第6章数字带通传输系统.ppt

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。 和模拟调制相似，数字调制所用的载波一般也是连续的正 弦型信号，但调制信号则为数字基带信号。理论上讲，载波形 式可以是任意的（比如三角波、方波等），只要适合在带通信 道中传输即可。之所以在实际通信中多选用正弦型信号，是因 为它具有形式简单、便于产生和接收等特点。 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。 所谓“键控”是指一种如同“开关”控制的调制方式。比如对于 二进制数字信号，由于调制信号只有两个状态，调制后的载波参 量也只能具有两个取值，其调制过程就像用调制信号去控制一个 开关，从两个具有不同参量的载波中选择相应的载波输出，从而 形成已调信号。 6．1 二进制幅移键控（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Acosω0t； “0”码时，无输 出。 为第n个码元的电平值，单极性码， 或 。 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。 2. 2ASK信号的带宽 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 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。 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。比非相干解调实现容易。 2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息的。在二进制情 况下，1对应于载波频率 ，0对应于载波频率 。2FSK信号在 形式上如同两个不同频率交替发送的ASK信号相叠加。 式中： 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 设 代表“1”码， 代表“0”码。中心频率为 的带通滤波器和中心频率为 的带通滤波器可将两者分开 ，把代表“1”码的 和代表“0”码的 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。 二进制相移键控（2PSK）是用二进制数字信号控制载波的两个相位，这两个相位通常相隔π弧度，例如用相位0和π分别表示1和0，所以这种调制又称二相相移键控（BPSK）。二进制相移键控信号的时域表达式为 差分码可取传号差分码或空号差分码。传号差分码 的编码规则为 式中, 为模2加， 为 的前一个码元，最初 的 可任意设定。由已调信号的波形可知，在使用传 号差分码的条件下，载波相位遇1变而遇0不变,载波相位 的这种相对变化就携带了数字信息。 例如 1）相干解调 2DPSK信号相干解调出来的是差分调制信号，2PSK相干解 调器之后再接一差分译码器，将差分码变换为绝对码，就可得 原调制信号序列。 2DPSK信号的另一种解调方法是差分相干解调（又称延迟解调），其方框图和波形图如图7―17所示。用这种方法解调时不需要恢复本地载波，可由收到的信号单独完成。将DPSK信号延时一个码元间隔Ts，然后与DPSK信号本身相乘（相乘器起相位比较的作用），相乘结果经低通滤波后再抽样判决即可恢复出原始数字信息。 只有DPSK信号才能采用这种解调方法。 6.6 多进制数字调制 用多进制的数字基带信