《通信原理第五章-基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)ppt課件.pptx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《通信原理第五章-基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)ppt課件.pptx（102頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、數(shù)字通信(1),第五章基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),2,本章提要,二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）二進(jìn)制數(shù)字鍵控傳輸系統(tǒng)性能比較多進(jìn)制數(shù)字鍵控,digital modulation,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),3,5.1 概述,數(shù)字基帶信號(hào)的局限數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜集中于低頻段，所以只適合在低通信道中傳輸，而不適合在頻率較高的帶通信道中傳輸。數(shù)字調(diào)制的目的為使數(shù)字信號(hào)能在帶通信道中傳輸，必須將數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜從低頻段搬移到較高的頻率。實(shí)現(xiàn)頻率搬移的方法就是調(diào)制，即

2、用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制。三種基本數(shù)字調(diào)制方式振幅鍵控（ASK）頻移鍵控（FSK）相移鍵控（PSK）,digital modulation,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),4,5.1 概述,三種基本數(shù)字調(diào)制方式的典型波形,bandpass transmission,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),5,5.1 概述,數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制的比較,analog modulation,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),6,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK原理2ASK信號(hào)的碼元“1 ”和“0 ”分別用兩個(gè)不同的振幅 A 和 0 表示。2ASK信號(hào)的頻率和初

3、始相位保持不變。2ASK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式 2ASK = cos 0 + 發(fā)送“1”時(shí) 0 發(fā)送“0”時(shí) 通常稱為通斷鍵控（OOK）。,amplitude-shift keying (ASK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),7,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK 信號(hào)的典型波形,On-Off Keying (OOK),t,t,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),8,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK信號(hào)的調(diào)制相乘法開關(guān)法,binary ASK (BASK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),9,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK 信號(hào)

4、的非相干解調(diào)包絡(luò)檢波,noncoherent demodulation,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),10,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,包絡(luò)檢波器各點(diǎn)的波形,envelope detect,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),11,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK 信號(hào)的相干解調(diào),full-wave rectify,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),12,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,相干解調(diào)器各點(diǎn)的波形,coherent demodulation,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),13,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2

5、ASK 信號(hào)的功率譜密度設(shè)二進(jìn)制序列 () 的功率譜為 ，則 2ASK 信號(hào)的功率譜密度為 2ASK = 1 4 + 0 + 0 2ASK 信號(hào)的功率譜為基帶信號(hào)功率譜的線性搬移。0-1等概率單極性 NRZ 碼的功率譜密度 = 4 sinc 2 + 1 4 ,local carrier,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),14,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,0-1 等概率 2ASK 信號(hào)的功率譜密度 = 4 sinc 2 + 1 4 2ASK = 1 4 + 0 + 0 = 16 sinc 2 + 0 + sinc 2 0 + 1 16 + 0 + 0 2ASK的帶寬 2ASK

6、=2 ,bandwidth,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),15,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,2ASK 信號(hào)的誤碼率假設(shè) 0-1 等概率設(shè) 為信噪比相干解調(diào)器的信噪比與誤碼率 e = 1 2 erfc 2 包絡(luò)檢波器的信噪比與誤碼率 e = 1 4 erfc 2 + 1 2 4,error probability,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),16,5.2 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）,誤碼率曲線,signal-to-noise ratio,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),17,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 原理2FSK信號(hào)的碼元 “

7、0” 和“1”分別用兩個(gè)不同頻率的正弦波傳輸。2FSK信號(hào)的振幅和初始相位保持不變。2FSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式 2FSK = cos 1 + 1 發(fā)送“1”時(shí) cos 0 + 0 發(fā)送“0”時(shí) 數(shù)字信號(hào) 1 對(duì)應(yīng)于載波頻率 1 數(shù)字信號(hào) 0 對(duì)應(yīng)于載波頻率 0,frequency-shift keying (FSK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),18,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的波形,1,1,1,1,0,0,0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0,數(shù)字基帶信號(hào),2FSK信號(hào),binary FSK (BFSK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系

8、統(tǒng),19,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的調(diào)制調(diào)頻法開關(guān)法（選頻法）,frequency selection,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),20,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的非相干解調(diào)包絡(luò)檢波,lowpass filter (LPF),定時(shí)脈沖,輸入,輸出,帶通濾波 0,包絡(luò)檢波器,抽樣判決器,包絡(luò)檢波器,帶通濾波 1,2FSK 信號(hào)的相干解調(diào),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),21,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,bandpass filter (BPF),低通濾波,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),22,5.

