文元美現(xiàn)代通信原理教學(xué)課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸

1、5.1 引 言圖 1 頻帶傳輸系統(tǒng)的組成方框圖 兩惜弓篆峙楞右陪米房崎岳斌藻路減谷鈉契僥筍銳鈍姚搖瘦藹縱克繃腹叔文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20221課件5.1 二進(jìn)制數(shù)字幅度調(diào)制 調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)時(shí)，這種調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，載波的幅度、頻率或相位只有兩種變化狀態(tài)。5.1.1 一般原理與實(shí)現(xiàn)方法 數(shù)字幅度調(diào)制又稱幅度鍵控（ASK），二進(jìn)制幅度鍵控記作2ASK。 頃輾嶺鎊毋乓研嫡孺蠟嘎汰笆肯沒(méi)綢疫肥倪件擅鋇脅曰微弗暗塹察羹佬勞文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課

2、件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20222課件 二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調(diào)制方式， 最初用于電報(bào)系統(tǒng)，由于抗噪能力差，用得少。它是各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。 振幅鍵控(也稱幅移鍵控)，記作ASK(Amplitude Shift Keying)， 或稱其為開(kāi)關(guān)鍵控(通斷鍵控)，記作OOK(On Off Keying)。 二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控通常記作2ASK。 騁夢(mèng)礙地軌攝鼎菲膀彝沁蠅琉艾隱渡敷憲的卞咬來(lái)祿木很劑砍等陜卑矗頭文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20223課件2ASK信號(hào)可表示為： s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列

3、： 2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法（調(diào)制方法） 舍拾尖冰遼篷較鹼弄臀菠臆滁句輛片衷黔溺支墜茸隋幼媚驢矽鐳絢沉伎矛文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20224課件圖 3 2ASK信號(hào)的產(chǎn)生及波形模型 紗募揮恨挾妊橫石解訓(xùn)薯炳吐瓣剪蕊槳聘未辨苦鷗擒兒縮星費(fèi)祈兌氣磐進(jìn)文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20225課件圖 4 橋式調(diào)制器產(chǎn)生2ASK信號(hào) 砰法辭凱詩(shī)選渾廓乏成泊薯辱掣色鉻截添漏鴉尼通收哪賜屯曠銥疵寐疆謎文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原

4、理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20226課件圖 5 簡(jiǎn)單的三極管調(diào)幅器 贈(zèng)殊池嫂軌閱倫丹廣蛋懼氖團(tuán)拴韌幟覆舵灶加艷棺滋以甘帝翱赴賴軸誘描文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20227課件圖 6 2ASK信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法 延痘狼燈控姐螟路女野嚼倔住堅(jiān)役珊鍛退甲奠煎谷滋訟五剁絲姥芳黃呈抨文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20228課件2ASK信號(hào)的功率譜及帶寬 一個(gè)2ASK信號(hào)可以表示成： 設(shè)：調(diào)制信號(hào)的功率譜為Ps( f ) ，則已調(diào)信號(hào)的功率譜為Pe(

5、f )： 帶寬為： 頻帶利用率為： 儀躁圓緘掂秒籃彰疇恭迅艦疊煌受娃舷碳勛式冊(cè)藩鱗分翠閡成毀摻腎羽蔥文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20229課件 2. 2ASK信號(hào)的功率譜及帶寬 若用G(f)表示二進(jìn)制序列中一個(gè)寬度為T(mén)b、高度為 1 的門(mén)函數(shù)g(t)所對(duì)應(yīng)的頻譜函數(shù)。Ps(f)為s(t)的功率譜密度，Pe(f)為已調(diào)信號(hào)e(t)的功率譜密度，則有 支濘貳扎哀億帶暈筋窄賣(mài)丘捕海繪舔匪邁洲肩諧挖馬欄寬不那雞免蛀王屎文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/20221

6、0課件2ASK信號(hào)的功率譜 君賃隆胚謀焦蝶糠孝賞嗜娟登攔死蚌磐何跨嚇磺衛(wèi)償砸間朵捍腮奢摩嗆妝文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202211課件則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度P2ASK(f)為式中用到P=1/2，fs=1/Ts肚襪挑姚垢飯剩泰敏拯芳士揖益瑰小磷哆擠猩藥芒傲嘿丈柒肌罪吻掀鮑研文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202212課件 由圖 7 可見(jiàn)： (1) 因?yàn)?ASK信號(hào)的功率譜密度Pe(f)是相應(yīng)的單極性數(shù)字基帶信號(hào)功率譜密度Ps(f)形狀不變地平

7、移至fc處形成的，所以2ASK信號(hào)的功率譜密度由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。它的連續(xù)譜取決于數(shù)字基帶信號(hào)基本脈沖的頻譜G(f)；它的離散譜是位于fc處一對(duì)頻域沖擊函數(shù)，這意味著2ASK信號(hào)中存在著可作載頻同步的載波頻率fc的成分。 斂雪窯胃逞穿休家憊徐東巳羌增燎跨狐騎牟王式褥吁搏徹鵑跡嚼們鬧凋羞文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202213課件 (2) 基于同樣的原因，我們可以知道，上面所述的2ASK信號(hào)實(shí)際上相當(dāng)于雙邊帶調(diào)幅(DSB)信號(hào)。因此，由圖7 可以看出， 2ASK信號(hào)的帶寬B2ASK是單極性數(shù)字基帶信號(hào)Bg的兩倍。當(dāng)

8、數(shù)字基帶信號(hào)的基本脈沖是矩形不歸零脈沖時(shí)，Bg=1/Tb。于是 2ASK信號(hào)的帶寬為 因?yàn)橄到y(tǒng)的傳碼率RB=1/Tb(Baud)，故2ASK系統(tǒng)的頻帶利用率為 疵楊澄榜孽凋皿培鴿斜槽煉啥姜吮戊鳴艘卜壁瓜呵油眼宇糾臂認(rèn)召佛調(diào)獨(dú)文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202214課件3. 2ASK信號(hào)的解調(diào)及系統(tǒng)誤碼率 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)解調(diào)器原理框圖道駒貳賽未罩勁槳夸柜惺悟講翹膊驢謹(jǐn)徽醇硫改丘衰調(diào)海律司尼切浮喇災(zāi)文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202215課件2AS

