《通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版).ppt（128页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 数字带通传输 第7章 樊昌信樊昌信 曹丽娜曹丽娜 编著编著 通信原理 第通信原理 第7 7版版 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 二进制数字调制 解调原理 2ASK 2FSK 2PSK 2DPSK 二进制数字调制系统抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制原理和特点 本章内容 第7章 数字调制 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 u数字调制 用数字基带信号控制载波某个
2、参数的过程 u数字带通传输系统 包括调制 解调过程的数字传输系统 振幅键控 频移键控 相移键控 q模拟调制法 q数字键控法 q二进制和多进制调制 q基本调制和新型调制 方法分类分类 Amplitude Shift Keying Frequency Shift Keying Phase Shift Keying ASK PSK FSK 概 述 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 二进制数字调制原理 7 1 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 1 0 1 101 s t 载波 2AS
3、K t n 表达式 2ASK 也称 OOK t t n 原理 n 波形 单极性 Ts s t 载波幅度 7 1 1 二进制振幅键控 2ASK 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n2ASK 产生 u模拟调制法 u键控法 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 2ASK 解调 u 包络检波法 u 相干解调法 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 u 包络检波法的各点波形 相呼应 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通
4、信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n原理 n波形 n表达式 s t 载波频率载波频率 7 1 2 二进制频移键控 2FSK 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 式中 g t 单单个矩形脉冲 Ts 脉冲持续时间续时间 n和 n分别别是第n个信号码码元 1或0 的初始相位 通常可令其为为 零 因此 2FSK信号的表达式可简简化为为 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 u模拟调频法 相邻码元之间的相位是连续变化的 u 键控法 相邻码元之间的相位不一定连续 n 2FSK 产生
5、 特点 转换速度快 电路简单 产生的波形好 频率稳定度高 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 u 包络检波法 n 2FSK 解调 0101 s1 s2 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 其他解调方法 鉴频法 差分检测法 过零检测法等 u 相干解调法 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 u 过零检测法 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n FSK应用 西安电子科技
6、大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n原理 n波形 n表达式 双极性 s t 载波相位 7 1 3 二进制相移键控 2PSK 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 2PSK 产生 u键控法 n 2PSK 解调 u模拟调制法 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 2PSK 解调原理 框图 和 各点波形 2PSK存在问题存在问题 解决方案解决方案 DPSK Differential PSK 载波相位模糊 倒 现象 反相工作 西安电子科技大
7、学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 利用前后相邻码元的载波相对相位表示信息 n 矢量图 B方式 A方式 基准 2PSK 前一 2DPSK n 原理 7 1 4 二进制差分相移键控 2DPSK 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 波形 示例 n 差分编码规则 为模2加 bn 1为 bn的前一码元 最初bn 1可任意设定 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 2DPSK 产生 u 构 思 n2DPSK 解调 u 模 型 差分编码 西安
8、电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 1 2DPSK 相干解调 码反变换法 相位 模糊 消除 影响 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 2 2DPSK 差分相干解调 相位比较 法 相乘器 起着 相位比较的作用 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 分析目的 B 和 fc n 分析方法 借助于基带信号的功率谱 Power Spectral Density 7 1 5 二进制数字已调信号的功率谱 PSD 西安电子科技大学西安电子科
9、技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 设 Ps f s t 的PSD P2ASK f 2ASK信号的PSD 则 1 2ASK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 可见 P2ASK f 是Ps f 的线性搬移 属线性调制 单极性 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 基带带宽 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 fB 1 TB RB 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 2PSK信号的频谱与2ASK的十
10、分相似 带宽也是基带信号带宽的两倍 区别仅在于当P 1 2时 谱中无离散谱 即载波分量 2 2PSK 2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 双极性 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 3 2FSK信号的功率谱密度的功率谱密度 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 连续谱形状随着两个载频之差的大小而变化 谱零点带宽 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 二进制数字调制系统 抗噪声性能 7 2 西安电子科技大学西安电子科技大
11、学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 概 述 n性能指标 系统的误码率 Pe n n 分析方法分析方法 借用数字基带系统的方法和结论 n分析条件 恒参信道 传输系数取为 K 信道噪声是加性高斯白噪声 n背景知识 窄带噪声 正弦波 窄带噪声 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 a kA 7 2 1 2ASK系统的抗噪声性能 n 2ASK 相干解调 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽
12、娜课件制作 曹丽娜 均值 a或 0 方差 n2 一维概率密度函数 nc t 是高斯过程 0 n2 抽样 x 高斯 发送 1 时 发送 0 时 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 设判决门限为设判决门限为 b b 则判决规则为 则判决规则为 b 咦 好像与 单极性 基带系统 的 情况类似 西安电子科技大学西安电子科技大学 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 因此 借助单极性基带系统的分析结果 单极性基带信号 高斯噪声 可方便地得到2ASK 相干系统的分析结果 借用 西安电子科技大学
13、西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 2ASK信号相干解调时系统的总误码率为 r 1 时时 解调器 输入端 信噪比 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n 2ASK 包络检波 正弦波 窄带高斯噪声 窄带高斯噪声 包络检波器 整流 低通 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 l当发送 1 符号时 包络检波器的输出为 l当发送 0 符号时 包络检波器的输出为 广义瑞利分布 瑞利分布 式中 n2为窄带高斯噪声n t 的方差 西安电子科技大学西安电子
14、科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 设判决门限为设判决门限为 b b 判决规则为 判决规则为 l 发 1 错判为 0 的概率为 利用Marcum Q函数 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 r a2 2 n2 信号噪声功率比 b0 b n 归一化门限值 则 P 0 1 可借助Marcum Q函数表示为 l 发 0 错判为 1 的概率为 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 l 系统的总误码率为 当 P 1 P 0 时 有 包检系统的Pe取决于信噪比
15、r 和归一化门限值b0 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 l求最佳判决门限 令 当P 1 P 0 时 有 最佳判决门限 归一化最佳判决门限 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 l实际情况 系统工作在大信噪比情况下 最佳门限应取 此时 系统的总误码率为 当 r 时 上式的下界为 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 归纳 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 接收端带通
16、滤波器带宽为 带通滤波器输出噪声平均功率为 信噪比为 解 例 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 1 同步检测法解调时系统的误码率为 2 包络检波法解调时系统的误码率为 评注 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 7 2 2 2FSK 系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 n 相干解调 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 n1 t 和n2 t 是ni t 经过上 下带通 滤波器的输出噪声 窄带高斯噪声 均值同为0 方差同为 n2 只是中心频率 不同而已 发 1 时 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 经过相干解调后 送入抽样判决器的两路波形分别为 上支路 下支路 式中 n1c t 和 n2c t 均为低通型高斯噪声 0 n2 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 课件制作 曹丽娜课件制作 曹丽娜 l 发 1 错判为 0 的概率为 判决 规则
