第六章数字调制系统.ppt

复习复习 1 1、产生产生产生产生2PSK2PSK信号的方式有哪几种？信号的方式有哪几种？信号的方式有哪几种？信号的方式有哪几种？2 2、如何计算、如何计算、如何计算、如何计算2PSK2PSK信号的带宽？信号的带宽？信号的带宽？信号的带宽？3 3、2PSK 2PSK信号的解调方式有几种？信号的解调方式有几种？信号的解调方式有几种？信号的解调方式有几种？5 5、在、在、在、在2DPSK2DPSK系统中采用的系统中采用的系统中采用的系统中采用的A A方式编码和方式编码和方式编码和方式编码和B B方式编方式编方式编方式编 码有何不同？码有何不同？码有何不同？码有何不同？11 1绪论绪论第第六六章章 数字调制系统数字调制系统2 2主要内容主要内容 6.1 6.1 概述概述 6.2 6.2 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK2ASK）6.3 6.3 二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK2FSK）6.4 6.4 二进制相移键控（二进制相移键控（2PSK2PSK）6.5 6.5 二进制差分相移键控（二进制差分相移键控（2DPSK2DPSK）6.6 6.6 二进制数字键控传输系统性能比较二进制数字键控传输系统性能比较 6.7 6.7 多进制数字键控多进制数字键控3例例 设所发送的数字信息序列为设所发送的数字信息序列为0110010101100101，已，已 知某知某2DPSK2DPSK系统的码元速率为系统的码元速率为15001500（B B），），所用载波频率为所用载波频率为3000Hz3000Hz，1)1)试画出试画出2PSK2PSK和和2DPSK2DPSK信号的波形图信号的波形图;2)2)写出相应的相对码的码元序列写出相应的相对码的码元序列;3)3)写出发送载波的绝对相位序列和相对写出发送载波的绝对相位序列和相对 相位序列。相位序列。4 2 2、2DPSK2DPSK信号信号的产生的产生A A(t t)载波载波移相移相 s s(t t)码变换码变换绝对码绝对码 相对码相对码用相对码进行用相对码进行2PSK调制调制0000005（1 1）相位比较法：）相位比较法：缺点：缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难做到。对于延迟单元的延时精度要求很高，较难做到。s s0 0(t t)相相 乘乘带通滤波带通滤波低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决V V(t t)延迟延迟T Ts s(t t)A A(t t)s s1 1(t t)3 3、2DPSK2DPSK信号的解调信号的解调6 （2 2）相干解调法）相干解调法（极性比较法）（极性比较法）先把接收信号当作绝对相移信号进行相干解调，先把接收信号当作绝对相移信号进行相干解调，解调后得到相对码，再将此相对码作逆码变换，还原解调后得到相对码，再将此相对码作逆码变换，还原成绝对码。成绝对码。本本 地地 载载波波 提提 取取相相 乘乘 带带 通通 滤滤 波波 低低 通通 滤滤 波波抽抽 样样判判 决决逆逆 码码变变 换换7脉冲展宽脉冲展宽逆码变换器逆码变换器微分整流微分整流cbabc 1 1 1 0 0 1 1 0 1（绝对码）（绝对码）a (0)1 0 1 1 1 0 1 1 0（相对码）（相对码）(a)(a)原理方框图原理方框图(b)(b)波形图波形图 逆码变换器逆码变换器8 6.5.2 功率谱密度功率谱密度 接收信号是接收信号是2D2DP PSKSK还是还是2PSK2PSK体制的，单从接收体制的，单从接收端看是区分不开的。所以端看是区分不开的。所以2DPSK2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度和和2PSK2PSK信号的功率谱密度完全一样。信号的功率谱密度完全一样。B B2 2DPDPSKSK=2B=2Bb b91.1.相位比较法的误码率：相位比较法的误码率：6.5.3 6.5.3 误码率误码率s s0 0(t t)相相 乘乘带通滤波带通滤波低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决V V(t t)延迟延迟T Ts s(t t)A A(t t)s s1 1(t t)总误码率为总误码率为判决门限为判决门限为010 2 2、相干解调（极性比较）法相干解调（极性比较）法本地载本地载波提取波提取相相 乘乘 带带 通通 滤滤 波波 低低 通通 滤滤 波波抽抽 样样判判 决决逆逆 码码变变 换换 设设PePe为逆码变换器输出端的误码率为逆码变换器输出端的误码率,PePe为逆为逆码变换器输入端的误码率码变换器输入端的误码率，则，则PePe总是大于总是大于PePe。