数字带通传输系统ppt课件

第6章 数字带通传输系统,带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把数字基带信号调制到这个载波上，使这个载波的参量上载有数字基带信号的信息，并且使已调信号的频谱位置适合在给定的带通信道中传输。,6.1 二进制振幅键控,6.1.1 二进制振幅键控的基本原理 二进制振幅键控（2ASK）是用一个码元持续时间Ts内正弦载波的有和无分别代表所发送的数字信息 “1”和“0”，其波形如图6-1所示。,图6-1 2ASK信号的波形,2ASK信号的功率谱密度示意图如图6-2所示。,图6-2 2ASK信号的功率谱密度示意图,6.1.2 2ASK信号的调制与解调方法 12ASK信号的调制方法,图6-3 2ASK信号调制器原理框图,22ASK信号的解调方法,图6-4 2ASK信号解调器原理框图,图6-5 2ASK信号相干解调过程的各点波形,6.1.3 2ASK系统的抗噪性能 1相干解调法的抗噪性能 相干解调法的误码率Ps为1 （6-1）,为解调器的输入信噪比；a为 信号振幅， 为噪声功率。 当r1，即大信噪比时，式（6-1）可近似表示为 （6-2）,2非相干解调法的抗噪性能 误码率Ps为1 （6-3）, （6-4）,6.2 二进制频移键控,6.2.1 二进制频移键控的基本原理 二进制频移键控（2FSK）是在一个码元持续时间Ts内用载波的两种不同的频率来表示传送数字“1”和“0”的。,图6-7 2FSK信号的波形,图6-8 相位不连续2FSK信号的功率谱密度示意图,6.2.2 2FSK信号的调制与解调方法 12FSK信号的调制方法,图6-9 2FSK信号调制器原理框图,22FSK信号的解调方法,图6-10 2FSK信号解调器原理框图,图6-11 2FSK信号相干解调过程的各点波形,图6-12 2FSK信号过零检测法解调原理框图,图6-13 2FSK信号过零检测法的各点波形,6.2.3 2FSK系统的抗噪性能 1相干解调法的抗噪性能 （6-5）,为解调器的输入信噪比。 在大信噪比条件下，即r1时 （6-6）,2包络检波法的抗噪性能 系统的误码率为1 （6-7）,6.3 二进制相移键控,6.3.1 二进制相移键控的基本原理 二进制相移键控（2PSK）调制中，在一个码元持续期间Ts内，通常用载波相位180和0分别表示二进制数字基带信号的“1”和“0”，即载波的相位随数字基带信号“1”或“0”而改变。 2PSK已调信号的波形如图6-16所示。,图6-16 2PSK信号的波形,图6-17 2PSK信号的功率谱密度示意图,6.3.2 2PSK信号的调制与解调方法 12PSK信号的调制方法,图6-18 2PSK信号调制器原理框图,22PSK信号的解调方法,图6-19 2PSK信号相干解调原理框图,2PSK信号相干解调过程对应的各点波形如图6-20所示。,图6-20 2PSK信号相干解调过程的各点波形,6.3.3 2PSK系统的抗噪性能 （6-8）,在大信噪比（r1）条件下，式（6-8）可近似表示为 （6-9）,6.4 二进制差分相移键控,6.4.1 二进制差分相移键控的基本原理 为了解决2PSK信号解调过程中的相位模糊问题，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。 2DPSK方式是用前后相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信息。,假设前后相邻码元的载波相位差为，且,（6-10）,图6-21 2DPSK信号的波形,6.4.2 2DPSK信号的调制与解调方法 12DPSK信号的调制方法,图6-22 2DPSK信号调制器原理框图,22DPSK信号的解调方法,图6-23 2DPSK信号极性比较法解调原理框图,图6-24 2DPSK信号相位比较法解调原理框图及各点波形,6.4.3 2DPSK系统的抗噪性能 1极性比较法的抗噪性能 （6-11）,当Pe1时，1Pe1，有Pe 2Pe （6-12） 当Pe很大，使Pe 1/2时，有Pe 2Pe （6-13）,2相位比较法的抗噪性能 总误码率为1 （6-15）,6.5 各种二进制数字 调制系统的性能比较,图6-26 各种二进制数字调制的误码率曲线,6.6 多进制数字调制,在二进制中每个码元传输1 比特的信息，而在多进制键控体制中每个码元能携带更多的信息量,6.6.1 多进制振幅键控,图6-27 MASK信号的波形,MASK信号采用相干解调法和最佳判决门限电平解调时，其总误码率（码元错误率）为2 （6-20） M为进制数；r为信号平均功率与噪声功率比。,图6-28 MASK信号的误码率曲线,6.6.2 多进制频移键控,图6-29 4FSK信号举例,图6-30 多进制频移键控系统的原理框图,MFSK信号接收有相干与非相干两种方式，误码率曲线如图6-31（a）和图6-31（b）所示。,图6-31 MFSK的误码率曲线（按码元信噪比计算）,图6-32 MFSK信号的误码率（按比特信噪比计算）,6.6.3 多进制相移键控 多进制相移键控（MPSK）利用载波的多个不同相位来表示数字信息。,1四相绝对相移键控,图6-33 4PSK信号矢量图,图6-34 相乘法产生4PSK信号原理框图,图6-35 相位选择法产生4PSK信号原理框图,图6-36 4PSK信号解调原理方框图,（6-23） 就是4PSK信号的误码率。,任意的M进制PSK信号，当信噪比足够大时，误码率可以近似地表示为 （6-24） 图6-38所示为MPSK信号的误码率曲线。,图6-38 MPSK信号的误码率曲线（按码元信噪比计算）,2四相相对相移键控 在4DPSK中是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息， 4DPSK信号的一种编码规则如表6-2所示，表中 n是相对于前一码元的相位变化。,图6-39 4DPSK信号产生原理框图,图6-40 4DPSK信号极性比较法解调原理框图,图6-41 A方式4DPSK信号相位比较法解调原理方框图,对于多进制DPSK信号，在大信噪比的条件下，误码率计算公式为 （6-25）,当M=4时，误码率为 （6-26）,图6-42所示为MDPSK信号的误码率曲线。,图6-42 MDPSK信号的误码率曲线,