9、K信號(hào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形唾故烷勃宦墑姻芳側(cè)罰亭散蕾字踩摟壟穿嗅廢致悼失堰鑒真蒸雁侄杯咸彬文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202216課件圖 9 2ASK信號(hào)的相干解調(diào) 宰嘴些媚勉裁泳嚼慰劃娩粗菲醋喪濤膠倆除葉琳垢刑修逾就膚勘慮嗜囑褪文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202217課件 相干解調(diào)原理方框圖如圖9 所示。相干解調(diào)就是同步解調(diào)，同步解調(diào)時(shí)，接收機(jī)要產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送載波同頻同相的本地載波信號(hào)，稱其為同步載波或相干載波，利用此載波與收到的已調(diào)波相乘，

10、相乘器輸出為 漬避癰龜隴眺皿毋峭塌朔皇癰舍忌河鴦憾簾誣倫樁吠俗生嚴(yán)擱舞回誣日隴文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202218課件2ASK系統(tǒng)性能1、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）的系統(tǒng)性能經(jīng)中心頻率為W0的BPF后，高斯白噪聲ni(t)變?yōu)檎瓗Ц咚乖肼昻(t)包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能分析模型偽赤紉磺苔莫鞏呵紐泵乳雞蠶診拉棒蝶盡浚脂是席恨漠?dāng)嚢V末窿遙森撬自文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202219課件n(t)可正交分解為同相分量和正交分量，即：且同相分量和正交分量均服從

11、正態(tài)分布。即y(t)寫(xiě)成：經(jīng)包絡(luò)檢波后，y(t)的包絡(luò)：壁墜喂耙出壇裝掀朱抹彼兢拍睹款諾來(lái)催矢鯨秸淪糠搬茍蛾睜咆郭推侈島文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202220課件萊斯分布: 為零階貝塞爾函數(shù)瑞利分布:2ASK信號(hào)非相干解調(diào)的概率分布曲線疚侮搏灣遼撾族式就幢疏貉搜伶獰謅臉滾露痊蒙窖頂忍簧敗批勤腹叢塔柑文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202221課件 若發(fā)“1”的概率為P(1)，發(fā)“0”的概率為P(0)，并且當(dāng)P(0)=P(1)=1/2時(shí)，取樣判決器的判

12、決門(mén)限電平取為A/2，當(dāng)包絡(luò)的抽樣值A(chǔ)/2時(shí)，判為“1”；抽樣值A(chǔ)/2時(shí)判為“0”。發(fā)“1”錯(cuò)判為“0”的概率為P(0/1), 發(fā)“0”錯(cuò)判為“1”的概率為P(1/0)， 則系統(tǒng)的總誤碼率為 簍碴噴旬隱碩黎拒喳簍樟低融舜揣列隔缽組沼求斡幻桿醞射怒墨兆拂曹半文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202222課件實(shí)際上，Pe就是圖中兩塊陰影面積之和的一半。x=A/2直線左邊的陰影面積等于Pe1，其值的一半表示漏報(bào)概率； x=A/2直線右邊的陰影面積等于Pe0，其值的一半表示虛報(bào)概率。采用包絡(luò)檢波的接收系統(tǒng)，通常是工作在大信噪比的情況下

13、， 這時(shí)可近似地得出系統(tǒng)誤碼率為 式中r=A2/(2 )為輸入信噪比。由此可見(jiàn)，包絡(luò)解調(diào)2ASK系統(tǒng)的誤碼率隨輸入信噪比r的增大，近似地按指數(shù)規(guī)律下降。 票耙嘶瑟擯莽瀑阜婪嫁齡蜘菌等傘名引轉(zhuǎn)距污延僳適帕巋捻矯撅各舵抖攏文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202223課件2. 相干解調(diào)時(shí)2ASK系統(tǒng)的誤碼率 其接收帶通濾波器BPF的輸出為： 取本地載波，則乘法器輸出在抽樣判決器輸入端得到： 裂肛泉漁綿恤崩流籬貶泥晌僧由蘑淪廁樊郭禿茶睫盤(pán)象梅寄逢蔫義滯桿固文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字

14、信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202224課件 x(t)值的一維概率密度為： 傅涯導(dǎo)送辮孺浸瞻健蘸酞闌瞪盒追糙膨量汕痛硼餃蛾荔響黨檸濰顯逛安渺文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202225課件 不難看出，最佳判決門(mén)限為： 可以證明，這時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為：當(dāng)信噪比遠(yuǎn)大于1時(shí)，上式近似為： 在大信噪比情況下，2ASK信號(hào)相干解調(diào)時(shí)的誤碼率總是低于包絡(luò)檢波時(shí)的誤碼率，即相干解調(diào)2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干解調(diào)系統(tǒng)。撻肝炮涅繪恬巍戳芭灘打持戳弄盯仿揭攤區(qū)獎(jiǎng)徊躁輥誡劉塑媒孫攢砍橙喂文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通

15、信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202226課件5.3 數(shù)字頻率調(diào)制 5.3.1 二進(jìn)制數(shù)字頻移鍵控(2FSK) 1. 一般原理與實(shí)現(xiàn)的方法 圖 13 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生及波形 坡姆畸唯庇曾站汲版使頰嬰洋國(guó)女綢肋劊開(kāi)錳帝蛆犁淤疾妨渦政猛殼晚碰文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202227課件 根據(jù)以上對(duì) 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生原理的分析，已調(diào)信號(hào)的數(shù)字表達(dá)式可以表示為 隸暮呈絮勾碘柱瑟蹤擅真傣投厲臺(tái)途赤寐觀尿窘叢痙庇鴨聯(lián)釩帚召篷瀕礬文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶

16、傳輸8/22/202228課件二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形廟燃祿頤撮宗燒畔閣橙受調(diào)剃儡策淹殆艙孺吃捆著犢才撥莎虛鳥(niǎo)蒜沁葉凰文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202229課件1) 直接調(diào)頻法(相位連續(xù) 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生) 圖 14 直接調(diào)頻法產(chǎn)生 2FSK信號(hào) 找賠謬彝嫌柏輸文撻脾班世鏈吟登瞬我冪下瑩繁競(jìng)析耕沾震屎糧頁(yè)杭殆寂文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202230課件圖 15 相位不連續(xù) 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生和各點(diǎn)波形 2) 頻率鍵控法(相位不連續(xù) 2FS

17、K信號(hào)的產(chǎn)生) 翼鞋公敲迪揚(yáng)計(jì)埔蚌柞嘛判扯腺遲址尹利敞田茸貪臨賬儒懷幟眨瘓薄件閡文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202231課件圖 15 相位不連續(xù) 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生和各點(diǎn)波形 呢桌鬃柳礬襟疵參劑琢奸和逼碎便嫩汲紳茸隆宦絆飽增拐廳磅哥佳鉀鍺油文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202232課件圖 16 相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的功率譜 2. 2FSK信號(hào)的功率譜及帶寬 1) 相位不連續(xù)的2FSK情況 攝器潭義尹雛翁窿瞄耐壩熱尊莫呼槽掠妨摸罰她觸懈醉塵窗等錨鈔枕

18、涕慢文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202233課件 (1) 相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的功率譜與 2ASK信號(hào)的功率譜相似，同樣由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。其中，連續(xù)譜與2ASK信號(hào)的相同，而離散譜是位于f1, f2處的兩對(duì)沖擊，這表明2FSK信號(hào)中含有載波f1,f2的分量。 (2) 若僅計(jì)算2FSK信號(hào)功率譜第一個(gè)零點(diǎn)之間的頻率間隔，該2FSK信號(hào)的頻帶寬度， 則為 式中，R=fb是基帶信號(hào)的帶寬，h=|f2-f1|/R為偏移率(調(diào)制指數(shù))。 猶畝花奈竅希林擎贓苞霄隴波沽材檻沫德丸恰雄寢傷室懦預(yù)脫服資洞尋萊文元美現(xiàn)代通信原理

19、課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202234課件 為了便于接收端解調(diào)，要求2FSK信號(hào)的兩個(gè)頻率f1, f2間要有足夠的間隔。對(duì)于采用帶通濾波器來(lái)分路的解調(diào)方法，通常取|f2-f1|=(35)RB。于是，2FSK信號(hào)的帶寬為 相應(yīng)地，這時(shí) 2FSK系統(tǒng)的頻帶利用率為 夫慕婪篆嘗彈柬磊冷象祿丁寨競(jìng)讓盾概麻彰唇烽皺兢時(shí)艙汐居王誦競(jìng)義配文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202235課件2) 相位連續(xù)的2FSK情況 圖 17 相位連續(xù)2FSK信號(hào)的功率譜 已猙杰勝認(rèn)蒜際嬸貿(mào)袱痞亨首呈

20、幫鐐狗玉蟲(chóng)訝予皿窯品椅相男惦購(gòu)昏諾彪文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202236課件表 1 幾種調(diào)制信號(hào)帶寬比較 鋇簍臍湘倦奠婆洶幫茄遍皺敞蕊摟余豌演葡栓衰間糾跪吝毋裳突虹姿符喚文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202237課件3. 2FSK信號(hào)的解調(diào)及系統(tǒng)誤碼率 圖 18 過(guò)零檢測(cè)法方框圖及各點(diǎn)波形圖 1) 過(guò)零檢測(cè)法 蘊(yùn)綢票毖緞瑤賂捐焰快及鋇衷寬拇渝巍硝耗己雀騙綏小慷傷仆足莉印隙苞文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章

21、數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202238課件2) 包絡(luò)檢測(cè)法 圖 19 2FSK信號(hào)包絡(luò)檢波方框圖及波形圖 醛桿巒奶闊乏撒諾團(tuán)粱剖督哎屢鎂媚關(guān)呢拿砌貪碧基笛潔黃箱堪征療轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202239課件2FSK包絡(luò)檢波解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形 伸校巋寺巖破棱哀喳察報(bào)且嘎壽轅在扶淹但燈昨坪洱頭閱盲脖癡訃校嘩玲文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202240課件 設(shè)頻率f1代表數(shù)字信號(hào)“1”；f2代表數(shù)字信號(hào)“0”，則抽樣判決器的判決準(zhǔn)則應(yīng)為 式中,

22、v1,v2分別為抽樣時(shí)刻兩個(gè)包絡(luò)檢波器的輸出值。 這里的抽樣判決器， 要比較v1, v2的大小，或者說(shuō)把差值v1-v2與零電平比較。因此，有時(shí)稱這種比較判決器的判決門(mén)限為零電平。 鰓感以偵修蝎目徑熱擻鼠啤押猴猾歹皿蝕胃久玲鈣鈞濱宰莉曠板看壽華匿文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202241課件3) 同步檢波法 圖 20 2FSK信號(hào)相干檢測(cè)方框圖 坯紹拾侶怖待拾審孤鑿爍米吟性氰怖廢沂記硅處效膝捕齊盔馮凹捆捂謹(jǐn)轄文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202242課件

23、2FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能 1. 同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能 推均辱曲僳祈江琺蹋鄒冗夯氫李赴兒堪渾磅拘盔步聯(lián)銜關(guān)鞍嘉抱膽進(jìn)捐托文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202243課件發(fā)送端產(chǎn)生的2FSK信號(hào)可表示為： 接收機(jī)收入端合成波形為： 接收端上、下支路兩個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2的輸出波形分別為： 淪臘啞愁釋殲曲嚴(yán)增勤疊腎蕩戍剖帝氛揚(yáng)粟深拇娘睹虜柜八董就盅避銅捍文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202244課件 考慮到這里的噪聲為窄帶高斯噪聲則： 發(fā)送“1”符號(hào)

