北京交通大学：《通信系统原理》课程教学资源（PPT课件）05 数字频带信号传输

Chap5.数字频带信号传输1.数字调制概述2幅移键控2ASK3.频移键控2FSK4.相移键控2PSK

Chap 5.数字频带信号传输 1. 数字调制概述 2. 幅移键控2ASK 3. 频移键控2FSK 4. 相移键控2PSK 1

5.1数字调制概述1.数字频带传输系统2.数字调制

5.1 数字调制概述 1. 数字频带传输系统 2. 数字调制 2

数字频带传输系统发送接收数字基基带脉数字基基带脉信道带信号冲输入滤波器带信号滤波器冲输出数字基带传输系统噪声发送解调接收调制基带脉数字基数字频数字基数字频基带脉信道器器带信号带信号冲输入滤波器带信号带信号滤波器冲输出数字频带噪声传输系统不受信道、天线等限制可实现多路频分复用抗噪声能力比基带传输高

数字频带传输系统 调制 器 数字基 带信号 信道 解调 器 噪声 发送 滤波器 接收 滤波器 数字基 带信号 数字频 带信号 数字频 带信号 基带脉 冲输入 基带脉 冲输出 3 ◼ 不受信道、天线等限制 ◼ 可实现多路频分复用 ◼ 抗噪声能力比基带传输高 数字基 带信号 信道 噪声 发送 滤波器 接收 滤波器 数字基 带信号 基带脉 冲输入 基带脉 冲输出 数字基带 传输系统 数字频带 传输系统

数字调制注意：与模拟调制对比！在发送端将数字基带信号频谱搬移到带通信道的通带内；在接收端解调还原为原基带信号的过程。载波的选择：连续波（正弦或余弦）V数字调制方法根据调制器参数：ASK；FSK；PSK线性调制和非线性调制二元调制和多元调制数字基带信号，·调制信号：有限取值（基带信号类型）已调信号：波形种类有限·接收端：估计送出的波形是哪一种·性能参数：误码率实现方法：可键控实现通信系统原理 陈一帅

数字调制 在发送端将数字基带信号频谱搬移到带通信道的通带内；在接 收端解调还原为原基带信号的过程。 载波的选择：连续波（正弦或余弦） 数字调制方法 ◼ 根据调制器参数: ASK；FSK；PSK ◼ 线性调制和非线性调制 ◼ 二元调制和多元调制 （基带信号类型） 通信系统原理 陈一帅 4 •调制信号：数字基带信号， 有限取值 •已调信号：波形种类有限 •接收端： 估计送出的波形 是哪一种 •性能参数：误码率 •实现方法：可键控实现 注意：与模拟调制对比！

数字调制方法开关法(On-off)或键控法>ASK,FSK,PSK幅移键控频移键控相移键控载波载波OKKK?Spsx (t)O载波发生器SASK(t)SFSx(t)发生器1发生器O载波移相器发生器2180a(t)a(t)a(t)

数字调制方法 载波 发生器 a(t) K sASK (t) 5 开关法(On-off)或键控法 ASK, FSK , PSK 载波 发生器1 a(t) K sFSK (t) 载波 发生器2 载波 发生器 a(t) K sPSK (t) 移相器 180 t t t 1 0 1 1 0 1 1 0 1 幅移键控 频移键控 相移键控

5.2幅移键控ASK1.产生方法2.信号波形与功率谱3.解调方法4..误码性能分析6

5.2 幅移键控ASK 1. 产生方法 2. 信号波形与功率谱 3. 解调方法 4. 误码性能分析 6

调制原理用数字信号控制载波幅度的变化称为数字调幅二元幅移键控（ASK,2ASK)：用二进制的数字信号去调>制载波幅度，反映出数字信号的两个状态基本原理>发送“1”时Acoso,t,(t)-aT0,发送“0”时0m(t)载波像开关一样控制载波的有无，通断2ASK键控（OOK)2025/10/31

