數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

1第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三第七章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能7.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)2第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三信源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信宿信源譯碼器信道譯碼器數(shù)字解調(diào)器信道噪聲基帶脈沖生成器采樣判決器引言數(shù)字系統(tǒng)模型3第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三s(t)eo(t)

1001振幅鍵控(ASK)s(t)eo(t)

1001f1

f2

f2

f1移頻鍵控(FSK)

1001010絕對碼載波2PSK信號(hào)移相鍵控(PSK)4第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三7.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理5第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK：AmplitudeShiftKeying)發(fā)送濾波器Ks(t)載波~開關(guān)電路通-斷鍵控(OOK,On-OffKeying)

an為單極性碼g(t)為矩形脈沖波形6第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三s(t)eo(t)

1001基帶信號(hào)波形OOK信號(hào)波形OOK信號(hào)波形及表達(dá)式7第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三定時(shí)脈沖輸入輸出帶通濾波器半波或全波整流器低通濾波器抽樣判決器2ASK的非相干解調(diào)器8第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三抽樣判決器輸入帶通濾波器cosct低通濾波器輸出定時(shí)脈沖2ASK的相干解調(diào)器9第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三PS()PE()00c-c2/TSASK信號(hào)帶寬：矩形脈沖基帶信號(hào)的2ASK信號(hào)功率譜10第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三ASK信號(hào)帶寬：升余弦滾降基帶信號(hào)的2ASK信號(hào)功率譜11第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三若基帶脈沖為矩形脈沖波形，則在一個(gè)碼元周期內(nèi)，F(xiàn)SK信號(hào)可以表示為Ks(t)

f1載波。。。sFSK(t)天關(guān)電路(a)相位不連續(xù)FSK調(diào)制

f2載波基帶脈沖序列二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK：FrequencyShiftKeying)FSK：利用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波的頻率。12第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三基帶信號(hào)FSK信號(hào)

1001f1f2f2f1f1f1f2f2

ASK信號(hào)ASK信號(hào)FSK信號(hào)為兩個(gè)不同頻率交替發(fā)送的ASK信號(hào)的和。13第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三基帶脈沖生成器基帶脈沖序列模擬調(diào)頻器(b)相位連續(xù)FSK調(diào)制14第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三Sx()0Sy()f00f2f1f1-fsf2+fsfo=(f1+f2)/215第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2FSK信號(hào)功率譜f00ff1=f0-fsf2=f0+fsf1=f0-0.6*fsf2=f0+0.6*fsf1=f0-0.4*fsf2=f0+0.4*fs16第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三1抽樣脈沖輸入帶通濾波器包絡(luò)檢波器抽樣判決器輸出輸入帶通濾波器包絡(luò)檢波器22FSK的非相干解調(diào)器17第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三18第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三19第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三輸入cos1t抽樣脈沖抽樣判決器輸出輸入cos2t低通濾波器122FSK的相干解調(diào)器低通濾波器帶通濾波器帶通濾波器20第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2FSK的過零檢測法輸入寬脈沖發(fā)生器帶通濾波器限幅微分整流低通21第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2PSK調(diào)制器及其波形e0(t)π0s(t)~φ移相載波k(b)

10010110s(t)載波2PSK信號(hào)coscte0(t)s(t)

(a)022第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三23第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2PSK的相干解調(diào)器輸入cosct輸出定時(shí)脈沖抽樣判決器帶通濾波器低通濾波器24第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三數(shù)字基帶信號(hào)：未調(diào)載波：2PSK已調(diào)信號(hào)：25第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2PSK解調(diào)器抽樣判決器輸入帶通濾波器cosct低通濾波器輸出定時(shí)脈沖鑒相器26第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180°倒相時(shí)，有“倒π”現(xiàn)象。27第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三DPSK信號(hào)波形

10010110絕對碼載波2PSK信號(hào)

(0)()()(0)()(0)(0)()DPSK信號(hào)

()(0)(0)(0)()()(0)()()相對碼

01110010028第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三DPSK信號(hào)調(diào)制器(絕對碼)DPSK信號(hào)(相對碼)差分編碼二進(jìn)信息cosct0s(t)(b)~φke0(t)π移相載波差分編碼(a)29第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三DPSK信號(hào)解調(diào)器碼(反)變換器

2PSK解調(diào)器數(shù)據(jù)輸出定時(shí)脈沖

DPSK信號(hào)(a)30第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三(b)DPSK帶通低通抽樣判決器信號(hào)輸出延遲