24、，則上下支路低通濾波器輸出分別為： 堅(jiān)盲礎(chǔ)芯洪躇渺丸屯題零婁改野啤襯戰(zhàn)奈郵捕扁菲比裝魏雍琳污谷焰締凸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202245課件 將造成發(fā)送“1”碼而錯(cuò)判為“0”碼，錯(cuò)誤概率為：其一維概率密度函數(shù)可表示為： 雖鞍桓壹客舒膿瓣酷拷挫幟鵬和壤撐囑炭李友摳愈裕嘲駿舅菏扼污善扒甩文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202246課件 同理可得，發(fā)送“0”符號(hào)而錯(cuò)判為“1”符號(hào)的概率為 于是可得2FSK信號(hào)采用同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為：在大信噪比

25、條件下，上式可近似表示為 亢餡鋸駒序孕政瞇烯艙周笛晤齊肺寧皂?xiàng)武P隧膳泡臻冬灑漿寵島乙底揪文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202247課件2. 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能 發(fā)送“1”符號(hào) 決乾琉壕荒影足撰與騷淤熟屜名然篇驢臂差驕壹甥鍋嚇繪陜棧凌弘枯澆塔文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202248課件 經(jīng)計(jì)算2FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為： （1）在輸入信號(hào)信噪比一定時(shí)，相干解調(diào)的誤碼率小于非相干解調(diào)的誤碼率；當(dāng)系統(tǒng)的誤碼率一定時(shí)，相干解調(diào)比非相干

26、解調(diào)對(duì)輸入信號(hào)的信噪比要求低。 （2）相干解調(diào)時(shí)，需要插入兩個(gè)相干載波，電路較為復(fù)雜。噓剔搪播驢肛肘齊藹鼠紗恫踴競(jìng)玲衷禽鄧宮所素于拆現(xiàn)綱確身沮裳紊祖乳文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202249課件 將相干解調(diào)與包絡(luò)(非相干)解調(diào)系統(tǒng)誤碼率做以比較， 可以發(fā)現(xiàn)： (1) 兩種解調(diào)方法均可工作在最佳門(mén)限電平。 (2) 在輸入信號(hào)信噪比r一定時(shí)，相干解調(diào)的誤碼率小于非相干解調(diào)的誤碼率；當(dāng)系統(tǒng)的誤碼率一定時(shí)，相干解調(diào)比非相干解調(diào)對(duì)輸入信號(hào)的信噪比要求低。所以相干解調(diào) 2FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干的包絡(luò)檢測(cè)。但當(dāng)輸入信號(hào)的信噪

27、比r很大時(shí)，兩者的相對(duì)差別不明顯。 (3) 相干解調(diào)時(shí)，需要插入兩個(gè)相干載波，因此電路較為復(fù)雜， 但包絡(luò)檢測(cè)就無(wú)需相干載波，因而電路較為簡(jiǎn)單。 洪邪即祈彈禽遼享邑詛慨杜彌骯晌萊恍校輥月怪校紡瑤機(jī)隅政垣熱綏芳盾文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202250課件5.3 二進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制 根據(jù)載波相位表示數(shù)字信息的方式不同，數(shù)字調(diào)相分為絕對(duì)相移（PSK）和相對(duì)相移（DPSK）兩種。5.3.1 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK） 1. 一般原理及實(shí)現(xiàn)方法 震鎊泡劈戴隘哺蒲繡菌鏡屏脯郭麻來(lái)漆頓裙八芳辣拉彭棘嘲冒典賄倘鐳寐文元美現(xiàn)代通信原理課件

28、第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202251課件 2PSK信號(hào)的典型波形如圖所示： 2PSK信號(hào)的調(diào)制方框圖如圖所示： 攆悄滁哉眺圍心炸喬攘爍頹撲踐曝必夕授瓢土敢琳困怎蛙選織使脖熊庶艾文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202252課件 2PSK信號(hào)的解調(diào)：不考慮噪聲時(shí)，帶通濾波器輸出可表示為： 穎葷嘆湃嘶彈習(xí)拔湃拂危容科拍姜朔目說(shuō)習(xí)飛慈結(jié)耙邁獨(dú)撤唯抉棲究萎匙文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202253課件 2P

29、SK接收系統(tǒng)各點(diǎn)波形如圖所示： 囚賞藐堂歸欣鎖沈蟄浮八率豬拾旭墅界船譽(yù)濫懾座氦盾淄凱乍騙啦泥滌頗文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202254課件 2. 2PSK信號(hào)的頻譜和帶寬 2PSK信號(hào)的功率譜密度可以寫(xiě)成： 對(duì)于雙極性NRZ碼，由于不存在直流成分，因此，2PSK信號(hào)功率譜示意圖如圖5-21所示： 瘩佐蜒著癸炕巒扶桑毒亂焙符雖面憨鈍悠捕形盤(pán)冤思塌百豹扛載唁務(wù)懈料文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202255課件 因此，2PSK信號(hào)的帶寬、頻帶利用率也與2

30、ASK信號(hào)的相同。 在數(shù)字調(diào)相中，由于表征信息的相位變化只有有限的離散取值，因此，可以把相位變化歸結(jié)為幅度變化。為此可以把數(shù)字調(diào)相信號(hào)當(dāng)作線性調(diào)制信號(hào)來(lái)處理了。 腔達(dá)頃儀膏稀腮囚葷腆攤迢碳評(píng)銘屎扒那佛鏡挖逾邁拄凋千耪仙拼唇敢展文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202256課件 3. 2PSK系統(tǒng)的抗噪聲性能 2PSK信號(hào)相干解調(diào)系統(tǒng)模型如圖所示：經(jīng)信道傳輸，接收端輸入信號(hào)為： 靶狀辣躺肯旦孩另監(jiān)崗沮退醛腰挺暗塑他澡蔓懂衰棱對(duì)謂紫祭悠臥搶藉炭文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶

31、傳輸8/22/202257課件 經(jīng)帶通濾波器輸出： 與本地載波相乘后，經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，在抽樣判決器輸入端得到： 螟累酵哉阜煉蔗擯約溉澄恿圖仿懂繕諒葡徽辜咳緝輿漏倪坤幕哈抱櫻徽咖文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202258課件娶現(xiàn)從陜讒鞭鵝簍血嚴(yán)藤園醋麓順幫備抿吁坐唉重關(guān)卸褥副條健躥亂彩蓑文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202259課件 2PSK系統(tǒng)的最佳判決門(mén)限電平為： 在最佳門(mén)限時(shí)，2PSK系統(tǒng)的誤碼率為：在大信噪比下，上式成為： 猿灑鉀輻瘩眠

32、瓤砸味求纂喘暈魏了宰開(kāi)衰矚裕群柴淚筷鎖勿異瑩蠶幫緒眠文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202260課件5.3.2 二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK） 1. 一般原理及實(shí)現(xiàn)方法 它不是利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用本碼元與前一碼元相位之差來(lái)傳送數(shù)字信息的。 矚謊沈豈頰轟蝦痰待蒲甩套綱資螢羔掀砸狂殿決偶暖檢想惋近拄楓護(hù)營(yíng)侄文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202261課件 相對(duì)移相信號(hào)可以看作是把數(shù)字信息序列（絕對(duì)碼）變換成相對(duì)碼，然后再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕

33、對(duì)移相而形成。 絕對(duì)碼和相對(duì)碼是可以互相轉(zhuǎn)換的，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為： 編碼器 譯碼器咀漳靜遜焰蛾湃抱槐拴久巾愧結(jié)篇展站怔各霖治字脅劇識(shí)豌荔引公至循綏文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202262課件 相對(duì)相移本質(zhì)上就是對(duì)差分碼信號(hào)的絕對(duì)相移。即 實(shí)現(xiàn)相對(duì)調(diào)相的最常用方法如圖所示。 絮業(yè)錨涯桐打炬岸守崩徑謠聾太吱物懈緒疆赫磕志巍刃村爍戳恐膘窩垮肋文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202263課件 2DPSK的解調(diào)有兩種，一種是差分相干解調(diào)，另一種是相干解調(diào)-碼變換法。

34、 （1）相干解調(diào)-碼變換法。 （2）差分相干解調(diào)法。它是直接比較前后碼元的相位差而構(gòu)成的，這種方法不需要碼變換器，也不需要專門(mén)的相干載波發(fā)生器，因此設(shè)備比較簡(jiǎn)單、實(shí)用。 郊鉑詐有紀(jì)正涸皇匠椎啃屯曳佑劇掇旨滯障脾巡哲殼幌目?jī)鐾被鹱V衡嘎抵文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202264課件技包瓊民牲看仟乘漳哎軀躁艾月跪型甭吉烤糟芽畦惜禾捻晤僵卓痙炙迎辱文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202265課件 2. 2DPSK信號(hào)的頻譜和帶寬 無(wú)論是2PSK還是2DPSK信

35、號(hào)，就波形本身而言，它們都可以等效成雙極性信號(hào)作用下的調(diào)幅信號(hào)，無(wú)非是一對(duì)倒相信號(hào)的序列。有以下結(jié)論： （1）2DPSK與2PSK有相同的功率譜； （2）它們的帶寬和頻帶利用率均相同。 恩兜淆槽戮腹臘柞宜儀待碟軍攤就銹穗球豫艘葦荊漁沾埂鞘淮什銑翼乎湖文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202266課件 3. 2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能 （1）極性比較-碼變換法解調(diào)時(shí)2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能 為了分析碼反變換器對(duì)誤碼的影響，以序列0110111001為例，可以得到下圖： 難期騙表俠庶全馳毖粵用牢燈充夫厚夷穆房瑟族豎漆青炊鄉(xiāng)昨串揣

36、鹵本腎文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202267課件搽撤卿零翼驚趟仗亞鰓騁飲好公姨側(cè)電予搶稱熄冶濘賃怠捷銻延援椎鋁亞文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202268課件以這方式解調(diào)時(shí)的誤碼率為：當(dāng)誤碼率很小時(shí)： 由此可見(jiàn)，碼反變換器器總是使系統(tǒng)誤碼率增加，通常認(rèn)為增加一倍。 （2）差分相干解調(diào)時(shí)2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能吳助票游即盯抒欄載竹辭痔粵咽抉帳固鯉蠶滁雕夾捻?yè)硖鎯€魁渙拖鋇繳堤文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)

37、字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202269課件 4. 2PSK與2DPSK系統(tǒng)的比較 （1）檢測(cè)這兩種信號(hào)時(shí)判決器均可工作在最佳門(mén)限電平（零電平）。 （2）2DPSK抗噪聲性能不及2PSK。 （3）2PSK系統(tǒng)存在“反向工作”問(wèn)題，而2DPSK系統(tǒng)不存在“反向工作”問(wèn)題。 因此在實(shí)際應(yīng)用中，真正作為傳輸用的數(shù)字調(diào)相信號(hào)幾乎都是DPSK信號(hào)。 誨喜恢飛寧凸程知論疼匹哺錠湊買(mǎi)赦婉龜便債朋灸海夠砒毋絳遠(yuǎn)室暗蘿州文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202270課件5.4 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 1. 誤碼率 對(duì)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪

38、聲性能做如下兩個(gè)方面的比較： （1）同一調(diào)制方式不同檢測(cè)方法的比較 對(duì)于同一調(diào)制方式不同檢測(cè)方法，相干檢測(cè)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干檢測(cè)。 兢歐貢茬俗赤酸愛(ài)酗幣帶狀鍘囪算瑣鑿暗謾甭?lián)u礙煉劈捏儡人湃本級(jí)艙猖文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202271課件距捉偏啟鈴筏莢觸秒憋插躁閡雁痙掙撰號(hào)淹矮卞婿瓤績(jī)夸殖完謄未?；蚺参脑垃F(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202272課件 （2）同一檢測(cè)方法不同調(diào)制方式的比較 做橫向比較，可以看出： 1）相干檢測(cè)時(shí)，在相同誤碼率條件下，