9、3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的非相干解調(diào)過零點(diǎn)檢測(cè)法,amplitude limiter,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),23,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 過零檢測(cè)法各點(diǎn)的波形,monostable trigger,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),24,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的分解,signal resolution,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),25,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的功率譜密度一個(gè) 2FSK 信號(hào)可表示成兩個(gè) 2ASK 信號(hào)之和 2FSK = 1 + 0

10、= cos 1 + cos 0 一個(gè) 2FSK 信號(hào)的功率譜密度為兩個(gè) 2ASK 信號(hào)的功率譜密度之和 2FSK = 1 4 1 + 1 + 1 1 + 1 4 0 + 0 + 0 0,power spectral density,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),26,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的功率譜密度 2FSK = 16 sinc 2 + 1 + sinc 2 1 + 16 sinc 2 + 0 + sinc 2 0 + 1 16 + 1 + 1 + 1 16 + 0 + 0,sinc function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),27

11、,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)頻譜圖,impulse function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),28,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)頻譜圖,impulse function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),29,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)頻譜圖,impulse function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),30,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)頻譜圖,impulse function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),31,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FS

12、K）,2FSK 頻譜分析信號(hào)帶寬：= 1 0 +2 若 1 0 =2.0 ，在解調(diào)時(shí)可用兩個(gè)濾波器分別濾出兩個(gè)載波頻率的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)解調(diào)。若 1 0 =1.0 ，兩個(gè)頻帶的信號(hào)發(fā)生重疊，用濾波器無法將它們分開，即無法用濾波法實(shí)現(xiàn)解調(diào)。若兩個(gè)載波滿足正交條件，可采用相干解調(diào)的方法將它們分離，從而實(shí)現(xiàn)解調(diào)。,orthogonal,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),32,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,最小頻率間隔正交條件 0 cos 1 + 1 cos 0 + 0 =0 1 2 0 cos 1 + 0 + 1 + 0 + cos 1 0 + 1 0 = sin 1 + 0 + 1

13、+ 0 sin 1 + 0 1 + 0 + sin 1 0 + 1 0 sin 1 0 1 + 0 =0 1 0 =2 為整數(shù),interval,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),33,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,最小頻率間隔 1 0 =2 1 0 = 1 0 = 當(dāng)取 =1 時(shí)，得到最小頻率間隔為 1 。當(dāng)1 = 0 = 0 時(shí)，取n = 1，最小頻率間隔 1/2T。 1 0 = 1 0 = 1 2 1 0 = 2,integer,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),34,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,2FSK 信號(hào)的誤碼率相干解調(diào)的信噪比與誤碼率 e = 1

14、 2 erfc 2 其中 為信噪比包絡(luò)檢波的信噪比與誤碼率 e = 1 2 2,complementary error function,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),35,5.3 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）,誤碼率曲線,curve,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),36,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 原理2PSK信號(hào)的碼元 “0” 和 “1” 分別用兩個(gè)不同的初始相位 “0” 和 “” 表示。載波的幅度和頻率保持不變。2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式 2PSK = cos 0 發(fā)送“0”時(shí) cos 0 + 發(fā)送“1”時(shí) = cos 0 發(fā)送“0”時(shí) cos 0

15、 發(fā)送“1”時(shí),phase-shift keying (PSK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),37,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 信號(hào)的典型波形,binary PSK (BPSK),數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),38,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 信號(hào)的調(diào)制相乘法（直接調(diào)相法）,polar signal,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),39,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,相乘法各點(diǎn)波形,phase discontinuity,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),40,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2P

16、SK信號(hào)的調(diào)制相位選擇法,phase selection,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),41,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,相位選擇法各點(diǎn)波形,inverter,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),42,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 信號(hào)的解調(diào),sampling decision,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),43,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 解調(diào)器的各點(diǎn)波形,synchronization,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),44,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,本地載波提取中的相位不確定性從 PSK 信號(hào)中提取本地載波，其相位與原載波相比，可能為 0，也可能為 。這就是相位不確定性。,phase ambiguity,數(shù)字通信(1) 第五章 基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),45,5.4 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）,2PSK 信號(hào)的功率譜密度2PSK 的數(shù)字基帶信號(hào) 為雙極性非歸零碼。當(dāng)“0”和“1”等概率出現(xiàn)時(shí)，其功率譜密度為 = 2 2PSK信號(hào)的功率譜密度為 2PSK = 1 4 + 0 + 0 = 4