2025/10/31 7 调制原理 用数字信号控制载波幅度的变化称为数字调幅 二元幅移键控（ASK,2ASK):用二进制的数字信号去调 制载波幅度，反映出数字信号的两个状态 基本原理 0 ASK Acos t, 1 ( ) 0 0 S t   =   发送“”时 ， 发送“ ”时 1 0 1 t 0 T s m t( ) 载波 t t 2ASK 像开关一样控制载波的有无，通断 键控（OOK)

ASK信号的时间表达式一般表达式S2Ask (t) = m(t)coS OotNS2ASk (t) =ang(t - nT,)coso,t载波信号调制信号nm(t)=Ea,g(t-nT,)n1概率为Pan=T,一码元周期0,概率为1-Pg(t)一数字信号的时间波形an一第n个码元的电平取值称为OOK(On-offkeying）信号8

ASK信号的时间表达式 一般表达式 ◼ Tb － 码元周期 ◼ g(t) －数字信号的时间波形 ◼ an － 第n个码元的电平取值 ◼ 称为OOK(On-off keying)信号 8 S t m t t 2ASK 0 ( ) cos = ( )  ( ) ( ) n b n m t a g t nT = −  1, 0, 1 n P a P  =   − 概率为 概率为 2ASK 0 ( ) ( )cos n b 调制信号 载波信号 n S t a g t nT t = −  

S2Ask(t) = m(t)cos WotASK产生方法-Eang(t-nT,)cosOot乘法器法、键控法(开关键控法OOK)载波振荡Xm(t)cos(o,t +0, +SAsk(t)SASK(t)+↑cos(0ot +0)m(t)（b）乘法器法（a）键控法ASK信号波形(a)1010SASK (t)m(t)AT2T21(a）基带信号波形(b)ASK信号波形O

ASK产生方法 乘法器法 、键控法(开关键控法OOK) ASK 信号波形 9 s (t) ASK m(t) cos( ) 0 +  0 t （a）键控法 （b）乘法器法 ~ s (t) ASK m(t) cos( ) 0 + 0 t 载波振荡 器 ASK s t( )T t {ak } m(t) T 2T t 1 0 1 1 0 1 A A 2T (a) 基带信号波形 (b) ASK 信号波形 2ASK 0 ( ) 0 ( ) cos ( )cos n b n S t m t t a g t nT t   = = − 

ASK信号的功率谱S2Ask (t) = m(0)cos 0ot基带信号有效带宽B, = 1/TB=RBHzEa,g(t -nT,)cos Ootm(f)ASK信号的功率谱SAsx(f)=[S.(f + fo)+S.(f -f)]0RR,基带信号功率谱(a)ASK信号的功率SSASK()BASKPASK = A2/4 (W)AASK信号有效带宽0foo(b)ASK信号功率谱B= 2B,HzTsin 元(f + f.)T,sin 元(f -f.)TASK信号频带利用率S24sk (f) =16元(f + f.)T,元(f - f)T,m=Rp/B=12bit/s/Hz[s(f + f.)+8(f - f)]1016

ASK信号的功率谱 10 ASK信号的功率谱  0 0  1 ( ) ( ) ( ) 4 ASK a a S f S f f S f f = + + − ASK信号的功率 PASK = A2/4 (W)  基带信号有效带宽 Bb = 1/TB = RB Hz ASK信号有效带宽 B = 2Bb Hz ASK信号频带利用率  = Rb /B = ½ bit/s/Hz 0 f ( ) ASK S f 0 BASK 0 − f f (b) ASK 信号功率谱 m(f ) f －Rb 0 Rb (a) 基带信号功率谱 2ASK 0 ( ) 0 ( ) cos ( )cos n b n S t m t t a g t nT t   = = −  2 2 2 sin ( ) sin ( ) ( ) 16 ( ) ( ) s c s c s ASK c s c s T f f T f f T S f f f T f f T       + − = +     + −    ( ) ( ) 16 1 c c +  f + f +  f − f