通信原理I第20次课教案

PAGE8一、复习：二进制振幅键控（2ASK）1.关于2ASK系统构成及其传输信号特性：二进制数字基带信号二进制数字基带信号信道(2)2ASK信号的产生方法（模拟调制法和键控法）（1）2ASK信号时域特性（波形、表达式）2ASK信号特性（3）2ASK信号频域特性（功率谱、信号带宽）调制器解制器(4)2ASK信号的解调方法（相干接收和非相干接收）BPF采样判决(1)2ASK信号时域特性①2ASK信号的时域表达式一个二进制的振幅键控信号可以表示成一个单极性矩形不归零码与正弦载波相乘，即或②2ASK信号波形2ASK信号波形2ASK信号波形二进制信息序列1001(2)2ASK信号产生方法二进制振幅键控信号有两种产生方法，即模拟调制法和键控法。模拟调制法键控法开关电路载波开关电路载波(3)2ASK信号频域特性设2ASK信号的功率谱密度为，数字基带信号的功率谱密度为，由时域表达式可得频谱图为(4)2ASK信号带宽（）2.2ASK信号的解调2ASK信号的最基本的解调方法有：非相干解调（包络检波法）及相干解调（同步检测法）。①非相干解调法②相干解调法3.2ASK系统的抗噪声性能通信系统的抗噪声性能是指系统克服信道加性噪声影响的能力，同时，这种能力又与接收机结构有关。①非相干接收时2ASK系统的误码率式中，为解调器输入的信号噪声功率比。②相干接收时2ASK系统的误码率当时，有③性能比较在相同的输入信噪比下，相干方式的小，故优于非相干方式。二、本次课学习的主要章节：6.1.22ASK系统的抗噪声性能分析（续）6.2二进制频移键控2.相干接收时2ASK系统的误码率计算相干接收时，2ASK系统的接收模型如图6.图6.按相干解调原理，式(6.1.8)的(6.1.（式中未计入系数）。从式(6.1.21)可见，相干接收时，采样判决器的输入与单极性基带系统时相同。利用式(5.6.(6.1.当时，式(6.1.22(6.1.式(6.1.23)表明，在相同的输入信噪比下，相干方式的例6.1.1设某2ASK信号的码元传输速率为，发“1”和发“0”的概率相等。已知接收端输入信号的幅度，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度(1)此2ASK信号的带宽和解调器的输入信噪比；(2)画出包络检波解调时系统的方框图，并求出误码率；(3)画出相干接收时系统的方框图，并求出误码率。解：(1)2ASK信号的带宽为。带通滤波器输出噪声平均功率。解调器输入信噪比(2)包络检波法解调时系统的误码率为(3)相干解调时系统的误码率为6.2二进制频移键控6.2.12FSK信号时域与频域分析一、时域分析1.2FSK信号波形及时域表达式2FSK信号是用载波信号的两个不同频率来表征所传送的二进制信息，如图6.图6.2.12FSK信号波形由图可见，一个2FSK信号可以看作是两个在时间上不重叠的2ASK信号相叠加而成。因此，2FSK信号的一般表示式为(6.2.式中，，。其中：为单个矩形脉冲，脉宽为；即是的反码；、分别是第个信号码元的初相位。2.2FSK信号的产生①模拟调制法用模拟调制法可得到相位连续的2FSK信号（见教材6.7.2节），模拟调制法的模型如图载波开关电路载波载波开关电路载波图6.2.32FSK信号的键控法图6.2.22FSK信号的模拟调制法FM②键控法键控法产生相位不连续的2FSK信号，如图6.2.3所示。图中，开关电路在二进制数字基带信号控制下对两个不同的独立频率源进行选通，使其在一个码元期间输出或两个载波之一。相位不连续的2FSK信号可简记为(6.2二、2FSK信号的功率谱密度先计算式(6.2.1)中(6.2.3(6.2.式中，于是可求得2FSK信号的功率谱密度为(6.2.图6.2.42FSK信号的功率谱密度由图6.2.4·2FSK信号的功率谱同样由连续谱和离散谱组成；·传输2FSK信号所需带宽（谱零点带宽）：；·2FSK系统的频带利用率。·若两个载频之差小于，即，连续谱将出现单峰；增加，连续谱将出现双峰。三、2FSK信号的接收1.相干接收2FSK信号的相干接收系统实际上是由两个2ASK接收机组成，如图6.2.4所示。它的工作原理是用一对带通滤波器来区分中心频率为和的信号，当收到频率或的载波脉冲之一时，相应支路的LPF有非零输出，而另一支路输出近似为零。同样，采样判决器通过判定哪一个输入样值大，来恢复数字信号。图6.2.52FSK信号的相干解调法2.非相干接收输出输出采样脉冲BPF包络检波器比较判决BPF包络检波器图6.2.62FSK信号的非相干检测法将相干接收系统的两个相干解调器用两个包络检波器替换，可得一种非相干接收系统，如图6.2.6所示，其工作原理是：当收到频率的载波时，解调器上支路LPF有脉冲输出，下支路LPF无输出；反之，当收到频率的载波时，解调器下支路LPF输出脉冲，上支路LPF无输出。这样，采样判决器通过比较判决，3.其他解调方法①鉴频法鉴频法的原理已经在第