现代通信原理与技术(张辉)第7章

来源：网络收集时间：2026-08-30

导读：第7章7.1 7.2 7.3 7.4 数字频带传输系统 二进制数字调制与解调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抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统返回主目录第7章数字频带传

第7章7.1 7.2 7.3 7.4

数字频带传输系统

二进制数字调制与解调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抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统

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第7章数字频带传输系统 章数字频带传输系统7.1二进制数字调制与解调原理 二进制数字调制与解调原理 二进制数字调制与解调原理 7.1.1二进制振幅键控(2ASK) 二进制振幅键控( 二进制振幅键控 ) 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。该二进制符号序列可表示为

s(t)= 其中: an=

∑ a g (t nT )n S n

0, 1,

发送概率为P 发送概率为1-P

Ts 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲: 1 0 ≤ TS  g(t)= 0 其他

则二进制振幅键控信号可表示为  e2ASK(t)=

∑ a g (t nT ) cos w tn S c n

二进制振幅键控信号时间波型如图 7 - 2 所示。由图 7 - 2 可以看出，2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。二进制振幅键控信号的产生方法如图 7 - 3 所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。由图 7 - 2 可以看出，2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似。所以，对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图7 -2 4 所示。 2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图 7 - 5 所示。

1 s(t) Tb

载滤信信t

2ASK信信 t

图 7 – 2 二进制振幅键控信号时间波型

开开电电相乘滤cos ω ct (a) (b) e 2ASK(t) cos ω ct e 2ASK(t)

s(t)

图 7-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图

e 2ASK(t)

带带滤滤滤

全滤整整滤

低带滤滤滤

抽抽判判滤位位定冲

输输

(a) e 2ASK(t)

带带滤滤滤

相相滤cos ω ct (b)

低带滤滤滤

抽抽判判滤位位定冲

输输

图 7 –4 二进制振幅键控信号解调器原理框图

图 7 - 52ASK信号非相干解调过程的时间波形

7.1.2二进制移频键控(2FSK) 二进制移频键控( ) 二进制移频键控在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2 两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号 (2FSK信号)。二进制移频键控信号的时间波形如图7 - 6 所示，图中波形g可分解为波形e和波形f,即二进制移频键控信

号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1,0符号对应于载波频率f2,则二进制移频键控信号的时域表达式为 e2FSK(t)= [∑ an g (t nTS )] cos( w1t + Φ n ) + [∑ bn g (t nTS )] cos( w2t + θ n )n n

ak a b c s(t) s(t)

1 t t t

2FSK信信

图 7- 6 二进制移频键控信号的时间波形

an =

0, 1,

发送概率为P 发送概率为1-P 发送概率为1-P 发送概率为P (7.1 - 6)

bn=

0, 1,

若an=0,则bn=1,于是bn=n 。φn 和θn 分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制移频键控信号中，φn 和θn 不携带信息，通常可令φn 和θn 为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为

由图 7 - 6 可看出，bn是an的反码，即若an=1,则bn=0,

e2FSK(t)= [∑ an g (t nTS ) cos w1t + [∑ an g (t nTS )] cos w2tn n

二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。图 7 - 7 是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图, 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。  二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图7 - 8 所示。其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。非相干解调过程的时间波形如图 7 9 所示。

振振滤1f1

逻带开开

基带信信

码相滤

相相滤

e 2FSK(t)

振振滤2f2

逻带开开

图 7 –7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图

带带滤滤滤ωe 2FSK(t)1

包包检滤滤位位定冲抽抽判判滤输输

带带滤滤滤ω

包包检滤滤(a)

带带滤滤滤ωe 2FSK(t)1

相相滤cos ω 1t cos ω 2t

低带滤滤滤位位定冲抽抽判判滤输输

带带滤滤滤ω2

相相滤(b)

低带滤滤滤

图 7 –8 二进制移频键控信号解调器原理图 (a) 非相干解调; (b) 相干解调

2FSK信信

图 7-92FSK非相干解调过程的时间波形

过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图 7 - 10 所示。其基本原理是，二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过检测过零点数从而得到频率的变化。在图 7 - 10 中，输入信号经过限幅后产生矩形波，经微分、整流、波形整形，形成与频率变化相关的矩形脉冲波，经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号。



a e 2FSK(t)

限限

微差

整整(a)

定冲脉 e 成

低带

输输

a b c d e

图 7 – 10 过零检测法原理图和各点时间波形

7.1.3二进制移相键控(2PSK) 二进制移相键控( 二进制移相键控 )在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。二进制移相键控信号的时域表达式为 e2PSK(t)= [

∑ a g(t-nT )]cosωn

(7.1 - 9)

其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，a n应选择双极性，即  an= 1, -1, 发送概率为P 发送概率为1-P

若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有 e2PSK(t)=cosωct, -cosωct, 发送概率为P 发送概率为1-P

由式(7.1 - 11)可看出，当发送二进制符号1时，已调信号 e2PSK(t)取0°相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有  φn= 0°, 180°, 发送 1 符号 发送 0 符号

这种以载波的 …… 此处隐藏：1858字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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