PePe11当当PePe很小时，很小时，当当PePe很大时，很大时，当信噪比较大时：当信噪比较大时：12【例【例6.36.3】假设要求以假设要求以1Mb/s1Mb/s的速率用的速率用2DPSK2DPSK信号传输信号传输 数据，误码率不超过数据，误码率不超过10 10-4-4，且在接收设备，且在接收设备 输入端的白色高斯噪声的单边功率谱密度输入端的白色高斯噪声的单边功率谱密度 n n0 0等于等于1 1 10 10-12-12W/HzW/Hz。试求：。试求：1 1）采用相位比较法时所需接收信号功率；）采用相位比较法时所需接收信号功率；2 2）采用极性比较法时所需接收信号功率。）采用极性比较法时所需接收信号功率。解：解：接收带通滤波器的带宽等于接收带通滤波器的带宽等于：B B 2/2/T T=2 =2 10 106 6 Hz Hz带通滤波器输出噪声功率等于带通滤波器输出噪声功率等于13 采用相位比较法时采用相位比较法时：采用极性比较法时：采用极性比较法时：146.6 6.6 6.6 6.6 二进制数字键控传输系统性能比较二进制数字键控传输系统性能比较二进制数字键控传输系统性能比较二进制数字键控传输系统性能比较信号的表示信号的表示2ASK2FSK2PSK2DPSK15信号的产生信号的产生2ASK2FSK2PSK2DPSK相乘器相乘器cos 0ts(t)A(t)cos 0ts(t)A(t)A(t)开关电路开关电路频率源频率源1频率源频率源0s(t)f1f0调频器调频器A(t)s(t)A A(t t)载波载波移相移相 s s(t t)码变换码变换16信号的相干解调信号的相干解调2ASK2FSK2PSK2DPSK相干载波相干载波cos 0t相乘相乘电路电路带通带通滤波滤波低通低通滤波滤波抽样抽样判决判决定时脉冲定时脉冲s(t)A(t)定时定时 脉冲脉冲低通低通滤波滤波低通低通滤波滤波抽样抽样判决判决输输出出带通滤带通滤波波f0带通带通滤波滤波f f1 1输输入入相乘相乘相乘相乘cos 0tcos 1tV0(t)V1(t)y1(t)y0(t)本地载本地载波提取波提取带通滤带通滤波波低通滤低通滤波波相相 乘乘抽样判抽样判决决V V(t t)本地载波本地载波 提提 取取相相 乘乘 带带 通通 滤滤 波波低低 通通 滤滤 波波抽抽 样样判判 决决逆逆 码码变变 换换17信号的非相干解调信号的非相干解调2ASK包络检波包络检波2FSK包络检波包络检波2DPSK相位比较相位比较包络检波器包络检波器全波全波整流整流带通带通滤波滤波低通低通滤波滤波抽样抽样判决判决定时脉冲定时脉冲s s(t t)A(t)带通滤带通滤波波f0带通滤带通滤波波f1包络包络检波检波包络包络检波检波抽样抽样判决判决定时脉冲定时脉冲输输入入输输出出V0(t)V1(t)s s0 0(t t)相相 乘乘带带 通通 滤滤波波低低 通通 滤滤波波抽抽 样样 判判决决V V(t t)延迟延迟T Ts s(t t)A A(t t)s s1 1(t t)18信号的带宽信号的带宽2ASK2FSK2PSK2DPSKB B2ASK2ASK=2B=2Bb bB B2 2P PSKSK=2B=2Bb bB B2 2DPDPSKSK=2B=2Bb b19-6 -3 0 3 6 9 12 15 18-6 -3 0 3 6 9 12 15 18信噪比信噪比r r(dB)(dB)1 11010-1-11010-2-21010-3-31010-4-41010-5-51010-6-61010-7-7Pe非相干非相干ASKASK相干相干ASKASK非相干非相干FSKFSK相干相干FSKFSK相干相干DPSKDPSK非相干非相干DPSKDPSKPSKPSK误误码码率率曲曲线线本地载本地载波波 提提 取取相相 乘乘 带带 通通 滤滤 波波低低 通通 滤滤 波波抽抽 样样判判 决决逆逆 码码变变 换换20误码率公式误码率公式 式(6.4-13)相干相干2PSK式(6.5-25)相干相干2DPSK 式(6.5-15)非相干非相干2DPSK 式(6.3-28)相干相干2FSK 式(6.3-37)非相干非相干2FSK 式(6.2-28)相干相干2ASK 式(6.2-49)非相干非相干2ASK误码误码率公式率公式键键控方式控方式21作业作业思考题思考题 6.20 6.20补充题：补充题：设所发送的数字信息序列为设所发送的数字信息序列为10100101010010，已，已 知某知某2DPSK2DPSK系统的码元速率为系统的码元速率为10001000（B B），所用载），所用载 波频率为波频率为1000Hz1000Hz，1)1)试画出试画出2PSK2PSK和和2DPSK2DPSK信号的波形图信号的波形图;2)2)写出相应的相对码的码元序列写出相应的相对码的码元序列;3)3)写出发送载波的绝对相位序列和相对相位序列。写出发送载波的绝对相位序列和相对相位序列。22