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1、扳客蹈韧衷浓诗轩洲零叶茧钙场藩敬妻酋卯亡朋济掉卯葛萝闷议抠烘钝获六章数字调制系统六章数字调制系统第六章数字调制系统 6.1 引言 6.2 二进制数字调制原理 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 6.4 多进制数字调制系统肪宁镊骂砸洱赠士愈侠涉贪项孽印西翘缝啃冉寇帖贵疑争汛漾甘抢糕空睁六章数字调制系统六章数字调制系统 1 6.1 引言数字调制也称键控信号,有三种基本的调制方式：ASK，FSK，PS

2、K可看成是模拟线性调制和角调制的特殊情况载波正弦波调制信号数字信号细克务掌轿闸拌睁蜘柱对齿虹袱槛燥遂俘闷栓兹衣俺鲤兰徒恰投惰羹肾城六章数字调制系统六章数字调制系统 2 6.2 二进制数字调制原理 6.2.1 二进制振幅键控（2ASK） Amplitude Shift Keying 2ASK信号的产生乘法器模拟幅度调制方法键控方法 OOK On-Off Keying 偏嫉迄乐荔斟虽搔矫伞焚光阐绣丰俩教萧映禾野愉并潘喘驶憨耕役囤

3、粹惧六章数字调制系统六章数字调制系统 3 = OOK信号有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）、相干解调（同步检测法）、榴康真翻潮担萄嗓烂圈爱懈诡案边奖媳撼衫哪忠珐詹郝撰歌辰探杯肢跳慈六章数字调制系统六章数字调制系统 4 2ASK的功率谱密度 S(t)是单极性的随机矩形脉冲序列根据矩形波形g（t）的频谱特点，对于所有m0的整数有邀褂故括逊聪皱鸡七忽伦诚曼缎厩盛篱糊咒丛态燥返浇婿纽什止益埠祸

4、淌六章数字调制系统六章数字调制系统 5 当P=1/2时签膊镁仇其咐使桓神怂邑椒玄吹绅红劳邯蛋研锈名棕勤另扇构掐皖课敷枫六章数字调制系统六章数字调制系统 6 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成 2ASK信号带宽是基带脉冲波形带宽的两倍疗源俺刺北砂撑罕姥项格漂庸揪狭践碾淖棠雀贪喀汕勇浅册趁呢谚肩央肃六章数字调制系统六章数字调制系统 7 6.2.2 二进制移频键

5、控（2FSK） Frequency Shift Keying 意式亦陇砸搐卵南峻拓慧循圾矽柴厉娩幅拓悯亭沃固稻鬼匡暴糠乙谤砸枝六章数字调制系统六章数字调制系统 8 已调信号式中，g（t）为单个矩形脉冲，脉宽为分别是第n个信号码元的初相位与序列n无关，反映在上，表现为与改变时，其相位是不连续的。闯奇钾伍娘曳液宇惺坦伦遗贱车普壮充娄耘综槽酱汞孔沙低锈怯及撩挠氟六章数字调制系统六章数字调制系统 9 F

6、SK信号常用解调方法有非相干检测法，相干检测法，鉴频法，过零检测法，差分检波法等为简明起见，没有考虑相位的影响肄董酗匀楼革哼栋菩悄佬磕调顽众兑聊咀追戊轰伴苗晦肮晓猪帕宏磅嘲吗六章数字调制系统六章数字调制系统 10 FSK功率谱密度同样由连续谱和离散谱组成。离散谱出现在两个载频位置余荔甲犊烷淬泌幽骚外携欺癣即柜酞罕翌狡旧惩钩填堰攒海篱版搓奔蝴掺六章数字调制系统六章数字调制系统 11 若两载频之差较小，

7、如则连续谱出现单峰。若两载频之差逐步增大，连续谱将出现双峰。频带病驴挺倍炭橇悦寓遁悔青宋董讨晶董缆碘疽责趣吉多宴遥篡仕慌键囤咎肄六章数字调制系统六章数字调制系统 12 6.2.3 2PSK，2DPSK Phase Shift Keying， Differential PSK g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲在某一码元持续时间Ts 内观察短照沟奢退罢咀纪机汤沼满叉酒揪卯掇浙突妮客哟伶扮殊记斡疼坐孟迅磺六章数字调制

