第五章 数字载波调制

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1、第五章 数字载波调制1第五章第五章 正弦载波数字调制系统正弦载波数字调制系统第五章 数字载波调制25.1 引言引言 数字基带传输系统数字基带传输系统, 是将信源发出的信息码是将信源发出的信息码经码型变换及波形形成后直接传送至接收端。经码型变换及波形形成后直接传送至接收端。虽然码型变换及波形形成可使其频谱结构发生虽然码型变换及波形形成可使其频谱结构发生某些变化，但分布的范围仍然在基带范围内。某些变化，但分布的范围仍然在基带范围内。第五章 数字载波调制3 在实际信道中，大多数信道具有在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种信道中传输，因此，数字基带信号不能直

2、接在这种信道中传输，因此，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生已调数必须用数字基带信号对载波进行调制，产生已调数字信号，才能在无线信道、光纤信道等媒质中传输。字信号，才能在无线信道、光纤信道等媒质中传输。类似与模拟调制，有数字振幅调制、数字频率调制类似与模拟调制，有数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。和数字相位调制。5.1 引言引言第五章 数字载波调制4调制器调制器信信 道道解调器解调器噪声源噪声源基带信号输入基带信号输入基带信号输出基带信号输出图图 5.1 1 数字调制系统的基本结构数字调制系统的基本结构5.1 引言引言第五章 数字载波调制5 用数字基带信号去控制载波波形的某个参量，

3、用数字基带信号去控制载波波形的某个参量，使这个参量随基带信号的变化而变化。使这个参量随基带信号的变化而变化。 数字调制数字调制利用数字脉冲信号对载波进行开关形利用数字脉冲信号对载波进行开关形式的控制而实现，故称式的控制而实现，故称数字键控数字键控。1、概念、概念5.1 引言引言第五章 数字载波调制6 载波的波形载波的波形是任意的，但大多数的数字调制系统是任意的，但大多数的数字调制系统都选择单频信号（正弦波或余弦波）作为载波，因为都选择单频信号（正弦波或余弦波）作为载波，因为便于产生与接收。便于产生与接收。 常用的载波信号为常用的载波信号为 ，其中为，其中为A为载为载波的振幅波的振幅, c为载波

4、的角频率为载波的角频率, 为载波的初始为载波的初始相位。相位。cnAcos(t)n 5.1 引言引言第五章 数字载波调制72、数字调制分类、数字调制分类(1) 根据控制载波波形参量不同，分为：根据控制载波波形参量不同，分为：v 振幅键控（振幅键控（ASK） 用数字消息控制载波的振幅。用数字消息控制载波的振幅。v 移频键控（移频键控（FSK） 用数字消息控制载波的频率。用数字消息控制载波的频率。v 移相键控（移相键控（PSK） 用数字消息控制载波的相位。用数字消息控制载波的相位。5.1 引言引言第五章 数字载波调制8(2) 根据已调信号频谱结构特点不同，分为：根据已调信号频谱结构特点不同，分为：

5、v线性调制线性调制(如如ASK) v非线性调制（如非线性调制（如FSK，PSK） 线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号线性调制中已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置，无新的频率成分出现。置，无新的频率成分出现。非线性调制已调信号的频谱结构与基带信号非线性调制已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，有新的频率成分出现。的频谱结构不同，有新的频率成分出现。5.1 引言引言第五章 数字载波调制9 振幅键控是正弦载波的振幅键控是正弦载波的幅度幅度随数字基带信号而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，则变化的

6、数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为为二进制振幅键控二进制振幅键控2ASK。 5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）ASK:Amplitude Shift Keying5.2 二进制数字调制与解调原理二进制数字调制与解调原理第五章 数字载波调制10二进制振幅键控信号的表示、时间波形二进制振幅键控信号的表示、时间波形二进制振幅键控信号的调制原理二进制振幅键控信号的调制原理二进制振幅键控信号的解调二进制振幅键控信号的解调2ASK信号的功率谱密度信号的功率谱密度本节内容本节内容5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制11 2A

7、SK是利用代表数字信息是利用代表数字信息“0”或或“1”的基带的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波，无载波输出时表示发送输出时表示发送“0”。 2ASK信号的时间波形随二进制基带信号信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断变化，所以又称为通（通（on）、断）、断(off)键控键控OOK。5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制12 设发送的二进制符号序列由设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发序列组

8、成，发送送0符号的概率为符号的概率为P，发送，发送1符号的概率为符号的概率为1-P，且，且相互独立。该二进制符号序列可表示为：相互独立。该二进制符号序列可表示为：( )()nBns ta g tnT(5.2 - 1)一、二进制振幅键控信号的表示一、二进制振幅键控信号的表示单极性单极性NRZ矩形脉冲，周期矩形脉冲，周期TB5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制13( )()nBns ta g tnT其中其中(5.2 - 2)PPan1, 1, 0发送概率为发送概率为(5.2 - 3)1,0( )0,BtTg t 其它5.2.1 二进制振幅键控（二进制

9、振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制14则二进制振幅键控信号可表示为：则二进制振幅键控信号可表示为：2ASKnBcnce(t)a g(t nT )costs(t)cost ccost100 传传信信号号“”传传信信号号“ ”(5.2 - 4)5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制15图图 5 .21 二进制振幅键控信号时间波型二进制振幅键控信号时间波型二、二进制振幅键控信号的时间波形二、二进制振幅键控信号的时间波形载 波 信 号2ASK信 号s(t)1011Tb001tttTB5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, O

10、OK）第五章 数字载波调制16习题习题6-2 已知某已知某OOK系统的传码率为系统的传码率为103B,所所用的载波信号为用的载波信号为Acos(4103t)。（1）设传送数字信息为）设传送数字信息为011001，画出相应的，画出相应的2ASK信号波形。信号波形。（2）求）求2ASK信号的带宽。信号的带宽。5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制17(2)二进制振幅键控信号的带宽二进制振幅键控信号的带宽B2ASK是基带信号是基带信号波形带宽的两倍波形带宽的两倍3BB2R2 102000Hz 3 33 32 102 10每每个个码码元元内内有有=2=2个

11、个载载波波波波形形1010解：解：(1)3BR10 B 3c3c3c4102 f410f2 10 Hz 5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制18图图 5.2-2 二进制振幅键控信号调制器原理框图二进制振幅键控信号调制器原理框图乘法器coscte2ASK(t)(a)cosct开关电路s(t)e2ASK(t)(b)s(t)模拟相乘模拟相乘数字键控数字键控三、二进制振幅键控信号的调制原理三、二进制振幅键控信号的调制原理教学动画教学动画5.2.1 二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK, OOK）第五章 数字载波调制19v 非相干解调非相干解调(包络检