第六章 数字频带通信系统.
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1、第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社通信技术基础主编：于宝明 王钧铭主审：宫锦文新世纪高职高专通信类课程规划教材新世纪高职高专通信类课程规划教材国家级精品课件配套教材国家级精品课件配套教材大连理工大学出版社第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社内容回顾内容回顾调制：调制： 调制（调制（ModulationModulation）是用基带信号去控制正弦波的参数）是用基带信号去控制正弦波的参数的过程。的过程。 用于调制的基带信号称为调制信号，调制信号，被调制的正弦波称为载波，载波，经过调制以后的信号称为已调信号。已调信号。第6章 数字频带通信系统大 连 理
2、工 大 学 出 版 社数字基带信号能否直接在信道中传输与信道的传输特性有关。由于数字基带信号具有丰富的低频成分，但现有的许多信道（包括信道端口的一些设备）的传输特性并不能使这些成分有效地传输。 为了完整的传输信号，必须要进行调制。（频谱搬移的为了完整的传输信号，必须要进行调制。（频谱搬移的过程）过程） 0.1 1 2 3 5 10 f(kHz)L(dB) -4 -8 -12 -16 -20 -24 双绞线的传输特性 模拟用户线的传输特性 话音信号频谱 数字基带信号频谱 调制的必要性：调制的必要性：第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社 数字调制是指调制信号为数字型的正弦波调
3、制。数字调制是指调制信号为数字型的正弦波调制。利用数字信号的离散取值特点去键控载波的参数，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法。一个正弦载波有三个参数，分别是幅度、频率与相位，它们都可以受调制信号的控制而发生变化，常见的数字调制有 振幅键控（振幅键控（ASK）（调幅度）（调幅度） 移频键控（移频键控（FSK）(频率调制频率调制) 相移键控（相移键控（PSK）（相位调制）（相位调制） 以及它们的组合或改进。第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社1. 二进制振幅键控（二进制振幅键控（ASK) 正弦载波的有无受到信码控制，当信码为正弦载波的有无受到信码控制，当信码为1时，时，
4、ASK的波形是若干个的波形是若干个周期的高频等幅波（图中为两个周期）；当信码为周期的高频等幅波（图中为两个周期）；当信码为0时，时，ASK信号的信号的波形是零电平。波形是零电平。 载波 ASK 信号波形基带信号波形 （单极性NRZ） 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 信码 E0信号波形信号波形第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种：二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种： 图（图（a）是采用模拟调制方式的）是采用模拟调制方式的ASK调制方法调制方法，相乘器将数字基带信号（单极性NRZ波形）和高频载波相乘，得到A
5、SK信号。 图（图（b）则是采用数字键控方法）则是采用数字键控方法，由数字基带信号去控制一个开关电路。当出现1码时开关K闭合，有高频载波输出；当出现0码时开关K断开，无高频载波输出。相乘器 数字基带信号（单极性NRZ）载波 ASK信号（a）载波ASK 信号（b）数字基带信号（单极性NRZ）第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社相乘器数字基带信号载波ASK信号载波数字基带信号ASK信号第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社ASK信号的频谱信号的频谱ASK信号实际上是信码的单极性NRZ波形与高频载波的相乘。 重要结论：重要结论：ASK信号的频带宽度是基带信号
6、的两倍。信号的频带宽度是基带信号的两倍。 （a） （b） f f 0 0 fC fS UASK(f) UB(f) 第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社2. 二进制频移键控（二进制频移键控（FSK)FSK)信号波形信号波形 二进制频移键控就是用两种不同频率的正弦载波来表示其两种状态二进制频移键控就是用两种不同频率的正弦载波来表示其两种状态(0和和1)，而载波的幅度则保持不变。，而载波的幅度则保持不变。 载波频率FSK 信号波形基带信号波形 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0信码f1 f2 f2 f1 f1 f2 f1 f1 f1 f2 f2 第6章 数字频带通信系统
7、大 连 理 工 大 学 出 版 社 FSK信号的产生可以是直接用NRZ基带信号对一个载波进行调频，如同将其看作一个模拟基带信号，或采用键控的方法，用NRZ基带信号去控制一个选通器，通过选通开关的转向来输出不同的振荡频率。FSK调制调制载波数字基带信号FSK信号第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社载波数字基带信号FSK信号FSK调制器框图与电路调制器框图与电路 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社 如果用两个中心频率分别为f1和f2的带通滤波器对FSK信号进行滤波，可以将其分离成两个ASK信号波形FSK信号波形信号
8、波形 = 滤波器滤波器输出波形输出波形 + 滤波器滤波器输出波形输出波形第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社 如前所述，FSK信号可以看作是两个频率分别为f1和f2的ASK信号的合成，因此它的频谱也是这两个ASK信号频谱的合成，通常FSK信号的频带宽度可根据下式计算： 与与ASK相比，在同样的码元速率下，相比，在同样的码元速率下，FSK信号的频带宽度要大一个频差。信号的频带宽度要大一个频差。FSK信号的频谱信号的频谱 Df（a） f 0 UASK1(f)（c） 0 f1 f2 f FSK 带宽 f1 ASK 带宽 （b） f 0 UASK1(f)f2 sffff212D第
9、6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社3.二进制相移键控二进制相移键控(PSK)(PSK)及二进制差分相移键控及二进制差分相移键控(DPSK)(DPSK)信号波形信号波形 二进制相移键控(PSK)和差分相移键控(DPSK)是载波相位按基带脉冲载波相位按基带脉冲序列的规律而改变序列的规律而改变的一种数字调制方式。+E0-E0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9T10 T1 1 T1 2 T1 3 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0PSK波形信码 DPSK 波形 相对码 载波基准基带信号波形 第6章
10、数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社在T1时刻，信码为1（这里，对应的基带信号波形为低电平），PSK信号与载波基准相位相反；在Tn时刻，信码为0，PSK信号与载波基准的相位相同。这种以信号与载波基准的不同相位差直接去表示相应数字信息的相位键控，通常被称为绝对相移键控方式。 +E0-E0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0PSK波形信码 载波基准基带信号波形T1Tn第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社在T1时刻，信码为1（这里，对应的基带信号波形为低电平），PSK信号与前一码元的相位相反；在Tn时刻，信码为0，PSK信号与前一码元的相位相同。这种以
11、信号码元之间不同相位差直接去表示相应数字信息的相位键控，通常被称为相对相移键控或差分相移键控方式。 +E0-E0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0信码 载波基准基带信号波形 T1TnDPSK波形 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0相对码相对码第6章 数字频带通信系统大 连 理 工 大 学 出 版 社问题问题：下列两个波形哪个是PSK波形？ 哪个是DPSK波形？答答1：不清楚，两个波形类似答答2：波形1是PSK信号， 波形2是DPSK信号答答3：波形1不是DPSK信号， 波形2是PSK信号0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1
