通信原理(第7版)-第7章數(shù)字調(diào)制new課件(PPT 56頁(yè))

1、 數(shù)字帶通傳輸?shù)?章第1頁(yè)，共56頁(yè)。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制/解調(diào)原理 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理和特點(diǎn) 本章內(nèi)容: 第7章 數(shù)字調(diào)制 第2頁(yè)，共56頁(yè)。數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)：包括調(diào)制/解調(diào)過(guò)程的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。 振幅鍵控 頻移鍵控 相移鍵控模擬調(diào)制法 數(shù)字鍵控法二進(jìn)制和多進(jìn)制調(diào)制基本調(diào)制和新型調(diào)制方法分類Amplitude Shift Keying Frequency Shift Keying Phase Shift Keying ASK PSK FSK 概 述第3頁(yè)，

2、共56頁(yè)。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理7.1第4頁(yè)，共56頁(yè)。 1 0 1 101s(t)載波2ASKt 表達(dá)式： 2ASK 也稱 OOKtt 原理： 波形：?jiǎn)螛O性Tss(t)載波幅度7.1.1 二進(jìn)制振幅鍵控 （2ASK）第5頁(yè)，共56頁(yè)。2ASK 產(chǎn)生模擬調(diào)制法 鍵控法第6頁(yè)，共56頁(yè)。 2ASK 解調(diào) 包絡(luò)檢波法 相干解調(diào)法第7頁(yè)，共56頁(yè)。 包絡(luò)檢波法的各點(diǎn)波形相呼應(yīng)第8頁(yè)，共56頁(yè)。原理：波形：表達(dá)式：s(t)載波頻率7.1.2 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）第9頁(yè)，共56頁(yè)。模擬調(diào)頻法：相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的。 鍵控法：相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。 2FSK 產(chǎn)生 特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快、

3、電路簡(jiǎn)單、 產(chǎn)生的波形好、頻率穩(wěn)定度高。第10頁(yè)，共56頁(yè)。 包絡(luò)檢波法 2FSK 解調(diào) 0101s1s2第11頁(yè)，共56頁(yè)。其他解調(diào)方法：鑒頻法、差分檢測(cè)法、過(guò)零檢測(cè)法等。 相干解調(diào)法第12頁(yè)，共56頁(yè)。 過(guò)零檢測(cè)法第13頁(yè)，共56頁(yè)。 FSK應(yīng)用：第14頁(yè)，共56頁(yè)。原理：波形：表達(dá)式：雙極性s(t)載波相位7.1.3 二進(jìn)制相移鍵控 （2PSK）第15頁(yè)，共56頁(yè)。 2PSK 產(chǎn)生 鍵控法 2PSK 解調(diào) 模擬調(diào)制法第16頁(yè)，共56頁(yè)。 2PSK 解調(diào)原理 框圖 和 各點(diǎn)波形：2PSK存在問(wèn)題：解決方案： DPSK Differential PSK 載波相位模糊 倒現(xiàn)象(反相工作)第17

4、頁(yè)，共56頁(yè)。 利用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位表示信息。 矢量圖:B方式 A方式 基準(zhǔn) 2PSK前一 2DPSK 原理：7.1.4 二進(jìn)制差分相移鍵控 （2DPSK）第18頁(yè)，共56頁(yè)。 波形:示例: 差分編碼規(guī)則：為模2加bn-1為 bn的前一碼元 最初bn-1可任意設(shè)定第19頁(yè)，共56頁(yè)。 2DPSK 產(chǎn)生 構(gòu)思2DPSK 解調(diào) 模型（差分編碼）第20頁(yè)，共56頁(yè)。（1）2DPSK 相干解調(diào) + 碼反變換法相位模糊消除影響第21頁(yè)，共56頁(yè)。（2） 2DPSK 差分相干解調(diào) (相位比較)法相乘器 起著相位比較的作用第22頁(yè)，共56頁(yè)。 分析目的：B 和 fc 分析方法：借助于基帶信號(hào)的功率

5、譜Power Spectral Density7.1.5 二進(jìn)制數(shù)字已調(diào)信號(hào)的功率譜 (PSD)第23頁(yè)，共56頁(yè)。設(shè) Ps (f) s(t) 的PSD P2ASK (f) 2ASK信號(hào)的PSD則1 2ASK信號(hào)的功率譜密度可見(jiàn)， P2ASK (f) 是Ps (f)的線性搬移（屬線性調(diào)制）。單極性第24頁(yè)，共56頁(yè)。基帶帶寬第25頁(yè)，共56頁(yè)。fB = 1/TB=RB第26頁(yè)，共56頁(yè)。2PSK信號(hào)的頻譜與2ASK的十分相似；帶寬也是基帶信號(hào)帶寬的兩倍：區(qū)別僅在于當(dāng)P=1/2時(shí)，譜中無(wú)離散譜（即載波分量）。2 2PSK/2DPSK信號(hào)的功率譜密度雙極性第27頁(yè)，共56頁(yè)。3 2FSK信號(hào)的功率

