通信原理第六章数字调制.ppt

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1、第6章 数字调制系统 引言二进制数字调制原理二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的性能比较多进制数字调制系统改进的数字调制方式引言数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。数字调制技术有两类方法：1.利用模拟调制的方法去实现数字式调制；2.通过开关键控载波，通常称为键控法键控法。数字调制可分为二进制调制和多进制调制。基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。二进制数字调制原理二进制数字调制原理1、2ASK模拟调制法（相乘器法）键控法二进制数字调制原理二进制数字调制原理2、2FSK模拟调频法键控法二进制数字调制原理二进制数字调制原理3、2PSK模拟调制法键控法载

2、波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成判决器输出数字信号全部出错，这种现象称为2PSK 方式的“倒”现象。二进制数字调制原理二进制数字调制原理4、2DPSK模拟调制法键控法相对码：绝对码：2ASK2ASK系统的抗噪性能系统的抗噪性能（a）非相干解调（包络检波法）包络检波器（b）相干解调（同步检测法）同步解调器得解解:(1)(1)同步检测法解调时系统的误码率为：同步检测法解调时系统的误码率为：例例例例6.2.16.2.1 设有一设有一2ASK2ASK信号传输系统，其码元速率为信号传输系统，其码元速率为R RB B=4.8

3、 =4.8 10 106 6波特，已波特，已知接收端输入信号的幅度知接收端输入信号的幅度a a=1mV=1mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n n0 0=2=2 10 10-5-5 W/Hz W/Hz。试求。试求:(1):(1)同步检测法解调时系统的误码率；同步检测法解调时系统的误码率；(2)(2)包络检波包络检波法解调时系统的误码率。法解调时系统的误码率。接收端带通滤波器带宽为接收端带通滤波器带宽为:带通滤波器输出噪声平均功率为带通滤波器输出噪声平均功率为:解调器输入信噪比为：解调器输入信噪比为：（2 2）包络检波法解调时系统的误码率：）包络检波

4、法解调时系统的误码率：2FSK2FSK系统的抗噪性能系统的抗噪性能“1”“1”解解:(3(3）同步检测法解调时系统的误码率为：）同步检测法解调时系统的误码率为：（1 1）该该2FSK2FSK信号的带宽为：信号的带宽为：（2 2）FSKFSK接收系统中上、下支路带通滤波器的带宽为：接收系统中上、下支路带通滤波器的带宽为：它是信道等效带宽的1/4，输出端的信噪比是输入端信噪比的4倍。又由于接收端输入信噪比为6dB，即4倍，故带通滤波器输出端的信噪比为：则有包络检波法解调时系统的误码率为：则有包络检波法解调时系统的误码率为：例例6.2.2 6.2.2 采用采用2FSK2FSK方式在等效带宽为方式在等

5、效带宽为2400Hz2400Hz的传输信道上传输二进制数字。的传输信道上传输二进制数字。2FSK2FSK信号的频率分别为信号的频率分别为f f1=980 Hz1=980 Hz，f f2=1580 Hz2=1580 Hz，码元速率，码元速率R RB B=300 B=300 B。接收。接收端输入（即信道输出端）的信噪比为端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB6dB。试求：。试求：（1 1）2FSK2FSK信号的带宽；信号的带宽；（2 2）包络检波法解调时系统的误码率；）包络检波法解调时系统的误码率；（3 3）同步检测法解调时系统的误码率。）同步检测法解调时系统的误码率。2PSK2PSK系统的抗噪性

6、能系统的抗噪性能2DPSK2DPSK系统的抗噪性能系统的抗噪性能（1）相干解调法，又称极性比较法（无误码时）（1个错码时）（连续2个错码时）（连续n个错码时）错码:单个，连2，连3，连n，2DPSK2DPSK系统的抗噪性能系统的抗噪性能（2）差分相干解调法解：又因为（2）对于相干解调的2DPSK系统根据题意有输出的噪声功率为2DPSK采用差分相干接收的误码率为可得故接收机输入端所需的信号功率为因而，有查误差函数表，可得得接收机输入端所需的信号功率为（1）接收端带通滤波器的带宽为：例6.2.3 假设采用2DPSK方式在微波线路上传送二进制数字信息。已知码元速率RB=106 B，信道中加性高斯白噪

7、声的单边功率谱密度n0=210-10 W/Hz。今要求误码率不大于10-4。试求：(1)采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率；(2)采用相干解调时，接收机输入端所需的信号功率。二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较1、误码率2、带宽3、对信道特性变化的敏感性4、设备成本2FSK系统判决器是根据上下支路输出样值大小来作出判决，不需要设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。2PSK系统判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号幅度无关，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。2ASK系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。多进制数

8、字调制系统多进制数字调制系统提高频带利用率最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息。QDPSKQPSK相乘电路法选择法QPSKQDPSK振幅相位联合键控（APK）多进制调制系统频带利用率的提高是以提高功率利用率为代价。QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。正交振幅调制（QAM）星座调制正交调幅法正交调幅法复合相移法复合相移法16QAM信号和信号和16PSK信号的性能比较：信号的性能比较：在振幅相等的条件下，在振幅相等的条件下，d2超过超过d1约约1.57 dB。在平均功率相等条件下，在平均功率相等条件下，16QAM比比16PSK信号的噪声容限大信号的噪声容限大4.12 dB。改进的数字调制方式改进的数字调制方式MSK调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通滤波器。高斯最小频移键控高斯最小频移键控(GMSK)最小频移键控(MSK)MSK信号是一种相位连续、带宽最小并且严格正交的信号是一种相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号信号本章小结二进制调制原理2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK二进制调制的实现模拟调制法、键控法二进制调制的抗噪性能2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK解调：相干解调、非相干解调误码率多进制调制改进的数字调制MASK、MFSK、MPSK、MDPSK、APK（QAM）二进制的0、1用载波参数怎么对应？