第四章信号的调制传输.PDF

2014-06-18 1 第四章信号的调制传输 基带信号频率较低，不宜在一般信道中直接传输 发送端调制，接收端反调制(解调) 调制：用基带信号去改变载波的某些参数 已讨论脉冲调制：PAM、PCM 本章讨论正弦波调制 49 1 §1.1 数字信号的调制 数字信号调制的两种类型： 模拟调制法实现数字信号的调制：将数字基带信号视为 模拟信号的特殊情况 用数字信号离散取值特点来键控载波(键控法)：一般用数 字电路实现 数字双向通信中，将调制器和解调器装在一起，称 为调制解调器(MODEM) 三种基本键控调制方式： 振幅键控(ASK)：正弦波幅度传递数字基带信号 频移键控(FSK)：正弦波频率传送数字基带信号 相移键控(PSK)：正弦波相位传送数字基带信号 一 振幅键控 49 2 、 正弦载波的幅度随数字基带信号而变化 最简单的形式：载波在二进制调制信号1和0的控制 下通或断，也称为通-断键控(OOK) 1、定义：设数字基带信号为s(t)，则ASK信号为 ttAsts cASK cos)()(  2、两种调制方法： s(t) 乘法器 Acosct sASK(t) 数字基带信号与正弦载波直接相乘 开关电路 49 3 载波 发生器 sASK(t) s(t) 数字基带信号控制开关选择正弦载波的通、断 -A 0 A 1 Acosct s(t) 基带信号s(t)为1或0的二进制序列 49 4 0 -A 0 A Ts sASK(t) 一般情况，基带信号s(t)可为一定波形形状的二进制序列： 1or0,)()(  n n sn anTtgats tnTtgaAttAsts csncASK  cos)(cos)()(       其中g(t)为一定形状的波形，且 ],0[,0)( sTttg  此时的ASK信号为： 49 5 n  3、ASK信号的频谱和带宽 设基带信号的功率谱为S()，则ASK信号的频谱为： )]()([ 2 )( cos)()( ccASK cASK SSAS ttAsts     0  S() s 2s-s-2s SASK() 49 6 ASK信号频谱宽度为基带信号的两倍 若基带信号频谱宽度无穷大，则ASK信号的频谱宽度也无穷大 0 c-c -c+2s c+2s  c-2s-c-2s 2014-06-18 2 若基带信号s(t)为正弦滚降信号，其带宽B为： )1( 2 1 r T B s  其中r为滚降因子 S() 下图以r=1为例 49 7 0 2.5  2B-2B )1(12 r T BB s ASK   ASK信号的频谱形状与基带信号一致，只是移到载波频率c 的中心附近，此时其带宽为： SASK() 49 8 0  -c+2B-c-2B -c c c+2Bc-2B 4、两种解调方法： 相干解调 sASK(t) 带通 滤波器 乘法器 cosct 低通 滤波器 抽样 判决器 定时脉冲 49 9 经过BPF后的信号为： ttuts cR cos)()(  其中u(t)为1码的包络，一般与数字基带信号s(t)不同 乘以本地载波信号： ]2cos)()([ 2 1coscos)()( ttututttuts cccg   经过LPF后的信号为： )()( tutso  0 0 sASK(t) sR(t) sg(t) 49 10 相干解调的缺点：接收端需产生频率、相位与发送端载波 完全一致的高频信号，设备相对复杂 0 0 so(t) Ts 非相干解调：包络检波法 经过BPF后的信号为： ttuts cR cos)()(  sASK(t) 带通 滤波器 包络 检波器 低通 滤波器 抽样 判决器 定时脉冲 49 11 经过包络检波器后的信号为u(t)，包含二进码信息 最简单的包络检波器： 时间常数RC比载波周期Tc=1/fc 大得多输出保持在包络值上 RC比码元持续时间Ts小得多 保证信号1、0间的变化 CR 0 0 sASK(t) sR(t) 49 12  ASK出现最早，最简单，但抗噪声能力较差 0 so(t) Ts 2014-06-18 3 二、频移键控 1、定义： 发送1时载波频率为1，发送0时载频频率为2  FSK信号可表示为：       0)cos( 1)cos( )( 11 发送 发送   tA tA tsFSK 49 13 22 其中1和2分别为发送1和0时的载波的初相位 常令：   cc 21  称为频偏： 122 