相干解调
相干解调
2PSK信号的解调原理图(极性比较法)
第5章 数字信号频带传输系统
绝对移相2PSK：以载波的不同相位直接去表示相应 数字信息的相位键控。
发送端以某一个相位作基准的，因而在接收系统中也 必须有这样一个固定基准相位作参考。
出现的问题
如果这个参考相位发生变化， 则恢复的数字信息就会发生变化，造成错误。
以正弦波作为载波的数字调制系统。
• 数字调制也有调幅、调频、调相三种形式。
•二进制振幅键控（2ASK）、二进制移频键控（2FSK）、 二进制移相键控（2PSK）或二进制差分移相键控（2DPSK）
第5章 数字信号频带传输系统
三种形式是： 振幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK。
(a)振幅键控 (b)移频键控 (c)移相键控
1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
2 FSK信号
2FSK非相干解调过程的时间波形
第5章 数字信号频带传输系统
过零检测法
2FSK信号的过零点数随载频的变化而不同。 因此，检测出过零点数就可以得到载频的 差异，从而进一步得到调制信号的信息。
第5章 数字信号频带传输系统
a e2 FS K(t) 限幅 b 微分 c 整流 d 脉冲形 成 e 低通 输出 f
概率为P 概率为1-P
e2PSK(t)=
- cosωct
发“1”， an取+1， e2PSK(t)取 0 相位 发“0”， an取-1 ，e2PSK(t)取π相位
第5章 数字信号频带传输系统
1 基带信号 0 2PSK信号
0
0
1
1
1
0
1
0
π
π
0
0
0
π
0
π
2PSK信号波形
第5章 数字信号频带传输系统
e2 ASK (t ) an g (t nTs ) cos ct n
g(t)为持续时间为Ts的矩形脉冲，an为二进制 数字信息，它的取值服从下述关系：
1, an 0,
出现概率为P 出现概率为1-P
第5章 数字信号频带传输系统
1 s(t) Tb 载波信号 t 0 1 1 0 0 1
t
2 ASK信号 t
二进制振幅键控(2ASK)信号时间波形
第5章 数字信号频带传输系统
（1)
2ASK信号的产生与解调
产生的方法有两种：模拟法、键控法。
开关电路 e2 AS K(t) cos ct e2 AS K(t)
s(t)
乘法器 cos ct (a)
s(t)
模拟法
(b) 数字键控方法
2ASK调制器原理框图
Ts A O －A t
二进制移相键控信号的时间波形
第5章 数字信号频带传输系统
s(t)
码型变换
双极性不归 零
乘法器
e2 PSK(t)
开关电路 cos ct 0° s(t) (b) e2 PSK(t)
cos ct (a) 180 °移相
模拟法
键控法
2PSK信号的产生原理图
第5章 数字信号频带传输系统
n n
第5章 数字信号频带传输系统
还可以用MATLAB 软件 来产生2FSK波形P132
第5章 数字信号频带传输系统
（2）2FSK信号的解调

