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通信原理7 - 通信原理及习题解析〔第六版〕 第7章数字带通传输系统 本章知识构造及内容小结 [本章知识构造] 2ASK 2FSK 原理与抗噪声性能 2PSK 二进制数字调制系统 2BPSK 不同调制系统的比拟 数字带通传输系统 MASK MFSK 多进制数字调制系统 MPSK MBPSK 图7－1 第7章知识构造框图 [知识要点与考点] 1． 二进制数字调制系统 〔1〕2ASK 2ASK信号是用用单极性不归零码控制正弦载波的开启与关闭 时域表达式 e2ASK(t)?s?t?cos?ct，式中s(t)-ang(t?nTs) n功率谱密度 Ts?sin?(f?fc)Tssin?(f?fc)TsP2ASK(f)-?16-(f?fc)Ts?(f?fc)Ts?1 +-?(f?fc)-(f?fc)?1622-- 传输带宽 2fs 同步检测法 ?r?1Pe?erfc-4- 2-r1?4Pe?e 2误码率 包络检波法 同步检测法 最正确判决门限 包络检波法 表7－1 2ASK 2 表中，r?a2/2?n为解调器输入端信噪比 a 2ab-，大信噪比时 2b-〔2〕2FSK e2FSK(t)?s1?t?cos?1t?s2?t?cos?2t，式中s1?t-?ang(t?nTs)，时域表达式 ns2?t-?ang(t?nTs)，an是an的反码。

nTs?sin?(f?f1)Tssin?(f?f1)TsP2FSK(f)-?16-(f?f1)Ts?(f?f1)Ts?功率谱密度 22--22Ts?sin?(f?f2)Tssin?(f?f2)Ts- -? 16-(f?f2)Ts?(f?f2)Ts-?1 -?(f?f1)-(f?f1)-(f?f2)-(f?f2)?16传输带宽 f2?f1?2fs 同步检测法 Pe?误码率 包络检波法 ?r?1erfc-2- 2-r1?2Pe?e 2表7－2 2FSK 【补充说明】连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，假设f1?f2?fs，连续谱在fc处出现单峰；假设f1?f2?fs，那么出现双峰 〔3〕2PSK 2PSK信号可以表述为一个双极性不归零脉冲序列与一个正弦载波的相乘 时域表达式 e2PSK(t)?s?t?cos?ct，式中s(t)-ang(t?nTs)，an取“+1”或“-1”n功率谱密度 2?Tsin?(f?fc)Tssin?(f?fc)TsP2PSK(f)?s-4-(f?fc)Ts?(f?fc)Ts?2- -传输带宽 2fs 同步检测法：Pe?误码率 1erfc2?r? 最正确判决门限 b-0 表7－3 2PSK 〔4〕2DPSK 时域表达式 e2DPSK(t)?s?t?cos?ct，式中s(t)-ang(t?nTs)，an取“+1”或“-1”n功率谱密度 2?Tsin?(f?fc)Tssin?(f?fc)TsP2DPSK(f)?s-4-(f?fc)Ts?(f?fc)Ts?2- -传输带宽 2fs 同步检测法 误码率 差分相干解调 最正确判决门限 1?2? 1?(erfr)-21Pe?e?r 2Pe-b-0 表7－4 2DPSK 【补充说明】2DPSK与2PSK具有一样形式的表达式，但2PSK中的基带信号s(t)对应绝对码序列，2DPSK中的基带信号s(t)对应的相对码序列。

表7-1至表7-4中，均假设“0”、“1”等概率发送 〔5〕二进制数字调制系统的比拟 有效性〔带宽〕 2ASK=2PSK〔2DPSK〕>2FSK 相干解调方式优于非相干解调方式，同一种解调方式下：可靠性〔误码率〕 对信道特性变化敏感性 设备复杂程度 2PSK>2DPSK>2FSK>2ASK 2ASK敏感，2FSK不敏感，2PSK与2DPSK在等概时均不敏感 对同一种调制方式，相干解调的设备要比非相干解调时复杂；同为非相干解调时2DPSK>2FSK>2ASK 表7－5 二进制数字调制系统的比拟 【补充说明】表7-5中，“>”代表“优于” 2． 多进制数字调制系统 〔1〕MASK MASK又称多电平调制，优点频带利用率高，但是受信道特性变化大 对于等概率抑制载波MASK信号，误码率为： Pe?(1?13Ps)erfc(r)，式中为信噪比 r?2?nMM2?1随着进制数M的增长，抗噪声性能下降，换来的是频带利用率的进步 〔2〕MFSK MFSK的码元采用M(M?2〕个不同频率的载波，带宽为B?fM?f1?fs，其中f1与fM分别为最低、高载频k 非相干解调时MFSK系统误码率为： Pe?M?1?A2/4?n2e， 2相干解调时MFSK系统误码率为： Pe?(M?1)erfc(r)， 随着进制数M的增加，抗噪声性能进步，但带宽亦增加，MFSK系统是用频带换取了功率。

〔3〕MPSK MPSK信号表达式为： sk(t)?Acos(?0t-k)?akcos?0t?bksin?0t k=1,2,式中，?k?M 2?(k?1)，ak?cos?k，bk?sin?k M误码率公式为： Pe?erfc(rsin?M)， 随着进制数M的增长，抗噪声性能下降，但传输带宽降低，即用增大功率换取了节省带宽 〔4〕MDPSK MDPSK与MPSK信号表达式一样，只是?k为相对于前一码元相位的相移 误码率公式为： Pe?erfc(2rsin?2M)， 随着进制数M的增长，抗噪声性能下降，但传输带宽降低，即用增大功率换取了节省带宽 3．二进制与M进制的比拟 〔1〕传输效率 M进制传输效率高于二进制； 〔2〕随着进制数M的增大，抗噪声性能下降〔MFSK与之相反〕 4．重点、难点与考点 重点：数字调制系统的原理与抗噪声性能； 难点：数字调制系统的抗噪声性能； 考点：二进制数字调制信号波形、带宽、功率谱密度与解调方法，二进制数字调制系统抗噪声性能，M进制数字调制原理 经典题型解析 基此题型I：二进制数字基带信号波形 例1 设发送的二进制信息为10011，试分别画出2ASK、2FSK、2PSK与2DPSK信号波形示意图。

【问题解答】 100112ASKt2FSKt2PSKt2DPSKtTs图7－2 解图例1 第 页 共 页。