通信原理第六章数字调制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,6,章 数字调制系统,引言,二进制数字调制原理,二进制数字调制系统的抗噪声性能,二进制数字调制系统的性能比较,多进制数字调制系统,改进的数字调制方式,引言,数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。,数字调制技术有两类方法：,1.,利用模拟调制的方法去实现数字式调制；,2.,通过开关键控载波，通常称为,键控法,。,数字调制可分为二进制调制和多进制调制。,基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。,二进制数字调制原理,1,、,2ASK,模拟调制法（相乘器法）,键控法,二进制数字调制原理,2,、,2FSK,模拟调频法,键控法,二进制数字调制原理,3,、,2PSK,模拟调制法,键控法,载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成判决器输出数字信号全部出错，这种现象称为,2PSK,方式的“倒,”,现象。,二进制数字调制原理,4,、,2DPSK,模拟调制法,键控法,相对码：,绝对码：,2ASK,系统的抗噪性能,（,a,）非相干,解调,（包络检波法）,包络检波器,（,b,）相干,解调,（同步检测法）,同步解调器,得,解,:,(1),同步检测法解调时系统的误码率为：,例,6.2.1,设有一,2ASK,信号传输系统，其码元速率为,R,B,= 4.8, 10,6,波特，已知接收端输入信号的幅度,a,=1mV,，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度,n,0,= 2,10,-5,W/Hz,。试求,:(1),同步检测法解调时系统的误码率；,(2),包络检波法解调时系统的误码率。,接收端带通滤波器带宽为,:,带通滤波器输出噪声平均功率为,:,解调器输入信噪比为：,（,2,）包络检波法解调时系统的误码率：,2FSK,系统的抗噪性能,“1”,“1”,解,:,(3,）同步检测法解调时系统的误码率为：,（,1,）,该,2FSK,信号的带宽为：,（,2,）,FSK,接收系统中上、下支路带通滤波器的带宽为：,它是信道等效带宽的,1/4,，输出端的信噪比是输入端信噪比的,4,倍。又由于接收端输入信噪比为,6dB,，即,4,倍，故带通滤波器输出端的信噪比为：,则有包络检波法解调时系统的误码率为：,例,6.2.2,采用,2FSK,方式在等效带宽为,2400Hz,的传输信道上传输二进制数字。,2FSK,信号的频率分别为,f,1 = 980 Hz,，,f,2 = 1580 Hz,，码元速率,R,B,= 300 B,。接收端输入（即信道输出端）的信噪比为,6dB,。试求：,（,1,）,2FSK,信号的带宽；,（,2,）包络检波法解调时系统的误码率；,（,3,）同步检测法解调时系统的误码率。,2PSK,系统的抗噪性能,2DPSK,系统的抗噪性能,（,1,）相干解调法，又称极性比较法,（无误码时）,（,1,个错码时）,（连续,2,个错码时）,（连续,n,个错码时）,错码,:,单个，连,2,，连,3,，,，连,n,，,2DPSK,系统的抗噪性能,（,2,）差分相干解调法,解：,又因为,（,2,）对于相干解调的,2DPSK,系统,根据题意有,输出的噪声功率为,2DPSK,采用差分相干接收的误码率为,可得,故接收机输入端所需的信号功率为,因而，有,查误差函数表，可得,得接收机输入端所需的信号功率为,（,1,）接收端带通滤波器的带宽为：,例,6.2.3,假设采用,2DPSK,方式在微波线路上传送二进制数字信息。已知码元速率,R,B=106 B,，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度,n,0=2,10-10 W/Hz,。今要求误码率不大于,10-4,。试求：,(1),采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率；,(2),采用相干解调时，接收机输入端所需的信号功率。,二进制数字调制系统的性能比较,1,、误码率,2,、带宽,3,、对信道特性变化的敏感性,4,、设备成本,2FSK,系统判决器是根据上下支路输出样值大小来作出判决，不需要设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。,2PSK,系统判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号幅度无关，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。,2ASK,系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。,多进制数字调制系统,提高频带利用率最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息。,QDPSK,QPSK,相乘电路法,选择法,QPSK,QDPSK,振幅相位联合键控（,APK,）,多进制调制系统频带利用率的提高是以提高功率利用率为代价。,QPSK,信号就是一种最简单的,QAM,信号。,正交振幅调制（,QAM,）,星座调制,正交调幅法,复合相移法,16QAM,信号和,16PSK,信号的性能比较：,在振幅相等的条件下，,d,2,超过,d,1,约,1.57 dB,。,在平均功率相等条件下，,16QAM,比,16PSK,信号的噪声容限大,4.12 dB,。,改进的数字调制方式,MSK,调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通滤波器。,高斯最小频移键控,(,GMSK),最小频移键控,(,MSK,),MSK,信号是一种相位连续、带宽最小并且严格正交的,2FSK,信号,本章小结,二进制调制原理,2ASK,、,2FSK,、,2PSK,、,2DPSK,二进制调制的实现,模拟调制法、键控法,二进制调制的抗噪性能,2ASK,、,2FSK,、,2PSK,、,2DPSK,解调：相干解调、非相干解调,误码率,多进制调制,改进的数字调制,MASK,、,MFSK,、,MPSK,、,MDPSK,、,APK,（,QAM,）,二进制的,0,、,1,用载波参数怎么对应？,