第6章 数字调制.ppt

6.1 引言 为什么要调制？ (调制的作用) 信号与信道的匹配 多路复用 电波的辐射 频率分配 为了提高抗干扰能力和必威体育官网网址能力 数字调制与模拟调制的联系 它们调制的原理相似 都是使载波的幅度、频率或相位等参数随基带信号变化而变化(可以是一个参数或多个参数) 它们的作用也相似 它们都实现了频谱搬移 数字调制与模拟调制有哪些区别？ 数字调制的调制信号为数字基带信号，被调参数只能取有限个值 数字接收是识别那一种波形存在，因此取样判决器是不可少的 数字调制的可靠性衡量指标是误码率 数字调制通过键控方式实现，常见的有ASK、FSK、PSK等 数字调制研究的内容有时间函数、波形、功率谱密度、带宽、调制及解调方法、误码率等 三种基本数字调制 6.2 振幅键控(ASK) Amplitude Shift Keying 6.2.1 ASK的实现方法 振幅键控是用数字基带信号控制载波的振幅,这是一种最古老的调制方式。我们重点介绍二元制振幅键控2ASK。 2ASK信号通常有两种产生方法：乘法器实现法和键控法。 ASK信号的带宽： (3)概率分布曲线 2、 包络解调(非相干解调) 非相干解调方框图： 包络检波器输入与输出的概率分布: 发“1”码 包络检波器输入是均值为 的高斯分布 包络检波器输出是正弦波+窄带高斯噪声包络为莱斯分布 发“0”码 包络检波器输入是零均高斯分布 包络检波器输出是窄带高斯噪声包络为瑞利分布 取样判决器输入（即包络检波器输出）信号与 噪声的联合概率分布曲线： 误码率 小信号时，达到相同误码率，相干解调要求的信 噪比低2db。 大信号时，达到相同误码率，相干解调与非相干 解调要求的信噪比近似相等，因此，大信号时非相 干解调广泛应用。 作业 6-1 2FSK信号的产生方法 时间函数： 相位不连续时帯宽 ： 6.3.3 FSK信号解调 确定判决电平：0 确定判决准则： 2. 包络解调 (非相干解调) 包络解调方框图： 6.3.4 FSK相干和非相干解调比较 比较结果参见表6.3（如下）： 小信号时，达到相同误码率，相干解调要求的信 噪比低1.5db大信号时，达到相同误码率，相干解调 与非相干解调要求的信噪比近似相等。 并且FSK是上、下两路比较大小，因此没有最佳判 决门限问题。 6.4 相位键控( PSK ) Phase Shift Keying 1. 绝对移相的定义及波形 定义：利用载波不同的相位直接来表示基带信号。 必须强调，绝对移相已调波的相位是相对于载波而言的(如与载波同相为“1”码，与载波反相为“0”码)。 2. 相对移相(记为DPSK) 的定义及波形 定义：利用前后码元之间载波相位的变化来表示 基带信号。 从作图过程看，DPSK波形规律复杂 CPSK波形规律简单 思考 为什么要引出相对移相？ CPSK波形规律虽然简单，但是要画出它的波形， 必须要知道载波。 以后我们可以证明，调相信号的已调波没有载 频，因此无法直接提取载频，通常要用平方变换及2 分频等方法，才能提取载波。由于2分频存在相位模 糊，使CPSK信号解调带来困难(亦称反相工作)。因 此实际中常用DPSK。 2.从电路——开机时双稳态触发器状态随机 3.从波形—— 见下页图 为什么还要学习CPSK？ 因为DPSK产生规律复杂，难以直接产生，通常它是用码变换加CPSK产生，其方框原理图如下图,因此我们仍要学习CPSK。 请看下页图,它能清楚说明码变换加CPSK调制能产生DPSK信号 PSK功率谱图如下图： 从前面讨论的2DPSK信号的调制过程及其波形可以知道，2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。所不同的是2PSK中的基带信号s(t)对应的是绝对码序列；而2DPSK中的基带信号s(t)对应的是码变换后的相对码序列。因此，2DPSK信号和2PSK信号的功率谱密度是完全一样的。信号带宽为 与2ASK的相同，也是码元速率的两倍。 6.4.4 调相信号的解调及性能分析 1.极性比较法(相干解调) 极性比较法解调原理框图： 对CPSK解调： 概率分布曲线如下图： 2.相位比较法(非相干解调): 6.5 ASK，FSK和PSK性能比较 6.6 多进制数字调制 1. 多进制调制的概念 为了有效利用频