六章数字调制系统.ppt
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1、1,第六章 数字调制系统,6.1 引言 6.2 二进制数字调制原理 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 6.4 多进制数字调制系统,2,6.1 引言,数字调制也称键控信号,有三种基本的调制方式:ASK,FSK,PSK可看成是模拟线性调制和角调制的特殊情况 载波 正弦波 调制信号 数字信号,3,6.2 二进制数字调制原理,6.2.1 二进制振幅键控(2ASK) Amplitude Shift Keying 2ASK信号的产生,乘法器,模拟幅度调制方法,键控方法 OOK On-Off Keying,4,= OOK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)、相干解调(同步检测法)、,5,
2、2ASK的功率谱密度,S(t)是单极性的随机矩形脉冲序列 根据矩形波形g(t)的频谱特点,对于所有m0的整数有,6,当P=1/2时,7,2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成,2ASK信号带宽是基带脉冲波形带宽的两倍,8,6.2.2 二进制移频键控(2FSK) Frequency Shift Keying,9,已调信号,式中,g(t)为单个矩形脉冲,脉宽为,分别是第n个信号码元的初相位与序列n无关,反映在 上,表现为 与 改变时,其相位是不连续的。,10,FSK信号常用解调方法有非相干检测法,相干检测法,鉴频法,过零检测法,差分检波法等,为简明起见,没有考虑相位的影响,11,FSK功率
3、谱密度同样由连续谱和离散谱组成。离散谱出现在两个载频位置,12,若两载频之差较小,如 则连续谱出现单峰。,若两载频之差逐步增大,连续谱将出现双峰。 频带,13,6.2.3 2PSK,2DPSK Phase Shift Keying, Differential PSK,g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲 在某一码元持续时间Ts 内观察,14,0相位发送0, 相位发送1. 发送端与接收端必须要有相同的相位参考.,若参考基准相位随机跳变,就会在接收端发生错误的恢复,“倒”现象。 2DPSK是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。 相位偏移 = 数字信息“1” =0 数字信息“0”
4、,15,数字信息 绝对码 0 0 1 1 1 0 0 1,PSK DPSK,相对码 0 0 0 1 0 1 1 1 0,16,相对移相:绝对码相对码绝对移相,载波,移相,2PSK调制方框图,0,17,载波,移相,2DPSK调制方框图,码变换,0,18,2PSK信号的功率谱密度,由于 为双极性矩形基带 信号,故:,19,当双极性基带信号“1” , “0”出现概率相等 则:,连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同(仅相差一个常数因子) 因此 2PSK信号的带宽与2ASK相同,20,6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能,6.3.1 2ASK抗噪声性能 在一个码元持续时间内,发送端:,21,接收端
5、,BPF,半波或全 波整流器,LPF,抽样 判决器,定时脉冲,输入,输出,非相干方式,加性高斯 白噪声,22,接收端带通滤波器后,23,1. 包络检波法的系统性能,包络,发“1” 时, 广义瑞利分布,发“0” 时, 瑞利分布 V b 判为“1” 门限电压b V b 判为“0”,24,发“1”,信噪比 归一化门限值 发“0” 总误码率 Pe=P(1)Pe1 + P(0)Pe2 若P(1)=P(0),25,在大信噪比(r1)条件下,最佳门限 下界,26,2. 同步检测法的系统性能,高斯过程,0均值,27,总误码率 Pe=P(1)Pe1 + P(0)Pe2,28,总误码率 Pe=P(1)Pe1 +
6、P(0)Pe2,29,当 P(1) = P(0) =1/2 时,当 r1 时,30,例 设某2ASK信号的码元速率 波特,接收端输入信号的幅度a=1mV,信道中加性噪声的单边功率谱密度 求 1.包络检波器解调时系统的误码率 2.同步检测法解调时系统的误码率 解,31,包络检波,同步检测,32,6.3.2 2FSK抗噪声性能,BPF,包络 检波器,抽样 判决器,抽样脉冲,输入,输出,BPF,包络 检波器,非相干解调,33,发送码元信号,带通滤波器的输出,34,两路输入包络(发送码元“1”),广义瑞利分布,瑞利分布,35,同理,总误码率,36,同步检测法 (0,Ts)发送“1”,送入抽样判决器比较
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