1
0
1
1
0
1
2FSK信号的功率谱计算 由上式，2FSK信号可看作两2ASK信号之和，功率谱可分别计算 在合成。
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（2）二进制移频键控（2FSK）
10.1 二进制数字调制
2FSK信号的带宽
由二进制2FSK信号的表达式，带宽近似为，
f 2B f2 f1
28
1. 匹配滤波器
10.2 数字信号的最佳接收
许瓦磁不等式 一般地，若X(f)，Y(f)为复变函数，有
2
X ( f )Y ( f )df
X ( f )2df
Y ( f )2df
ห้องสมุดไป่ตู้
仅当 Y ( f ) （kkX为 (任f 意) 整数），时，等式成立。
利用许瓦磁不等式，令
X ( f ) S( f ) e j2fT n( f )
红色点为非稳定平衡点。
锁相环（PLL）系统最后会稳定在稳定点平衡点：
0，，2，3，…
对应稳定点0，2， 4，…，VCO分频后输出： cos(wct) 对应稳定点， 3， 5 …，VCO分频后输出： - cos(wct)
即存在180o的相位模糊问题，
相位模糊可能导致解调后输出的“0”“1”状态点倒换。
1
1 01 0
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10.2 数字信号的最佳接收
最佳的不同涵义：
（1）使信号的波形失真最小；
（2）是判决时刻的信噪比最大。
1. 匹配滤波器
匹配滤波器：使判决时刻信噪比达到最大的滤波器称之；
设输入信号： x(t) S(t) n(t)
其中 为S(信t) 号， 为n高(t斯) 白噪声。
SB (t) n an g(t nTS )
直接法可保证输出的相位连续。
+
压控 振荡器
S2FSK (t) S2FSK (t)
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（2）二进制移频键控（2FSK）
10.1 二进制数字调制
2FSK信号
SASK (t) n an g(t nTS ) cosc1t n an g(t nTS ) cosc2t
区别： a. 通常受控参数变化离散化； b. 可同时调制多于一个的参数，如相位与幅度。
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10.1 二进制数字调制
1. 二进制幅度键控（2ASK）
调制器工作原理
X
SB (t) n an g(t nTS )
带通滤波
S ASK (t)
cosct 载波信号
数字通信原理 （8）
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第十章 数字信号的载波传输
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10.0 概述
1. 调制的目的：使数字信号适合在带通信道中传输； 2. 模拟调制与数字调制的异同
相同点： a. 实现信号的频谱搬移和变换； b. 载波为正弦信号； c. 可采用调幅、调频和调相等方式。
2 ASK
( )
1 4
B
(
c
)
B
(
c
)
2ASK信号的频带利用率
若原基带信号的带宽为 B
则2ASK信号的带宽为 2B，即频带利用率下降为原来的1/2。
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10.1 二进制数字调制 2ASK信号的解调
（1）包络检波：适用与OOK信号或普通AM调制信号的解调 特点：简单、易于实现。
带通
X
2DPSK
延迟TS
低通
抽样 判决
位定时
特点：无须恢复载波信号，相对简单。
解调输出
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4.二进制差分相移键控（2DPSK）
10.1 二进制数字调制
2DPSK信号的差分相干解调
01
1
01
0
接收信号
延时信号
乘法器 输出信号
低通输出 信号
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选择电路
倒相
cosct
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S2PSK (t)
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（3）二进制移相键控（2PSK/BPSK） 2PSK信号波形
10.1 二进制数字调制
1
0
1
1
0
1
2PSK信号表达式
SASK (t) n an g(t nTS ) cosct
与双极性非归零脉冲调制的2ASK信号相同。
对白噪声： 相应地：
n(
f
)
n0 2
H ( f ) k S ( f ) e j2fT kS ( f )e j2fT n0 2
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（2）二进制移频键控（2FSK） 2FSK信号的解调
c.相干解调
10.1 二进制数字调制
输入
W1带通 滤波器 W2带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器
COS(W1t)
相乘器
抽样脉冲
低通 滤波器
抽样 判决器
输出
COS(W2t)
相干解调输出通常有较好的输出信噪比，但须在本地恢复载波信 号，一般较复杂。
高斯白噪声的双边功率谱密度为： 设滤波器的传递函数为：H(w)
n(
f
)
n0 2
冲激响应为：h(t)
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1. 匹配滤波器
10.2 数字信号的最佳接收
滤波器输出中的信号部分：
yS (t) S(t) h(t)
S ( f )H ( f )e j2ft df
特点：因需在本地恢复载波，实现较复杂；
一般有较高的信噪比。
1
0
1
1
0
1
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（2）二进制移频键控（2FSK）
调制器工作原理
a.键控法
W1
10.1 二进制数字调制
SB (t) n an g(t nTS )
W2
键控FSK的输出相位一般不连续。 b.直接法
已调信号
已调信号：
SASK (t) n an g(t nTS ) cosct
若：g(t)为单极性脉冲，SASK(t)为含载波分量双边带信号； g(t)为双极性脉冲，SASK(t)为不含载波分量双边带信号；
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10.1 二进制数字调制
OOK( On-Off Keying )键控方式 用二进制序列g(t)作为开关控制量：
输出噪声功率：
N0
n0 ( f )df
n
(
f
)H
(
f
2df
在 t＝T 时刻，输出信噪比：
SNR yS (T ) 2 N0
S ( f )H ( f )e j2fT df 2
n
(
f
)
H
(
f
)
2df
问题：求H(f)，使SNR达到最大。
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（3）二进制移相键控（2PSK/BPSK） 调制器工作原理 a.相乘法
10.1 二进制数字调制
SB (t) n an g(t nTS )
双极性非归零脉冲序列
X
cosct
S2PSK (t)
b.相位选择法
SB (t) n an g(t nTS )
单极性非归零脉冲序列
pi/2 pi
在斜率为正的区间，
鉴相器输出 ud VCO调节信号频率使
在斜率为负的区间，
鉴相器输出 ud VCO调节信号频率使
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载波信号恢复的平方环法
10.1 二进制数字调制
图中过零点均为平衡点，其中
绿色点为稳定平衡点；
1
0
1
1
0
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2ASK信号的解调 普通AM调制信号的解调
10.1 二进制数字调制
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1
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2ASK信号的解调
10.1 二进制数字调制
（2）相干解调 适合于包括抑制载波传输在内的各种情况。
波成分，所以必须用非线性的方法恢复载波。
载波信号恢复的平方环法
带通
输入
滤波器
2PSK信号
平方
X
环路 滤波器
压控 振荡器
锁相环（PLL）
除2
输出 载波信号
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载波信号恢复的平方环法
10.1 二进制数字调制
带通滤波器：滤除通带外其它可能存在信号的干扰。
Y( f ) n( f )H( f )
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