6、譜密度第28頁(yè)，共56頁(yè)。 連續(xù)譜形狀隨著兩個(gè)載頻之差的大小而變化 譜零點(diǎn)帶寬：第29頁(yè)，共56頁(yè)。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 抗噪聲性能7.2（僅介紹結(jié)論，具體推導(dǎo)參見(jiàn)教材p189）第30頁(yè)，共56頁(yè)。概 述 性能指標(biāo)：系統(tǒng)的誤碼率 Pe分析方法：借用數(shù)字基帶系統(tǒng)的方法和結(jié)論 分析條件：恒參信道（傳輸系數(shù)取為 K ） 信道噪聲是加性高斯白噪聲背景知識(shí)： 窄帶噪聲 正弦波+窄帶噪聲第31頁(yè)，共56頁(yè)。7.3 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 性能比較 第32頁(yè)，共56頁(yè)。 1 誤碼率 可靠性 r為信噪比第33頁(yè)，共56頁(yè)。討論2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK第34頁(yè)，共56頁(yè)。討論2PSK、2DPSK、2

7、FSK、2ASK第35頁(yè)，共56頁(yè)。討論2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK第36頁(yè)，共56頁(yè)。討論2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK 大信噪比(r 1)時(shí), 兩者性能相差不大。第37頁(yè)，共56頁(yè)。B2FSK不僅與基帶信號(hào)帶寬有關(guān)，且與兩個(gè)載頻之差有關(guān)。設(shè)基帶信號(hào)的譜零點(diǎn)帶寬為RB=1/TS，（Ts或TB指碼元寬度） 則有：在RB一定時(shí)，2FSK的頻帶利用率最低，有效性最差。 2 頻帶帶寬有效性 第38頁(yè)，共56頁(yè)。2ASK：2PSK：2FSK： 3 對(duì)信道特性變化的敏感性 第39頁(yè)，共56頁(yè)。 通常，非相干方式 比 相干方式簡(jiǎn)單。 這是因?yàn)橄喔山庹{(diào)需要提取相干載波， 故設(shè)備相對(duì)復(fù)雜

8、些，成本也略高。 4 設(shè)備的復(fù)雜度綜述第40頁(yè)，共56頁(yè)。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制性能比較【結(jié)論】第41頁(yè)，共56頁(yè)。典型例題設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為1 0 1 0 1，碼元速率為1200波特：（1）當(dāng)載波頻率為2400Hz時(shí)，試分別畫出2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK信號(hào)的波形，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)；（2）2FSK的兩個(gè)載波頻率分別為2400Hz和3600Hz時(shí)，畫出其波形；（3）計(jì)算2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK和2FSK信號(hào)的帶寬和頻帶利用率。第42頁(yè)，共56頁(yè)。解：設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為1 0 1 0 1，碼元速率為1200波特：（1）當(dāng)載波頻率為2400Hz時(shí)，試分別畫出2ASK（OOK）

9、、2PSK、2DPSK信號(hào)的波形，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)；（2）2FSK的兩個(gè)載波頻率分別為2400Hz和3600Hz時(shí)，畫出其波形；（3）計(jì)算2ASK（OOK）、2PSK、2DPSK和2FSK信號(hào)的帶寬和頻帶利用率。第43頁(yè)，共56頁(yè)。第44頁(yè)，共56頁(yè)。第45頁(yè)，共56頁(yè)。第46頁(yè)，共56頁(yè)。第47頁(yè)，共56頁(yè)。多進(jìn)制 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)7.4第48頁(yè)，共56頁(yè)。 引言二進(jìn)制：每個(gè)碼元只攜帶 1 bit 信息Mlog 2M西安電子科技大學(xué) 通院 第49頁(yè)，共56頁(yè)。多進(jìn)制振幅鍵控、多進(jìn)制頻移鍵控 、多進(jìn)制相移鍵控 、4PSK 調(diào)制、多進(jìn)制差分相移鍵控 第50頁(yè)，共56頁(yè)。 MASK可看成是二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）的推廣。7.4.1 多進(jìn)制振幅鍵控 （MASK） 4ASK信號(hào)振幅有4種取值，每個(gè)碼元含2bit。第51頁(yè)，共56頁(yè)。 MFSK可視為2FSK方式的推廣。 4FSK采用 4種不同的頻率分別表示雙比特信息：7.4.2 多進(jìn)制頻移鍵控 （MFSK）第52頁(yè)，共56頁(yè)。7.4.3 多進(jìn)制相移鍵控 （MPSK）第53頁(yè)，共56頁(yè)。7.4.4 多進(jìn)制差分相移鍵控 （MDPSK ）第54頁(yè)，共56頁(yè)。應(yīng)用：數(shù)字調(diào)制技術(shù)在無(wú)線通信中的應(yīng)用 無(wú)線通信中的電磁波是在自由空間中傳輸?shù)?/p>