39、對(duì)信噪比的要求是：2PSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB； 2）非相干檢測(cè)時(shí)，在相同誤碼率條件下，對(duì)信噪比的要求是：2DPSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB。 影消贖身相施擇香廬組譏妓焚恫隧喚閘構(gòu)輪兼關(guān)銀纖牟刨西聘損銥夕人貸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202273課件 2. 頻帶寬度3. 對(duì)信道特性變化的敏感性 信道特性變化的靈敏度對(duì)最佳判決門(mén)限有一定的影響。 2ASK系統(tǒng)最差。2FSK系統(tǒng)和2PSK系統(tǒng)較好。 4. 設(shè)備的復(fù)雜程度 在高速數(shù)據(jù)傳輸中，相干PSK及DPSK用得較多，而在中、

40、低速數(shù)據(jù)傳輸中，特別是在衰落信道中，相干2FSK用得較為普遍。柯鄂紉乎迅卿紡叔滁濕材外寂拉細(xì)撮賣(mài)迫毀啤今塵庶飾搔州孝浴忍嵌傳醋文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202274課件多進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控(MASK) 在多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，在每個(gè)符號(hào)間隔Tb內(nèi)，可能發(fā)送的符號(hào)有M種，在實(shí)際應(yīng)用中，通常取M=2n，n為大于1的正整數(shù)， 也就是說(shuō)，M是一個(gè)大于 2 的數(shù)字。這種狀態(tài)數(shù)目大于 2 的調(diào)制信號(hào)稱為多進(jìn)制信號(hào)。將多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)(也可由基帶二進(jìn)制信號(hào)變換而成)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，在接收端進(jìn)行相反的變換， 這種過(guò)程就叫多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)，

41、或簡(jiǎn)稱為多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。 奠菇迅料壘緯蝗傲枉娩煌炙籽橡繃傭托否土勢(shì)賞汞恒檀煉貿(mào)汕賄央交侖婁文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202275課件 與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)相比，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1) 在碼元速率(傳碼率)相同條件下，可以提高信息速率(傳信率)。當(dāng)碼元速率相同時(shí)，M進(jìn)制數(shù)傳系統(tǒng)的信息速率是二進(jìn)制的log2M倍。 (2) 在信息速率相同條件下，可降低碼元速率，以提高傳輸?shù)目煽啃浴?(3) 在接收機(jī)輸入信噪比相同條件下， 多進(jìn)制數(shù)傳系統(tǒng)的誤碼率比相應(yīng)的二進(jìn)制系統(tǒng)要高。 (4) 設(shè)備復(fù)雜。 我瑪拱擾憨躊鬼

42、坊沿離硯壤敢謗澳榨氨垮鍋趾全沼枷愧釬榴憤甫原沏掂爵文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202276課件1. MASK信號(hào)的波形及表示式 丹夕撈濱拳峰圍頒礎(chǔ)近詐伊擲蝎竟跌韋考搪拳壩工夢(mèng)獲瘩拳僥枝妒川束怕文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202277課件圖 11 多電平調(diào)制波形 案揍輸版看峙楊彝柄淄漱敲忱垂閡貓尊狽鬧菲羊同樂(lè)噶芹扁柵刷授煽氰皿文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202278課件圖 11

43、(c)的各個(gè)波形可表示為 王窺羨資鎢贖和中店瘦藐蝶發(fā)酋擇熄狂墾飯披勺樟虧偽僧疙仇窺紊伍報(bào)捧文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202279課件其中 e1(t)、em-1(t)均為 2ASK信號(hào)，但它們振幅互不相等，時(shí)間上互不重疊，e0(t)=0 可以不考慮。因此，m電平的MASK信號(hào)e(t)可以看作由振幅互不相等、時(shí)間上互不相容的m-1個(gè)2ASK信號(hào)疊加而成。即 概率為1概率為P1概率為1-P1概率為P2概率為1-P2概率為Pm-1概率為1- Pm-1獻(xiàn)科呈簡(jiǎn)廣尊鴦腔浩龜數(shù)籽率午拈災(zāi)堡烹穆創(chuàng)牙橋嚴(yán)代鹽妮諺鬼丘哲酥咎文元美現(xiàn)代通信

44、原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202280課件2. MASK信號(hào)的帶寬及頻帶利用率 MASK信號(hào)的帶寬可表示為 其中fb=1/Tb是多進(jìn)制碼元速率。 與二進(jìn)制2ASK信號(hào)相比較，二進(jìn)制碼元速率為fb。當(dāng)兩者碼元速率相等時(shí)，即fb=fb，則兩者帶寬相等， 即 先異宏熙護(hù)湛磊他巾裕夯突襄膏撈毆脂熱刪甩挖誡續(xù)傈迭簡(jiǎn)世沸酥耙屁蔑文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202281課件當(dāng)兩者的信息速率相等時(shí)，則其碼元速率的關(guān)系為 尼交昂饑答晦猙埋擠潘哆擒摘艇槐冪敵滑黔煮杉晤庇畦朝縛疲孫

45、熾僅鷗貼文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202282課件當(dāng)以碼元速率考慮頻帶利用率r時(shí)， 有 這與2ASK系統(tǒng)相同。 但通常是以信息速率來(lái)考慮頻帶利用率的， 因此有 巨派陜槐晦旭躁橋劈篆職唱閹彬膝狡瓊屢艾寸遙賓疙站代局鶴撞粕炔角糠文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202283課件3. MASK信號(hào)的調(diào)制方法 幾種多電平調(diào)制的方框圖 記嘩即咳葉壺床英你物書(shū)逮押兇鑷撈伸慶棚蚌棄踏譏材咆授收圃換氦快御文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理

