ASK信号 PSK信号 FSK信号
2020/6/27
图5.0 二元ASK、FSK与PSK的信号波形
3/133
本章目录：
5.1 2ASK 5.2 2FSK 5.3 2PSK与2DPSK 5.4 QPSK与DQPSK 5.5 基本频带调制的讨论 5.6 *复包络、等效基带系统与无ISI传输
2020/6/27
最佳性能指标，用 于提供宏观指导
Pe
1 e /4 2
1 e(Eb / N0 )/2 2
Eb1
Tb A cos 2
0
fct 2
dt
A2 2
Tb 1 cos 4
0
fct dt
A2Tb 2
Eb0 0
, Eb
Eb1 Eb0 2
Hale Waihona Puke A2Tb 4• 小信噪比时，包络检波器抗噪性能急剧下降，系统无法 正常工作。存在门限效应。
2.5 109 N0
1)
当N0 11010 ,
Eb
N0
25 ,
Pe
1
e
25 2
2
1.86106
2) 当N0 3109 , Eb N0 0.83
Pe
1 e(Eb / N0 )/2 2
由门限效应可知，系统无法正常工作。（不再用公式计算）
2020/6/27
16/133
例5.2 考虑基带信号为矩形NRZ信号，2ASK系统的传输率为
5Mbps，接收BPF输出幅度为223.6mV；高斯噪声的功率谱密
度分别为 N0 3109 和 N0 11010 。求两种情况下包络检
波器输出的误码率。
解：取
B
Rb
5MHz
, 可得
2 n
N0 BBPF
N0 2Rb
A2
2
2 n
A2 2N0 2Rb
0.22362 4N0 5106
通信原理
第5章 基本的数字频带传输
2020/6/27
1/133
本章讲述数字通信的基本频带传输方法，同学们学习时应注意 数字调制与模拟调制的异同、几种数字调制之间的异同，有效 的提高对于新内容的理解。
主要内容有：
掌握：2ASK，2FSK，2PSK，2DPSK、QPSK信号的调制/解调 原理和技术方法，已调信号的波形特点、频谱与带宽。
数字载波系统模型：
调制信号 数字基带信号
mt 频带调制
已调带通信号
st
传输媒介 (信道)
nt
mˆ t 频带调制
数字基带信号
rt stnt
带通信号
2020/6/27
6/133
已调带通信号:
s(t) a(t) cos[2 fct (t)] xc (t) cos 2 fct xs (t) sin 2 fct
输出
定时信号
图 5.1.3 2ASK包络检波解调框图
r t s2ASK t ni t
yt Amt
2020/6/27
12/133
非相干解调
mt
sook t
A
t
1001
A
1
t
t
Acos 2 fct
t yt Amt
sook t A
t
t
1001
A
t
2020/6/27
13/133
• 大信噪比时，系统的误码率：
2ASK信号也可以表示为：
s2 ASK
t
A cos 0
2
fct
, ''传号'' , ''空号''
第n个码元
,n 1Tb t nTb
2020/6/27
10/133
✓ 2ASK信号的产生：
单极性不 归零信号
mt
s2ASK t
乘法器
Acos 2 fct
（a）乘积法
Acos 2 fct
载波产生
s2ASK t
2020/6/27
图5.1.1 2ASK（或OOK）信号的波形
ON-OFF Keying
通断键控 或启闭键控
9/133
✓ 2ASK信号时域表示：
s2ASK t Amtcos 2 fct
其中: m t an gT t nTb
n
1 , 依概率 p
,
an
0 ,
依概率q
gT t 基带脉冲形状
Re[g(t)e j2 fct ]
g(t) a(t)e j (t) xc (t) jxs (t)
令： G f F g t , Pg f 是 g t的PSD
s(t) 的频谱: S f 1/ 2 G f fc G f fc
或功率谱: Ps f 1/4 Pg f fc Pg f fc
s2ASK t
mt
（b）开关法（键控法）
图5.1.2 2ASK调制框图
2020/6/27
11/133
2. 包络检波解调方法 解调方法简单易实现，成本低廉。
an 发送端
信道
m(t)
带宽B
s2ASK t
B=Rb 带宽2B n(t)
带宽2B
BPF
包络检波器
抽样判 决器
r (t )
y(t)
aˆn
4/133
数字通信系统简化模型
发送设备
信号处理
信 源
格 式 化
信
信
源 加道
编 密编
码
码
格 信式 宿化
2020/6/27
信号处理
信
信
源 解道
译 密译
码
码
接收设备
mt
基带信号
脉 冲
频
基带
带调
调制
制
发 st
射 机
噪声
信
道 nt
脉 冲 基 带 检
频 带 解 调
接 收 机
测
基带信号 mˆ t
r t
5/133
2020/6/27
7/133
5.1 2ASK
(2 Amplitude Shift Keying)
BASK
2020/6/27
8/133
5.1.1 基本原理
BASK
2ASK或OOK (二进制幅移键控) ——键控（改变）正弦 载波的振幅来传输0或1符号。
1. 2ASK信号及其调制方法
an
mt
Acos 2 fct
理解：基本系统的误码性能分析，各系统基本带宽、频带 利用率与误码指标、系统特点对比，无ISI频带传输设计方法， 基本多进制调制与QAM原理。
了解：DQPSK、OQPSK与π/4-DQPSK信号，载波同步
2020/6/27
2/133
数字频带传输技术——在带通信道上传输数字信号的方法。
单极性NRZ 双极性NRZ
大于10倍以上
Pe
1 2
e
/4
BPF的输出信噪比
定义信噪比：
A2
2
2 n
A2
(2N0BBPF )
A2 2
接收信号s(t)中“1”码对应码元的平均功率
fc
2020/6/27
Pni f BBPF
N0 2
f
fc
BBPF Rb 得最佳误码率
理论最小带宽
2 n
N0 BBPF
14/133
BBPF Rb ，得最佳误码率Pe
2020/6/27
15/133
例5.1 2ASK系统的传输率为5Mbps，接收BPF输出幅度为
223.6mV；高斯噪声的功率谱密度分别为 N0 11010
和 N0 3109 。求两种情况下包络检波器输出的误码率。
解：
Eb N0
A2Tb 4N0
A2 4 N0 Rb
0.22362 4N0 5106