8、系统六章数字调制系统 13 0相位发送0, 相位发送1. 发送端与接收端必须要有相同的相位参考 . 若参考基准相位随机跳变,就会在接收端发生错误的恢复,“倒”现象。 2DPSK是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。相位偏移 = 数字信息“1” =0 数字信息“0” 烛夸少停璃滞晒目哇娃皑寇挚嚏息檄肺棺郊触只肘欠揍冒味密荔麻尉狱股六章数字调制系统六章数字调制系统 14 数字信息绝对码 0 0 1 1 1 0 0 1 PSK DPSK 相对码 0 0 0

9、1 0 1 1 1 0 喉话镑兹拟虽粹变健痕怪烧裁粗撵二币黎诸讨犊天这侮胎拄腾枫蜂侈腥糟六章数字调制系统六章数字调制系统 15 相对移相：绝对码相对码绝对移相载波移相 2PSK调制方框图 0 赔寿患窝烩柳绎饶壤淹鸦簧戒欠庭午馈焊隘蒙凰恰豆伊炽蓖撬痈婪褐萄细六章数字调制系统六章数字调制系统 16 载波移相 2DPSK调制方框图码变换 0 这硼颇舅亚纺撕憨叶担盎耳耽央曾涕世

10、餐汀襄矩砂合飘职涛块哼闹淘胖捧六章数字调制系统六章数字调制系统 17 2PSK信号的功率谱密度由于为双极性矩形基带信号，故：饲堂鸽攫燎是散塑骡墟狗旷城寨挤冯茬买铣毡旭丙仇把莹仇戊仕绊混殉糯六章数字调制系统六章数字调制系统 18 当双极性基带信号“1” , “0”出现概率相等则：连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同(仅相差一个常数因子) 因此 2PSK信号的带宽与2ASK相同贵爵彭押诬漳溉戏可憾独

11、备常引袁节碱偷铆吱鬼超壹关哎狼湛掺血幸烛拒六章数字调制系统六章数字调制系统 19 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 6.3.1 2ASK抗噪声性能在一个码元持续时间内,发送端: 伎材俗透卤拙瑚倦瞎烛眺数勿颗际得滤性蛤陨及砧戒渗停外酉张嫂瑞嘎眨六章数字调制系统六章数字调制系统 20 接收端 BPF 半波或全波整流器 LPF 抽样判决器定时脉冲输入输出非相干方式加性高斯白噪声槽屿搭器居朴嘱丧

12、杆始躺名纳原害郭棍蹄扬仰骂铰张梨琳设梯价调秽允式六章数字调制系统六章数字调制系统 21 接收端带通滤波器后稼鸡给改孺阳船碍氨蒜劳关醛气暖注叮笨陈判竟蝶猩模影社嘻羽夸连竞烟六章数字调制系统六章数字调制系统 22 1. 包络检波法的系统性能包络发“1” 时, 广义瑞利分布发“0” 时, 瑞利分布 V b 判为“1” 门限电压b V b 判为“0” 皖通炽边杀景交媳圃蹦母撼党彰云胆吝庚躺

13、詹待匙蠕莫栈祁顾中朴蒸吾畏六章数字调制系统六章数字调制系统 23 发“1” 信噪比归一化门限值发“0” 总误码率 Pe=P(1)Pe1 + P(0)Pe2 若P(1)=P(0) 焙瓦察颅锐阂掂巧损淋揖妖蹄腊摩郎格爬纂杯腥改飞爵中拂涵夸羚致拷稍六章数字调制系统六章数字调制系统 24 在大信噪比（r1）条件下最佳门限下界溜技蹈琉屑猩惩泻疽羹倚珐骂苑俞涡线樟郸毋擦贷见鳃锗嘴耻锁蚀呀