相干解调法、非相干解调法、鉴频法、 过零检测法、差分检波法等。
第5章 数字信号频带传输系统
非相干解调
相干解调
2FSK信号常用的解调系统
第5章 数字信号频带传输系统
(a) a b c d e
过零检测法原理图和各点时间波形
第5章 数字信号频带传输系统
2FSK信号的功率谱（P135）
2FSK信号可以看成是两个不同频率的2ASK信号的叠 加。因此，其功率谱是两个ASK信号功率谱之和。
B 2 fs f 2 f1
例1、发送数字信息为1011001，码元速率为1000波特。 假设数字基带信号为不归零的矩形脉冲。 cos(6 103 t ) ，试画出对应的 （1）设载波信号为 2 2ASK信号波形示意图，并计算其带宽； B = 2fs = T s （2）设数字信息“1”对应载波频率 f1 3000Hz ， “0”对应载波频率 f 2 1000Hz ，试画出对应的 2FSK信号波形示意图，并计算其带宽。 B 2 fs f2 f1
s2 ASK (t ) an g (t nTs ), an
n
0 概率为P 1 概率为1-P
g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，
an为双极性数字信号
1 an 1
概率为P
概率为1-P
第5章 数字信号频带传输系统
在一个码元持续时间内观察时。e2PSK(t)为：
cosωct
成高频信号。
第5章 数字信号频带传输系统
3、二进制移相键控及二进制差分移相键控 （2PSK、2DPSK）
移相键控：用数字基带信号控制载波的相位。 2PSK：用二进制数字信号控制载波的两个相位， 这两个相位通常相隔π弧度。 例如：用相位0和π分别表示1和0。
第5章 数字信号频带传输系统
•二进制相移键控信号的时域表达式为 e2PSK (t) a n g(t nTs ) cos c t n
第5章 数字信号频带传输系统
在实际通信中 参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过 程中不易发现。 这样 采用2PSK方式就会在接收端发生错误的恢复。 现象 称为2PSK方式的“倒π现象”或“反向工作现象”。
第5章 数字信号频带传输系统
因此
实际中一般不采用2PSK方式，而采用2DPSK方式。
第5章 数字信号频带传输系统
令二进制数字基带信号为：
s(t ) an g (t nTs ), an
n
0 1
概率为P 概率为1-P
则
e2 ASK (t ) s(t )cos ct
为双边带调幅信号的时域表达式
说明
2ASK（OOK）信号是双边带调幅信号。
第5章 数字信号频带传输系统
第5章 数字信号频带传输系统
问题
为什么一定要在带通型信道中传输数字信号呢？
原因
1、带通型信道比低通型信道带宽大得多，可以 采用频分复用技术传输多路信号；
2、若要利用无线电信道，必须把低频信号“变”
成高频信号。
第5章 数字信号频带传输系统
已讨论过的问题
以正弦波作为载波的模拟调制系统。
现在讨论的问题
z (t ) e2 ASK (t ) cos c t s(t ) cos2 ct 1 cos 2c t s(t ) 2 cos2ct s(t ) s(t ) 经LPF后 2 2
第5章 数字信号频带传输系统
2ASK信号的功率谱(P129-131)(同AM)
0对应于载波频率f2。
第5章 数字信号频带传输系统

2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的 2ASK信号相叠加，因此已调信号的时域表达式为：
e2 FSK (t ) [ an g (t nTs )]cos 1t [ an g (t nTs )]cos 2t
n n
ω1=2πf1 ，ω2=2πf2 ， a 是an的反码 n
第5章 数字信号的频带传输系统
5.1 5.2
5.3 5.4 5.5
引言 二进制数字调制原理
二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统
第5章 数字信号频带传输系统
5.1

引 言
数字信号有两种传输方式： 基带传输与频带传输
已讨论的问题
数字基带传输系统

然而，实际通信中，不少信道都不能直 接传送基带信号。
2FSK调制器原理框图
第5章 数字信号频带传输系统
振荡器1 f1 基带信 号
模拟调频器
选通开关
反相器
相加器
e2 FS K(t)
振荡器2 f2
选通开关
模拟调频法实现二进制移频键控信号的原理图
e2 FSK (t ) [ an g (t nTs )]cos 1t [ an g (t nTs )]cos 2t
第四章 小结
1、数字基带信号的波形与码型(AMI、HDB3) ▲ 2、码间干扰的概念、无码间干扰的时域和频 域条件 3、部分响应系统的特点、相关编码的过程 4、无码间干扰基带传输系统的抗噪声性能 5、眼图的作用 6、有限长时域均衡器（峰值畸变、均方畸变）
第5章 数字信号频带传输系统

数字基带信号的功率谱一般处于从零开始到某 一频率（0～6MHz）低频段，因而在很多实际 通信信道（如无线信道）中都不能直接进行传 输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字 基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号 进行传输，这种传输方式称为数字信号的频带 传输，或调制传输、载波传输。
或
π 0 π π 0 0 0 π 0 π π
bn an bn1
第5章 数字信号频带传输系统
an
绝对码
1
0
0
1
0
1
1
0
bn an bn1
相对码
0
1
1
100100载波
DPSK信号
2DPSK信号调制过程波形图
第5章 数字信号频带传输系统 波形
相对码与绝对码的关系： an表示绝对码、 bn bn表示相对码
练习：5-1
1
s (t ) Ts
载波信号
0
1
1
0
0
1
t
t
2ASK信号
t
2FSK信号