数字带通传输系统7.3.ppt

*,Click to edit Master title style,X,第,7,章 数字带通传输系统,-,二进制数字调制原理,-2FSK,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,分,分,第二级,就,就,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,分,分,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,分,分,第二级,就,就,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,分,分,*,Assignment#/Filename/Authors(Change via View,Header and Footer),*,第 七 章 数 字 带 通 传 输 系 统,主要内容：,7.1,数字带通传输系统概述,7.2-5,二进制数字调制原理,：,2ASK,、,2FSK,、,2PSK,、,2DPSK,7.6,二进制数字调制系统的抗噪声性能,7.7,二进制数字调制系统的性能比较,7.8-9,多进制数字调制系统：,MASK,和,MFSK,、,QPSK,和,QDPSK,7.10-11,新型数字带通调制技术,-,正交振幅调制,QAM,、最小移频键控,MSK,1,2,F,SK,信号的表示、时间波形,2,F,SK信号的功率谱密度,2,F,SK,信号的调制原理,2,F,SK,信号的解调,7.3,二进制数字调制原理,-2FSK,2,移频键控是正弦载波的,频率,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,二进制移频键控,2FSK,。,2FSK 信号的表示、时间波形,FSK:Frequency Shift Keying,假设二进制基带信号,“,1,”,f,1,，,“,0,”,f,2,3,二进制移频键控信号的时间波形,a,a,k,1,0,1,1,0,0,1,t,s,(,t,),t,s,(,t,),b,c,d,t,e,f,g,t,2FSK,信号,t,t,t,e+f=g,，,2FSK,可以看成是,两个不同载波的,2ASK,信号的叠加,。,4,则二进制移频键控信号的时域表达式为：,假设二进制基带信号,“,1,”,f,1,，,“,0,”,f,2,其中基带信号是单极性,NRZ,2FSK,信号的表示,5,2FSK,信号的功率谱密度,2FSK,可以看成由两个不同载波的,2ASK,信号的叠加,2FSK,的功率谱密度可以近似表示成两个不同载波的,2ASK,信号功率谱密度的叠加。,e,2FSK,(t)=a,n,g(t-nT,s,)cos,1,t +,b,n,g(t-nT,s,)cos,2,t,=s,1,(t)cos,1,t +s,2,(t)cos,2,t,(,等概率,P=1/2,时,),6,7,2FSK,信号的功率谱示意图,8,2FSK,信号的功率谱由离散谱和连续谱所组成；,离散谱位于两个,载频,f,1,和,f,2,处；连续谱由两个中心位于,f,1,和,f,2,处的双边谱叠加形成；,若,|f,1,-f,2,|f,B,，则连续谱在,f,c,处出现单峰；若,|f,1,-f,2,|f,B,，则连续谱出现双峰。,所需传输带宽,B,2,FSK,=|,f,1,-,f,2,|+2,f,B,f,B,=1/T,B,，与,R,B,数值相等，单位不同,2FSK,信号功率谱密度特点,9,2FSK,系统的频带利用率,为了便于接收端解调，要求,2FSK,信号的两个频率,f,1,f,2,间要有足够的间隔。,对于采用带通滤波器来,分路的解调方法,，通常取,|,f,2,-,f,1,|=(3,5),R,B,。于是，,2FSK,信号的带宽为,相应地，这时,2FSK,系统的频带利用率为,10,2FSK,调制器原理框图,(b),数字键控法,(1),(a),模拟调频法,压控振荡器,载波,载波,f,1,f,2,s,FSK,(t),s(t)=0,s(t)=1,载波,载波,f,1,f,2,s,2FSK,(t),2FSK,调制原理,11,核心思想：,一路,2FSK,视为,2,路,2ASK,信号的合成。,(c),数字键控法,(2),2FSK,调制器原理框图,12,非相干解调法（包络检波法）,相干解调法,鉴频法,过零检测法,差分检测法,1,路,2FSK,视为,2,路,2ASK,信号的合成,;,-,采用分路的解调方法,2FSK,的解调,通常取,|,f,2,-,f,1,|=(3,5),R,B,13,2FSK,非相干解调器,(,包络检波法,),原理图,e,2FSK,(,t,),带通滤波器,w,1,包络,检波器,抽样,判决器,输出,定时脉冲,带通滤波器,w,2,包络,检波器,v1,v2,s(t),2FSK,信号的包络检波法,问题：,BPF,1,、,BPF,2,带宽？中心频率,?,抽样判决器的判决规则,?,BPF,1,BPF,2,使 信号通过,使 信号通过,14,2FSK,非相干解调过程的时间波形,1,1,1,0,0,0,0,0,1,0,1,2FSK,信号,v1,下支路全波整流,输出,v2,上支路全波整流,15,2FSK,相干解调器原理图,2FSK,信号的相干解调法,e,2FSK,(,t,),带通滤波器,w,1,低 通,滤波器,抽样,判决器,输出,定时脉冲,带通滤波器,w,2,低通,滤波器,相乘器,相乘器,cos,w,1,t,cos,w,2,t,v1,v2,核心思想：,一路,2FSK,视为,2,路,2ASK,信号的合成。,16,鉴频法解调原理图,2FSK,信号解调的鉴频法,原理,：鉴频器,输出电压与输入信号频率成正比,。,带通滤波器,鉴频器,低通滤波器,抽样判决,判决门限,17,2FSK,信号的过零检测法,原理,:,单位时间内信号经过零点的次数多少，可以用来衡量频率的高低。,想法：,把过零数目不同转换为电压不同。,18,设某,2FSK,调制系统的码元传输速率为,1000B,，已调信号的载频为,2000Hz,或,1000Hz,：,（,1,）发送数字信息为,011010,，画出相应的,2FSK,信号波形；,（,2,）这时的,2FSK,信号应选择怎样的解调方法。,7.3-1,19,设某,2FSK,调制系统的码元传输速率为,1000B,，已调信号的载频为,2000Hz,或,1000Hz,：,（,1,）发送数字信息为,011010,，画出相应的,2FSK,信号波形；,（,2,）这时的,2FSK,信号应选择怎样的解调方法。,7.3-1,（,1,）设载频,2000Hz,对应,“,0,”,1000Hz,对应,“,1,”,20,（,2,）由于,2FSK,载波频差,|f,2,-f,1,|=1000=f,B,功率谱密度会出现单峰，频谱有较大重叠。,包络检测法和相干解调法不合适：,采用分路解调，上下两支路有较大串扰，调制性能降低；,可以采用：鉴频法、过零检测法、差分检测法。,21,