第5章 数字频带传输系统.ppt

本章内容目的要求 教学要求:掌握２ＡＳＫ、２ＦＳＫ信号调制与解调的基本方法，熟练掌握２ＰＳＫ及２ＤＰＳＫ信号调制与解调的基本方法，会分析与计算２ＡＳＫ、２ＦＳＫ、２ＰＳＫ及２ＤＰＳＫ信号采用相干解调时的系统抗燥声性能（误码率）。了解多进制数字调制（ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、ＭＰＳＫ）的基本方法，知道π／４—ＱＰＳＫ、ＧＭＳＫ等窄带数字调制技术的方法及应用。 内容提要:２ＡＳＫ及性能分析；２ＦＳＫ及性能分析；２ＰＳＫ及性能分析；ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、ＭＰＳＫ及性能分析；窄带数字调制技术。 重点：二进制相移键控（２ＰＳＫ）及性能分析。 难点：各种系统的抗噪声性能（误码率）分析。 5.1 二进制数字幅移键控 调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。 数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。 5.2 二进制数字频移键控 定义:频移键控是用数字信号来控制载波的频率参数而实现其调制的一种方式。有2FSK,MFSK等形式。 5.2.1 2FSK信号的时域、频域和空间描述 5.3 二进制数字相位键控 根据载波相位表示数字信息的方式不同，数字调相分为绝对相移（PSK）和相对相移（DPSK）两种。 5.3.1 信号的时域、频域和空间表示 1. 2PSK、 2DPSK信号的时域表示和波形 2PSK信号 5.4 二进制数字调制系统比较 5.4.1 传输宽度和频带利用率 频带利用率： 5.5 多进制数字频带系统 定义：利用多进制数字基带信号来改变载波的参数，实现频谱的搬移。 特点： （1）提高系统的有效性； （2）在信息速率相同的情况下，降低码元速率，减小串扰； （3）误码率提高，设备复杂。 5.6 正交振幅调制 定义：利用两个独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的调制。 5.6.1 MQAM信号的星座图表示 其中 ，正交基本信号 信号空间中，信号的点位 作业 P183-P184 5-9,5-10,5-11 5-30,5-31,5-36 2PSK信号的典型波形如图所示： 2DPSK信号 用本码元与前一码元相位之差来传送数字信息的。 2PSK和2DPSK信号的波形如图所示： 注意绝对码和相对码的关系。 2. 频域表示和频谱图 2PSK和2DPSK信号的功率谱密度是相同的，可以表示为： 对于双极性NRZ码，由于不存在直流成分，因此，2PSK和2DPSK信号功率谱示意图如图所示： 带宽为： 3. 2PSK信号的空间表示 5.3.1 2PSK和2DPSK的调制系统 1、二进制相移键控的调制 2PSK信号的调制 2DPSK信号的调制 2、二进制相移键控的解调 2PSK信号的解调： 通过乘法器，低通滤波以后得 波考虑噪声时，2PSK接收系统各点波形如图所示： 参看p160图(b) 出现反向工作。 2DPSK信号的解调 极性比较码变换法。 相位比较法 不需要码变换器，相干载波发生器，因此设备比较简单、实用。 相位比较法的数学分析 经低通滤波后，得 其中 3、频带利用率 4、2PSK系统的误码率(P(1/0)，P(0/1)) 相干解调系统的误码率 经信道传输，接收端输入信号为： 与本地载波相乘后，经低通滤波器滤除高频分量，在抽样判决器输入端得到： 2PSK系统的最佳判决门限电平为： 在最佳门限时，2PSK系统的误码率为： 在大信噪比下，上式成为： 极性比较码变换法解调时2DPSK系统的误码率 为了分析码反变换器对误码的影响，以序列0110111001为例，可以得到下图： 可以证明，码反变换器器总是使系统误码率增加，通常认为增加一倍。 差分检测时2DPSK系统的误码率 经过推导，差分检测时2DPSK系统的误码率为： 2PSK与2DPSK系统的比较 （1）信号带宽均为2fb ; （2