Ts31第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2PSK信號(hào)功率譜Sx()Sy()00c-c32第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

的抗噪聲性能通斷鍵控(OOK)系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制移相鍵控及差分相位鍵控(2PSK及2DPSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能33第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲模型BPFr(t)ni(t)解調(diào)器窄帶高斯噪聲：34第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三通斷鍵控（OOK）系統(tǒng)的抗噪聲性能接收信號(hào)波形35第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三抽樣判決器輸入帶通濾波器2cosct低通濾波器輸出定時(shí)脈沖同步檢測法系統(tǒng)性能36第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三a0xf0(x)f1(x)b37第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三包絡(luò)檢波法系統(tǒng)性能38第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三例7.1設(shè)有一2ASK信號(hào)傳輸系統(tǒng)，RB=4.8×106B,發(fā)送0和1的概率相等，接收端分別采用同步檢波及包絡(luò)檢波法解調(diào)，已知接收端信號(hào)的幅度是a=1mA，信道中加性高斯白噪聲單邊功率功率譜密度n0=2×10－15W/Hz。試求：1.同步檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率。2.包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率。39第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三解：1.接收端帶通濾波器的帶寬

B=2RB=9.6×106Hz；帶通濾波器輸出噪聲功率為n2=n0B=1.92×10-8W;系統(tǒng)的信噪比為：用于同步法檢測解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為：

2.包絡(luò)檢波法的誤碼率為：40第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能接收信號(hào)波形41第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三同步檢測法系統(tǒng)性能輸入2cos1t抽樣脈沖抽樣判決器輸出輸入2cos2t低通濾波器2低通濾波器帶通濾波器帶通濾波器42第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三包絡(luò)檢波法系統(tǒng)性能43第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三例7.2采用2FSK方式在等效帶寬為2400Hz的傳輸信道上傳輸二進(jìn)制信息，2FSK信號(hào)的頻率分別為f1=980Hz;f2=1580Hz；碼元速率RB=300B。接收端輸入的信噪比為6dB。試求：1.2FSK信號(hào)的帶寬；2.包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率。3.同步檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率。44第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三解：1.2FSK信號(hào)的帶寬是：2.由于接收系統(tǒng)中上下支路帶通濾波器近似帶寬均為B=2fs=2RB=600Hz;僅是等效帶寬的1/4，所以噪聲功率也為輸入的1/4，所以輸出信噪比為：3.同理，可得同步檢波誤碼率為：45第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三二進(jìn)制移相鍵控及差分相位鍵控(2PSK及2DPSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能接收信號(hào)波形46第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三抽樣判決器輸入帶通濾波器cosct低通濾波器輸出定時(shí)脈沖2PSK同步檢測法系統(tǒng)性能47第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三a-arf0(x)f1(x)b48第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三2DPSK差分檢測系統(tǒng)誤碼性能2DPSK同步檢測系統(tǒng)誤碼性能49第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三例7.3假設(shè)信道采用2DPSK方式在微波線路上傳送二進(jìn)制數(shù)字信息。已知碼元速率RB=106B，信道中加性高斯白噪聲單邊功率功率譜密度n0=2×10－10W/Hz。要求誤碼率不大于10-4。試求：1.采用差分相干解調(diào)時(shí)，接收機(jī)輸入端所需的信號(hào)功率；50第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三解:1.接收端帶通濾波器的帶寬為B=2RB=2×106Hz;其輸出的噪聲功率為n2=n0B=4×10-4W；2DPSK采用差分相干接收的誤碼率為：

51第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三頻帶寬度設(shè)基帶信號(hào)帶寬為B，則B2ASK=2B;B2PSK=B2DPSK=2B;B2FSK=|f1-f2|+2B;設(shè)基帶信號(hào)為速率等于rs的不歸零方波，則第一過零點(diǎn)帶寬為B2ASK=2rs;B2PSK=B2DPSK=2rs;B2FSK=|f1-f2|+2rs;7.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

的性能比較52第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三誤碼率

名稱相干OOK非相干OOK相干2FSK非相干2FSK相干2PSK差分相干2DPSK相干2DPSK53第五十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三相干OOK非相干OOK非相干FSK相干PSK差分相干DPSK相干FSK相干2DPSK54第五十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期三對信道特性變化敏感性判決門限的設(shè)置相干載波的恢復(fù)受到信道條件