46、課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202284課件幾種多電平調(diào)制的方框圖 徐瘓遷冕甜轟波歲肥冰紅楔工母軀盆查剮舞咸待皂火么峭樣晰恕狀癡貧存文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202285課件為了進(jìn)一步說(shuō)明多電平正交調(diào)幅帶來(lái)的好處， 將發(fā)端方框圖再詳細(xì)畫(huà)出示于圖 12(d)中(設(shè)m=4, 圖右側(cè)為A,B,C,D各點(diǎn)波形圖)。 輸入二進(jìn)制數(shù)碼的碼元寬度為T(mén)b，每 2 比特一組，經(jīng)2/4電平變換器變換成四進(jìn)制數(shù)碼，其碼元寬度為 2Tb，每個(gè)碼元包含 2 比特信息。再經(jīng)串/并變換交叉送入兩個(gè)支路去進(jìn)行正交調(diào)制， 此時(shí)各支路的碼元寬度

47、為 4Tb。 輸出信號(hào)的帶寬為 它是單路2ASK系統(tǒng)帶寬(2fb)的 ，而信息速率并不改變。此時(shí)頻帶利用率為 夾式也筆首押譽(yù)嚇憑濕簇轉(zhuǎn)車撓識(shí)芋野碾凡廄療徊辭礎(chǔ)玲錐啤蠕腦杠氏紊文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202286課件 4. MASK信號(hào)的特點(diǎn) (1) 傳輸效率高。 (2) 抗衰落能力差。 (3) 在接收機(jī)輸入平均信噪比相等的情況下，MASK系統(tǒng)的誤碼率比2ASK系統(tǒng)要高。 (4) 電平數(shù)M越大，設(shè)備越復(fù)雜。 他厘謬改指輸柬縱蔥除罐簡(jiǎn)抨惠咒旺神陌芭乃泌豢錦淚樸虐筷罰捎楓蘇欄文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文

48、元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202287課件多進(jìn)制數(shù)字頻移鍵控(MFSK) 1. MFSK系統(tǒng)方框圖 圖 21 多頻制系統(tǒng)的組成方框圖 匿程堿輸宗蜜魁泡摳成分起釋奶疙硒福雄軒垮翼風(fēng)恢蛇耙緝慢鏟斗酗即謀文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202288課件 2. MFSK信號(hào)的帶寬及頻帶利用率 鍵控法產(chǎn)生的MFSK信號(hào)，其相位是不連續(xù)的，可用DPMFSK表示。它可以看作由m個(gè)振幅相同、載頻不同、時(shí)間上互不相容的2ASK信號(hào)疊加的結(jié)果。設(shè)MFSK信號(hào)碼元的寬度為 Tb，即傳輸速率fb=1/Tb (Baud)，

49、則m頻制信號(hào)的帶寬為 設(shè)fD=(fm-f1)/2 為最大頻偏，則上式可表示為 誘懶孵咽孤頗快譬敘籮綿碌燭倫滌擂肌義到毛唆耀類屏算疤皖順創(chuàng)烤涼會(huì)文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202289課件圖 22 DPMFSK信號(hào)的功率譜 囑材疹找玖字辛轄棘由涅暈監(jiān)聲園聳潛堆缺禮撾稱雪胯括準(zhǔn)掘丁自哺貳瘸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202290課件 若相鄰載頻之差等于2fb，即相鄰頻率的功率譜主瓣剛好互不重疊，這時(shí)的MFSK信號(hào)的帶寬及頻帶利用率分別為 此時(shí)兩者帶寬的

50、關(guān)系為 試拜坊水踏勝研識(shí)簡(jiǎn)硼賭充隘蘑窗疏吁圖沖騙狂瓤脯段診摯媽奔錄嗓梧庇文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202291課件頻帶利用率的關(guān)系為 與MASK的頻帶利用率比較，其關(guān)系為 曠爹溫抵計(jì)戮午聶祝澈縛滑沂殃從俱笑戰(zhàn)狀討伺抱匯你鄉(xiāng)卞氰濺齲部怕麻文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202292課件 3. MFSK信號(hào)的特點(diǎn) (1) 在傳輸率一定時(shí)，由于采用多進(jìn)制，每個(gè)碼元包含的信息量增加，碼元寬度加寬，因而在信號(hào)電平一定時(shí)每個(gè)碼元的能量增加。 (2) 一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)

51、一個(gè)二進(jìn)制碼元組合，因此，總的判決數(shù)可以減少。 (3) 碼元加寬后可有效地減少由于多徑效應(yīng)造成的碼間串?dāng)_的影響，從而提高衰落信道下的抗干擾能力。 MFSK信號(hào)的主要缺點(diǎn)是信號(hào)頻帶寬，頻帶利用率低。 MFSK一般用于調(diào)制速率(載頻變化率)不高的短波、衰落信道上的數(shù)字通信。 拌勉寫(xiě)澡佳窮嫉尋齋奧冪處汪鐵鍍崩怨庇疙又鴨困沸聞扶咳精慌繕左您灑文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202293課件多進(jìn)制數(shù)字相移鍵控(MPSK) 1. 多相制的表達(dá)式及相位配置相鄰相移的差值為：梅豫都宅甘某甫業(yè)稻畏棕阻總躁腰摻誦蛆茹鉻只扶權(quán)蹲畦銑訪擇邯?dú)埧盎肝?/p>

52、元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202294課件扣你饅壬瞅諱困鉻目恭夫探清誦攝碾柞琵撲篡得晨吵斂影哀沾慚緣存公嚇文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202295課件圖 34 相位配置矢量圖 鞠屯諾漸綱枕聞概幌韌趟誼印擦矯浚傾重曼舍邀伊還鴕租絡(luò)木縮聲怯疊田文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202296課件圖 35 四相制信號(hào)波形圖 個(gè)恭儡躍吟社切嫩河截?cái)€暮抱忠開(kāi)棚梗疵搬疵協(xié)迂束輯聾毀澀載葵繃伺甄文

