幅键控 频移键控 相移键控q模拟调制法模拟调制法 q数字键控法数字键控法q二进制二进制和多进制调制q基本调制基本调制和新型调制方法分类分类Amplitude Shift Keying Frequency Shift Keying Phase Shift Keying ASK PSK FSK 概概 述述3. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 二进制数字调制原理二进制数字调制原理7.14. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 1 0 1 101s(t)载波2ASKtn 表达式：表达式： 2ASK 也称 OOKttn 原理：原理：n 波形：波形：单极性单极性Tss(t)载波幅度7.1.1 二进制振幅键控二进制振幅键控 （2ASK）5. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n2ASK 产生产生u模拟调制法模拟调制法 u键控法键控法6. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 2ASK 解调解调 u 包络检波法包络检波法u 相干解调法相干解调法7. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 u 包络检波法的各点波形包络检波法的各点波形相呼应8. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n原理：原理：n波形：波形：n表达式表达式：s(t)载波频率载波频率7.1.2 二进制频移键控二进制频移键控（2FSK）9. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 式中式中 g(t) 单个矩形脉冲，单个矩形脉冲， Ts 脉冲持续时间；脉冲持续时间； n和和 n分别是第分别是第n个信号码元（个信号码元（1或或0）的初始相位，通常可令其为）的初始相位，通常可令其为零。

因此，零因此，2FSK信号的表达式可简化为信号的表达式可简化为 10. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 u模拟调频法：模拟调频法：相邻码元之间的相位是连续变化的u 键控法：键控法：相邻码元之间的相位不一定连续n 2FSK 产生产生 特点特点：转换速度快、电路简单、 产生的波形好、频率稳定度高11. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 u 包络检波法包络检波法n 2FSK 解调解调 0101s1s212. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 其他解调方法其他解调方法：鉴频法、差分检测法、过零检测法等鉴频法、差分检测法、过零检测法等u 相干解调法相干解调法13. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 u 过零检测法过零检测法14. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n FSK应用：应用：15. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n原理：原理：n波形：波形：n表达式：表达式：双极性双极性s(t)载波相位7.1.3 二进制相移键控二进制相移键控 （2PSK）16. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 2PSK 产生产生 u键控法键控法n 2PSK 解调解调 u模拟调制法模拟调制法17. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 2PSK 解调原理解调原理 框图框图 和和 各点波形各点波形：2PSK存在问题存在问题：解决方案解决方案： DPSK Differential PSK 载波相位模糊 倒现象(反相工作)18. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息。

n 矢量图矢量图:B方式 A方式 基准 2PSK前一 2DPSKn 原理：原理：7.1.4 二进制二进制差分差分相移键控相移键控 （2DPSK）19. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 波形波形:示例示例:n 差分编码规则：差分编码规则：为模2加bn-1为 bn的前一码元 最初bn-1可任意设定20. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 2DPSK 产生产生u 构构思思n2DPSK 解调解调 u 模模型型（差分编码）21. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 （1）2DPSK 相干解调相干解调 + 码反变换法码反变换法相位相位模糊模糊消除消除影响影响22. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 （2） 2DPSK 差分相干解调差分相干解调 (相位比较相位比较)法法相乘器 起着相位比较的作用23. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 分析目的分析目的：B 和 fcn 分析方法分析方法：借助于基带信号的功率谱Power Spectral Density7.1.5 二进制数字已调信号的功率谱二进制数字已调信号的功率谱 (PSD)24. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 设 Ps (f) s(t) 的PSD P2ASK (f) 2ASK信号的PSD则1 2ASK信号的功率谱密度信号的功率谱密度可见， P2ASK (f) 是Ps (f)的线性搬移（属线性调制）。

单极性单极性25. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 基带带宽基带带宽26. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 fB = 1/TB=RB27. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 2PSK信号的频谱与2ASK的十分相似；带宽也是基带信号带宽的两倍：区别仅在于当P=1/2时，谱中无离散谱（即载波分量）2 2PSK/2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度双极性双极性28. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 3 2FSK信号的功率谱密度的功率谱密度29. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化 谱零点带宽：30. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 二进制数字调制系统二进制数字调制系统 抗噪声性能抗噪声性能7.231. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 概概 述述 n性能指标性能指标：系统的误码率 Pen n分析方法分析方法分析方法分析方法：借用数字基带系统的方法和结论 n分析条件分析条件：恒参信道（传输系数取为 K ） 信道噪声是加性高斯白噪声n背景知识背景知识： 窄带噪声 正弦波+窄带噪声32. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 a = kA7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能n 2ASK-相干相干解调解调 33. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 34. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 （均值 a或 0，方差 n2），一维概率密度函数：nc(t)是高斯过程 （0， n2）抽样抽样：x 高斯发送“1”时发送“0”时35. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 设判决门限为设判决门限为 b b，则判决规则为：，则判决规则为：b 咦？好像与单极性基带系统 的情况类似！ 西安电子科技大学西安电子科技大学 36. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 因此，借助单极性基带系统的分析结果：=单极性基带信号+高斯噪声可方便地得到2ASK-相干相干系统的分析结果：借用借用：37. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 2ASK信号相干相干解调时系统的总误码率为r 1时时解调器输入端信噪比 38. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 n 2ASK-包络包络检波检波 正弦波+窄带高斯噪声 窄带高斯噪声包络检波器包络检波器 整流-低通39. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 l当发送“1”符号时，包络检波器的输出为 l当发送“0”符号时，包络检波器的输出为 广义瑞利分布广义瑞利分布 瑞利分布瑞利分布式中，n2为窄带高斯噪声n(t)的方差。

40. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 设判决门限为设判决门限为b b ，判决规则为：，判决规则为：l 发“1”错判为“0”的概率为利用Marcum Q函数：41. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 r = a2 / 2 n2 信号噪声功率比 b0 =b / n 归一化门限值则 P(0/1) 可借助Marcum Q函数表示为l 发“0”错判为“1”的概率为42. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 l 系统的总误码率为当 P(1) = P(0) 时，有包检系统的包检系统的Pe取决于信噪比取决于信噪比r 和归一化门限值和归一化门限值b043. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作：曹丽娜课件制作：曹丽娜 l求最佳判决门限，令：令： 当P(1)=P(0)时，有最佳判决门限: : 归一化最佳判决门限: : 44. 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信。