第7章 数字调制.ppt

本章研究的问题 7.1　二进制数字调制原理 7.1.1　2ASK（Amplitude shift-keying) 7.1.2　2FSK(Frequency shift-keying) 7.1.3　2PSK(Phase shift-keying) 7.1.1　二进制振幅键控（2ASK） 　2ASK：调制原理图 　2ASK：功率谱 随机序列的带宽取决于连续谱，实际由单个码元的频谱函数G(f )决定，一般取该频谱的第一个零点处 单极不归零矩形信号的带宽为B=f b 单极性半占空归零信号的带宽为B=2f b 　2ASK：功率谱 7.1　二进制数字调制原理 7.1.1　2ASK（Amplitude shift-keying) 7.1.2　2FSK(Frequency shift-keying) 7.1.3　2PSK(Phase shift-keying) 7.1.2　二进制频率键控（2FSK） 　2FSK：时域表达式 　2FSK：信号的实现 过零点检测法 　2FSK：功率谱分析 由上式可以看出，前4项是连续谱部分，后4项是离散谱。 曲线： 7.1　二进制数字调制原理 7.1.1　2ASK（Amplitude shift-keying) 7.1.2　2FSK(Frequency shift-keying) 7.1.3　2PSK(Phase shift-keying) 7.1.3　二进制相位键控（2PSK） 　2PSK：信号实现 　2PSK：功率谱 　2PSK：功率谱 7.1.4 二进制差分相移键控(2DPSK) 基本原理 设??为当前码元和前一码元的相位之差： 则，信号可以表示为 式中，?0 ＝ 2? f0为载波的角频率； ? 为前一码元的相位。 例： 矢量图 A方式：可能长时间无相位突跳点 B方式：相邻码元之间必定有相位突跳。 间接法产生2DPSK信号 从接收码元观察：不能区分2DPSK和2PSK信号 若码元相位为： ? 0 ? ? ? 0 ? ? 0 发2DPSK信号时: A = 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （初相0?） 发2PSK信号时： B = 1 0 1 1 1 0 1 1 0 （1 ? ?） 若将待发送的序列A，先变成序列B，再对载波进行2PSK调制，结果和用A直接进行2DPSK调制一样: 基带序列： A = 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （绝对码） 变换后序列：B = (0)1 0 1 1 1 0 1 1 0 （相对码） 2PSK调制后的相位: (0)? 0 ? ? ? 0 ? ? 0 变换规律： 绝对码元“1” ? 使相对码元改变； 绝对码元“0” ? 使相对码元不变。 　二进制差分相移键控DPSK 差分码可取传号差分码或空号差分码。 解调端，由相对码恢复为绝对码时，按传号差分进 行编码时，要按以下规则进行差分译码 7.2　二进制数字调制系统的抗噪声性能 误码率 设在T内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于: 式中， ∵n(t)是一个窄带高斯过程 ，故有 将上两式代入y(t)式，得到： 与相干载波相乘，并经过低通滤波后： 相干解调法 的误码率： 抽样判决处的电压x(t) 为 式中，nc(t) － 高斯过程。 ∴当发送“1”时，x(t)的概率密度等于： 当发送“0”时，x(t)的概率密度等于： 令h为判决门限，则将发送的“1”错判为“0”的概率等于： 式中， 将“0”错判为“1”的概率等于： 当P(1) = P(0) 时，相干解调的总误码率为： 当h值等于最佳门限值h*时， 当信噪比r1时， 包络检波法 的误码率 当大信噪比时，误码率为： 【例7.1】设有一个2ASK信号传输系统，其中码元速率RB = 4.8 ? 106 Baud，接收信号的振幅A = 1 mV，高斯噪声的单边功率谱密度n0 =2 ? 10-15 W / Hz。试求：1）用包络检波法时的最佳误码率；2）用相干解调法时的最佳误码率。 解：基带矩形脉冲的带宽为1/T Hz。2ASK信号的带宽应该是它的两倍，即2/T Hz。故接收端带通滤波器的最佳带宽应为: B ? 2/T = 2RB =9.6 ? 106 Hz 故带通滤波器输出噪声平均功率等于: 因此其信噪比等于： ∴（1）包络检波法时的误码率为： （2）相干解调法时的误码率为： 7.2.2 2FSK系统的抗噪声性能 1、相干解调法的系统性能 2FSK系