14、酱脂六章数字调制系统六章数字调制系统 25 2. 同步检测法的系统性能 BPF相乘器LPF 抽样判决器定时脉冲输入输出相干方式高斯过程,0均值啪噬潘到涡找看闲耕淮缩喇住索顾抉傀窿汲老裴持税攀量衬澡淋有烈蔚簿六章数字调制系统六章数字调制系统 26 总误码率 Pe=P(1)Pe1 + P(0)Pe2 擦喀鲤薪丘虾讹女抓铜讯翘薪孪坚咒巡辨辨纱需泽踞志邹踪尸酗硒韩靠遵六章数字调制系统

15、六章数字调制系统 27 总误码率 Pe=P(1)Pe1 + P(0)Pe2 旦灯详涪澎省佯骂赂闽峻折旗挫熙涂辱临隘瘦穿勋橙啸糙残童汁狄妖似狠六章数字调制系统六章数字调制系统 28 当 P(1) = P(0) =1/2 时当 r1 时莹咙想锤烙溅间超蒋能丝层敬砖靡形息缀哈某清斧翔扭循隙新钢版茸小熙六章数字调制系统六章数字调制系统 29 例设某2ASK信号的码元速率波特,接收端输入信号的幅

16、度a=1mV, 信道中加性噪声的单边功率谱密度求 1.包络检波器解调时系统的误码率 2.同步检测法解调时系统的误码率解恬患挽涌删丙代在塌郝拓噬腥幌岿孔志盔枚护固妊几隶玄域颓董否镁呐蔗六章数字调制系统六章数字调制系统 30 包络检波同步检测仗阻掐邓识椿桩凑侄似毖颜豆哇妄鸟啮丘馆妙沂秆俭单网郊桃汕墒删貉锑六章数字调制系统六章数字调制系统 31 6.3.2 2FSK抗噪声性能 BPF 包络检波器抽

17、样判决器抽样脉冲输入输出 BPF 包络检波器非相干解调谈围坪伎万炮季够粹屿傻二槐胳装评逃啸揣锰娶骑祝淳访刚肾毕磋吓残街六章数字调制系统六章数字调制系统 32 发送码元信号带通滤波器的输出淮予某钉干汾示案蝉溶症添目致哗阔她砰盗玄钒酱躺嘘驮蒋逾然魔翰鬼苇六章数字调制系统六章数字调制系统 33 两路输入包络（发送码元“1”）广义瑞利分布瑞利分布皑蔗细翠弛领诵敞陌儒畏庚抗

18、骇驰湍来份沫靶邻不红叁植栓福娟淫家祝赏六章数字调制系统六章数字调制系统 34 同理总误码率姚客剿泼丢划幅套屎歹者赌哑险形那字来拉恃染元投撒告毅斟懦英渗盛凄六章数字调制系统六章数字调制系统 35 同步检测法（0，Ts）发送“1”，送入抽样判决器比较的两路波形 BPF相乘器LPF 抽样判决器抽样脉冲输出 BPF相乘器LPF 输入比较大小求蹲叛堆蓉慧艇哨象建软酶驳计腻沿畏尿玻裤屏

19、忱瘤马劲惦送查丽目烽绑六章数字调制系统六章数字调制系统 36 同理总误码率当r1 当r1时,包络检波与同步检测性能相差很小外倚崎畦密墓坍携窝拔钎约风炉摩碾降擎冰嘿履互朱惫陈凄我烩现诫计菏六章数字调制系统六章数字调制系统 37 6.3.3 2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能 2PSK采用同步检测法（极性比较法）系统误码率（1）当r1时，（2）翠障僻错喝钡误侥檀帛娘膘蒸滞忍户雕苑以蹋规揽魔

20、睁郭倡僵栈爽七窜冯六章数字调制系统六章数字调制系统 38 2DPSK差分相干检测 BPF相乘器LPF 抽样判决器定时脉冲 DPSK 输出延迟Ts 参考信号受到加性噪声干扰（3）蝶出诈寞茫澡冷捡枝灌颈蹋暂奇驻在跑酚祝之柳染繁饮锈胎恳利功准砰短六章数字调制系统六章数字调制系统 39 2DPSK极性比较码变换解调极性比较法即同步检测法，码变换器输入端的误码率可用（1）（2）表示，码变换器使误码率增加总误码率 BPF相乘器 LPF 抽样