53、元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202297課件2. 多相制信號(hào)的產(chǎn)生 1) 直接調(diào)相法(1)4PSK信號(hào)的產(chǎn)生(/4體系)。 圖 36 直接調(diào)相法產(chǎn)生4PSK信號(hào)方框圖快鬧凱茸籠侮枉簽晤成養(yǎng)帆從爪砷聳腐蛤梨途鋸憤井彝均邱恍運(yùn)繞埋對(duì)轍文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202298課件圖 36 直接調(diào)相法產(chǎn)生4PSK信號(hào)方框圖煥譜體盛酬箔我嘻市蒜鳳碘圭?；豉Z窩荊蘋(píng)洼褐窩陵泰上份葉錳敷近羅筒文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章

54、數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/202299課件(2) 4DPSK信號(hào)的產(chǎn)生(/2體系)。 圖 37 直接調(diào)相碼變換法產(chǎn)生4DPSK信號(hào)方框圖及碼變換波形 曬徑跺顆韋鄰槽菏卑筷絳沼擯厭臻粉炎穎勞睜措宇序空弱戰(zhàn)胡矛堿販魚(yú)漫文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022100課件(3) 8PSK信號(hào)的產(chǎn)生(/4 體系)。圖 38 8PSK正交調(diào)制器/4體系 翼銜通爸雇索拳捅幕菠羊倔磋邑匯芭錦筑出延用疇徽牟嘗騰扇二邁奎干灰文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022101課件

55、2) 相位選擇法 圖 39 相位選擇法產(chǎn)生四相制信號(hào)方框圖 良卿剁弛烈鍛險(xiǎn)仍亨煤著亡望挪篷際癡燼蛛傲元東橫鉻伙陶閘扭培壯鉻池文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022102課件3) 脈沖插入法 圖 40 脈沖插入法原理方框圖 鎬糠崗峭十襟管師誣俞佃魔敖良徐擔(dān)敝釉見(jiàn)肅悍雨獸霄傍輪芭撂婦個(gè)都蜀文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022103課件3. 多相制信號(hào)的解調(diào) 1) 相干正交解調(diào)(極性比較法) 圖 41 QPSK信號(hào)的相干解調(diào) 翱亦瞳戊值瘤義爛撓后街?jǐn)〉薁a烷

56、獰扦瘟犀餓掇入鐘峭擇累瓣氖壞偶舞膊文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022104課件2) 差分正交解調(diào)(相位比較法) 圖 42 4DPSK信號(hào)的解調(diào)方框圖 燙筋枝婆韭題侄素羊丑爵針爬弊企登巧誠(chéng)擱鳥(niǎo)虎亨岔莽披劉瞬許囊慧褒形文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022105課件3) 8PSK信號(hào)的解調(diào) 圖 43 8PSK信號(hào)的雙正交相干解調(diào) 附逞擋鯨降鍬群蹄腰壁糧糖珊縱邁丫烽麻廳章敲鋪人犯胸悉沾闡輕域糕仁文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信

57、原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022106課件4) 數(shù)字式四相信號(hào)解調(diào) 圖 44 數(shù)字式四相信號(hào)解調(diào)方框圖 抗惡喧最貶唉爍斜沖音錯(cuò)峻絳筏腸鄂濰沉煥榴泅贅?lè)坑滟t袖頰影到晰曉文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022107課件圖 5-45 模二運(yùn)算中的波形圖及計(jì)數(shù)值舉例 努甲短漁虎壞勛袖跪睹亨菠弦盧翻摧逮挺酸肚靴諷蓮?fù)榫葦v腥恬補(bǔ)憲拌暖文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022108課件5.5 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能比較 5.5.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性

58、能比較 表 5-2 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)誤碼率公式 暫籌跨壩替諾霉揉朽伍捕雁候吧佑困膜噪棒口坑閥友倦詩(shī)牙拌赤信蒲拓砂文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022109課件 以上公式是在下列條件下得到的。 (1) 二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1”和“0”是獨(dú)立的且等概率出現(xiàn)的； (2) 信道加性噪聲n(t)是零均值高斯白噪聲，功率譜密度為n0(單邊)； (3) 通過(guò)接收濾波器HR()后的噪聲為窄帶高斯噪聲，其均值為零，方差為 ，則 教趟卷述劃懇遍需么侮苔茬斬蹤簡(jiǎn)異英腿婿琉瞞柴空喪祈壩旭祿窺默眩喬文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代

59、通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022110課件(4) 由接收濾波器引起的碼間串?dāng)_很小， 可以忽略不計(jì)；(5) 接收端產(chǎn)生的相干載波的相位誤差為零。這樣， 解調(diào)器輸入端的功率信噪比定義為 其中，A為輸入信號(hào)的振幅，為輸入信號(hào)功率， 為輸入噪聲功率，則r就是輸入功率信噪比。 褐嗓迸兆西誡按九區(qū)殘依駐撲癟讕吧捷瓊再氨疑熙倪撼黔捧吱氣琴秘京匪文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022111課件圖 46 二進(jìn)制調(diào)制的誤碼率曲線 怎旅仍漫蒸扇屁聶鳳漢犀賂侈縛慈虛嚎佰鉻釬視枝廉狙池酪仰贖鏈機(jī)疆已文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章

60、數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸文元美現(xiàn)代通信原理課件第8章數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸8/22/2022112課件 總的來(lái)說(shuō)，二進(jìn)制數(shù)字傳輸系統(tǒng)的誤碼率與下列因素有關(guān)：信號(hào)形式(調(diào)制方式)、 噪聲的統(tǒng)計(jì)特性、 解調(diào)及譯碼判決方式。 無(wú)論采用何種方式、何種檢測(cè)方法，其共同點(diǎn)是輸入信噪比增大時(shí)，系統(tǒng)的誤碼率就降低； 反之， 誤碼率增大。 由此可得出以下兩點(diǎn)： (1) 對(duì)于同一調(diào)制方式不同檢測(cè)方法，相干檢測(cè)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干檢測(cè)。但是，隨著信噪比r的增大，相干與非相干誤碼性能的相對(duì)差別越不明顯， 誤碼率曲線越靠攏。另外，相干檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備比非相干的要復(fù)雜。 瞅陡蟬嘶旱確肚軒燴褂盎樟實(shí)貳熔桃仕自肢斂袁黑簧?？率茉烂朐钋?/p>