第7章数字带通传输系统
学习目标
通过对本章的学习，应该掌握以下要点： （1） 数字调制的基本类型；
（2） 二进制数字调制原理和调制解调器；
（3） 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的表示式和时域波形； （4） 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的频谱特性和传输带宽； （5） 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK抗噪声性能； （6） 最佳判决门限的概念、物理意义和计算方法； （7） 二进制数字调制系统的性能比较； （8） 多进制调制的基本概念。 引言 概述
数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。 数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。 数字调制技术有两种方法：
利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。
基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控 7.1 二进制数字调制原理
7.1.1 二进制振幅键控(2ASK） 基本原理：
―通-断键控(OOK)‖信号表达式
?Acos?ct,eOOK(t)???0，波形
以概率P发送“1”时以概率1?P发送“0”时 （7-1）
图7-1 二进制振幅键控的波形
2ASK信号的一般表达式
e2ASK(t)?s?t?cos?ct （7-2）
其中
s(t)??ang(t?nTs) （7-3）
nTs － 码元持续时间；
g(t) － 持续时间为Ts的基带脉冲波形，通常假设是高度为1，宽度等于Ts的矩形脉冲； an － 第N个符号的电平取值，若取
?an???2ASK信号产生方法
(1)模拟调制法（相乘器法）
1,0,概率为P概率为1?P (7-4)
图7-2模拟调制法（相乘器法）
（2）键控法
图7-3 键控法
2ASK信号解调方法
（1）非相干解调(包络检波法)
图7-4 非相干解调 （2）相干解调(同步检波法)
图7-4 相干解调法
非相干解调过程的时间波形
图7-5非相干解调波形
功率谱密度
2ASK信号可以表示成
e2ASK(t)?s?t?cos?ct （7-5）
式中 s(t) －二进制单极性随机矩形脉冲序列 设：Ps (f) － s(t)的功率谱密度 P2ASK (f) － 2ASK信号的功率谱密度 则由上式可得
P2ASK(f)?1?Ps(f?fc)?Ps(f?fc)? （7-6） 4由上式可见，2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps (f)的线性搬移（属线性调
制）。知道了Ps (f)即可确定P2ASK (f) 。
由6.1.2节知，单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为
Ps(f)?fsP(1?P)G(f)?2m?????fs(1?P)G(mfs)?(f?mfs) （7-7）
2式中 fs = 1/Ts G(f) － 单个基带信号码元g(t)的频谱函数。
对于全占空矩形脉冲序列，根据矩形波形g(t)的频谱特点，对于所有的m ? 0的整数，有
G(mfS)?TSSa(n?)?0 （7-8）
22故上式可简化为Ps?f??fsP(1?P)G(f)?fs(1?P)G(0)?(f)（7-9）
22将其代入
P2ASK(f)?得到
1?Ps(f?fc)?Ps(f?fc)? （7-10） 4P2ASK??122fsP(1?P)G(f?fc)?G(f?fc)4?? （7-11）
122fs(1?P)2G(0)??(f?fc)??(f?fc)?4当概率P =1/2时，并考虑到
G(f)?TSSa(?fTS) G(0)?TS （7-12）
则2ASK信号的功率谱密度为
Ts?sin?(f?fc)Tssin?(f?fc)TsP2ASK(f)???16??(f?fc)Ts?(f?fc)Ts?（7-13）
其曲线如下图所示
22?1????(f?fc)??(f?fc)?
16??
图7-6 2ASK信号的功率谱密度示意图