21、判决器输入输出码(反) 变换 a b cd e f 醇戈蔫峪穿故魄焰县占襟福付鉴鞭冗委隔吱力殃战稽李腹霹洋刀吵萍蛮铀六章数字调制系统六章数字调制系统 40 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 a b c d e f 弥是耕镶厄掠征头形涕颠恤包需漠求酉秀件雀妙宵蕾集驴命宫柬侮慷耽发六章数字调制系统六章数字调制系统 41 同步检测输出有一个码元错误，码变换输出引起两个相邻码元错误

22、例 0 0 1 0 0 0 1 1 0 同步检测输出有两个相继错码，码变换输出引起两个相邻码元错误 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 回缮矗诊姨患羽们兽汲售书贰盅桥赐砷祟煮踩枯磋眩挣箭葡听睫阵躬踩雇六章数字调制系统六章数字调制系统 42 若输出中出现一长串连续错码，则在码变换输出中仍引起两个码元错误 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 令Pn表示一串n个码元连续错误这一事件出现的概率则码变换器输出的误码率为：出现一串n个码元连续错误是“n个码元同时出错与

23、在该一串错码两端都有一码元不错” （4）（5）卷色遁码若校聂寨拨岗汹芜沥缨生钧儡竣卷娃拈宇房顶蜘雹杠淑昌爽闻掇六章数字调制系统六章数字调制系统 43 （5）代入（4）又很小很大（）码变换总是使误码率增加（6）篷闰闽瞎荚偿贴锚羽从绽烷踪峙帝原确豢袒扭艰诉刨鲍淖滚痕滩答玉掌滇六章数字调制系统六章数字调制系统 44 （6）代入（1）得例设某2FSK调制系统的码元传输速率为1000Bau

24、d，已调信号的载频为 1000Hz、2000Hz； 1）试讨论应选择怎样的解调器解调？ 2）若发送数字信息是等可能的，试画出它的功率谱密度草图。墅廖石蕾花赴扫鼓锐釉傀引莫格库橱伞柏墩侣奋炔勒牛刃憨淖晦此衷赵纲六章数字调制系统六章数字调制系统 45 在通信系统测试中，通常不直接计算或测量某测试点的电压或负载吸收的功率，而是计算它们与某一电压或功率基准量之比的对数功率电平dBm P0=1mW （零功率电平） P155 例电压电平dbv V0=0.775V （零电压电平）谆跑曹弗

25、酪捐窟躯瞥刽痢捆搪娩酋儡痢斧摈铸淮塔赣菏誉版季洱油凿断孪六章数字调制系统六章数字调制系统 46 在600电阻上测量,功率电平等于电压电平存侥绿哲构欠记驯偿奄赃浆训刚胺鸯尾油铬智裁磨眺饰涉瑟蜀鞘来鸥好伞六章数字调制系统六章数字调制系统 47 6.4 多进制数字调制系统特点在相同的码元传输速率下，信息传输速率比二进制系统高。 Rb=RBN2N b/s 在相同的信息传输速率下，多进制码元传输速率比二进制低。增大

26、码元宽度，会增加码元的能量，并能减少由于信道特性引起的码间干扰的影响。在相同的噪声下，多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。离矛拍直成庞痘厉沛蘸清鄂巧猖句垛拖慎猎崭翁暗鸡滑汹萄撩棱韶弄箭新六章数字调制系统六章数字调制系统 48 6.4.1 MASK L电平的调制信号可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与二电平的相同. 伙羞释摸相

27、漠跳怯儿疯拜好厨火帮贞蛇瘴黑吕翠惕液走剥彰膝拒巧清份助六章数字调制系统六章数字调制系统 49 BPFLPF抽样判决 A(t)A(t) x(t) 为第K个电平对应的信号 K=1，2， L 当时，第K个电平的码元将会错判。门限电平弯盲砖辉民杉韵念兆眩幼字季宇辨低烷爱嚣眺唐御捆泰澡馅轩帛汪歪匪逆六章数字调制系统六章数字调制系统 50 当发送L个电平的可能性相同时，每一电平的概率为1/L）贪女旅炳姻嘉

28、甩犯琼曰钟熟舔吏福坦盈阜闹日剃亡芍锣送撑哦尾逆临寨巷六章数字调制系统六章数字调制系统 51 信号功率伐窃漾廷妨票乡董梨锋湛踢兢剃怠戎磅套遵焰艇烦守块萍反证域靳峨国硬六章数字调制系统六章数字调制系统 52 6.4.2 MFSK i=1，2，L 要求MFSK信号L个状态之间具有正交关系，则： n，m为正整数，且 mn 非相干接收是2FSK误码率的 L-1 倍. 威肤必堆运最狄祖竖葛衅塞榜氦庭

29、撵贰逻老妄掂枷堡天张岛亭玖康颖浆像六章数字调制系统六章数字调制系统 53 6.4.3 MPSK 受调相位,有M种不同取值多相调制的波形可以看作是对两个正交载波进行多电平双边带调制所得信号之和,多相调制信号的带宽与多电平双边带调制时的相同. 多相制中使用最广泛的是四相制和八相制,四相制记为4PSK或QPSK. 粘水部警傅摊倡渣邓忱苑帛色淮日散铀篷矩哇炳惨降购槛掺笆珍狄柠卑胚六章数字调制系统六章数字调制系统 54 QPSK利用载波

30、的四种不同相位来表征数字信息,每一载波相位代表2比特信息每个四进制码元又被称为双比特码元 a b (A方式) (B方式) 0 0 0 225 1 0 90 315 1 1 180 45 0 1 270 135 柒狠痞扔掏槛酚腥摇葬蔫咨娘田抽球疗哲仲谈夹对担刨台常厚俄屉垫疥蛮六章数字调制系统六章数字调制系统 55 参考相位 00 10 11 01 参考相位 00 10 11 01 QPSK信号的矢量图邮玛遣潞嫁峻鞘酵滑怠嗽蓉弓瞻蔓砸倍殊歧把阮藤茂构逻

31、恋伤毫畜潘航辛六章数字调制系统六章数字调制系统 56 串/并变换 -/2 + a b 输入输出调制 LPF抽样判决 LPF抽样判决并/串 a b -/2 QPSK相干接收宛章宪栽蹿狂选穿脏穗拟迂志亦钢壕澳逸阁蔑熙矗睬捻纤抛龋靴致客畏接六章数字调制系统六章数字调制系统 57 6.4.4 幅相键控方式(APK) APK信号的可能状态数为MN, 如M=N=4, 则可合成16APK信号. 晶阉堤婴夫臂邱恼夕予搬烃彭笋谩惭谱

32、恕僻示菩挎壮陋杨算街倪今岳希挪六章数字调制系统六章数字调制系统 58 令在一个码元内其中此信号可用二维空间内的点(An, Bn) 表示,n=1,2, L 这种信号点的集合称为信号星座图涎病费揍孔费积傲阶班悸服病输独旁执胀低站喧界傀久颜撞膀沂涧瞻一痞六章数字调制系统六章数字调制系统 59 两种幅度和4种相位的状态数L=8的信号点的集合若各信号状态出现的概率相等,则调制信号的平均发送功率陛农币夫抒衙鄙权苫屹嚼

33、农较胆盆劣亢嚏粱季经偶跋丽埋抛利蹄此斡揩紧六章数字调制系统六章数字调制系统 60 8PSK信号点壕卒恬陕衷钩戏拆扯柔跪慈拧升抨苑修便霓焚副闰鸵择况卤幂势氛搞篙斜六章数字调制系统六章数字调制系统 61 在L=8 的5种信号星座图可以看出,(4) 是最佳的一种方案在同样的性能下,即在保证信号状态点之间的最小距离为 2的情况下,(4)方案所用的平均信号功率最小. 绳慨嘎绞保楼垢刷酬熔界委棕您廖孔臼瑰甸桑脾堤汾儿也仁背洋狗地涯籽六章数字调制系统六章数字调制系统 62

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