数字带通传输系统

第7章 数字带通传输系统

图7.1-1 数字带通系统的基本结构

基本的三种数字调制方式是：振幅键控（ASK)、移频键控（FSK)和移相键控（PSK或DPSK) 通断键控信号（OOK信号）。 二进制振幅键控（2ASK） 2ASK信号的调制与解调

二进制振幅键控信号的产生方法如图 7.1-3 所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现， 图(b)是采用数字键控的方法实现。

图 7.1-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图

图 7.1–2 二进制振幅键控信号时间波型 二进制移频键控（2FSK） 振荡器1选通开关f1

基带信e2FSK(t)相加器 号反相器

振荡器2 选通开关f2

图 7 .1–7(b) 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图

带通滤波器包络

??1检波器

e2FSK(t)定时脉冲输出抽样 判决器

包络带通滤波器????检波器

(a)图 7.1 –8(a) 二进制移频键控信号非相干解调器原理图

带通滤波器??1e2FSK(t)相乘器cos??1tcos??2t低 通滤波器定时脉冲抽样判决器输出带通滤波器???相乘器低通滤波器判决器带通滤波器????(a)包络检波器

带通滤波器低 通相乘器 ??1滤波器

cos??1t e2FSK(t)定时脉冲输出抽样判决器

cos??2t

带通滤波器低通相乘器 ???滤波器

(b)图 7.1 –8(b) 二进制移频键控信号相干解调器原理图

图 7.1-92FSK非相干解调过程的时间波形 二进制移相键控（2PSK） TsA

O t－A

图 7.1– 11 二进制移相键控信号的时间波形

2、 2PSK信号的调制与解调

二进制移相键控信号的调制原理图如图 7.1-12 所示。 其中图(a)是采用模拟调制的方法产生2PSK信号，图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号。

双极性不归开关电路e2PSK(t) 零s(t)0°码型变换乘法器cos??cte2PSK(t)

?cos??ct

(a)180°移相 s(t) (b)图 7.1- 122PSK信号的调制原理图

2PSK信号的解调通常都是采用相干解调， 解调器原理图如图 7.1-13 所示。在相干解调过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波. e2PSK(t)acde带通低通抽样相乘器滤波器滤波器判决器 输出bcos??ct 定时脉冲图 7 .1- 132PSK信号的解调原理图

110010001012FSK信号

若信噪比r一定，2PSK系统的误码率低于2FSK系统，2FSK系统的误码率低于2ASK系统。

根据表 7.3-1 所画出的三种数字调制系统的误码率Pe与信噪比r的关系曲线如图 7.3-1 所示。

可以看出，在相同的信噪比r下，相干解调的2PSK系统的误码率Pe最小。

图 7.3-1 误码率Pe与信噪比r的关系曲线 二. 频带宽度

若传输的码元时间宽度为Ts，则2ASK系统和2PSK系统的频带宽度近似为2/Ts，即 B2ASK=B2PSK=2fs

2ASK系统和2PSK系统具有相同的频带宽度。 2FSK系统的频带宽度近似为

B2FSK=|f2-f1|+2fs (7.3 - 4)  2FSK大于2ASK系统或2PSK系统的频带宽度。因此，从频带利用率上看，2FSK系统的频带利用率最低。  在恒参信道传输中，如果要求较高的功率利用率，则应选择相干2PSK，而2ASK最不可取； 如果要求较高的频带利用率，则应选择相干2PSK，而2FSK最不可取。 若传输信道是随参信道， 则2FSK具有更好的适应能力。 误码率最大的是2ASK

已知某2ASK系统的码元传输速率为1500波特，所用的载波信号

t )为 A cos(6000 ? ，要传输的二进制信号为010110。

（1）画出相应的2ASK已调信号波形；

（2）试画出数字键控法产生2ASK信号的调制器原理框图； （3）计算2ASK已调信号的带宽和频带利用率。 第9章 模拟信号的数字传输

采用脉码调制模拟信号的数字传输系统

模拟抽样、量化数字译码和低通 信息源和编码通信系统滤波

m(t){sk}{sk}m(t) 模拟随机信号数字随机序列数字随机序列模拟随机信号 图 5.1- 1 模拟信号的数字传输

模数变换的三个步骤 （1）抽样

将取值连续、时间连续的模拟信号-----取值连续、时间离散的 抽样信号 （2）量化

将取值连续、时间离散的抽样信号----取值离散、时间离散的量化信号 （3)编码

将取值离散、时间离散的抽样信号----二进制数字PCM信号 抽样定理

一个频带限制在(0, fH)赫内的时间连续信号m(t)，如果以Ts≤1/(2fH)秒的间隔对它

1

Ts?2fH进行等间隔（均匀）抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。 是最大允许抽样间隔，它被称为奈奎斯特间隔，相对应的最低抽样速率fs=2fH称为奈奎斯特速率

如果ωs＜2ωH，即抽样间隔Ts＞1/(2fH)，则抽样后信号的频谱在相邻的周期内发生混叠，如图 5.1-3 所示， 此时不可能无失真地重建原信号。

图 5.1-3 混叠现象

二、抽样信号的量化原理 1、量化的概念

量化：利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值的过程称为量化。

量化与抽样的区别：抽样是把一个时间上连续信号变换成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样。 2、量化的物理过程

量化的物理过程可通过图 5.2-6 所示的例子加以说明。

q7mq(t)信号的实际值 m6量化误差 q6信号的量化值m(t) m5 q5m(6Ts)mq(6Ts) m4 q4 m3Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Tst q3 m2 q2 m1量化器{m(kT) q1qs{m(kTs)}}

图 5.2-6 量化的物理过程

A律13折PCM编码

极性码 段落码 段内码

C1 C2C3C4 C5C6C7C8

其中第1位码C１的数值“1”或“0”分别表示信号的正、负极性，称为极性码。

采用13折线A律编码器，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为 +398个单元。 （1）试求此时编码器输出码组，并计算量化电平、量化误差； （2）写出该对应于7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。

第11章 差错控制编码 一、差错控制编码的基本概念： 1、几个名词解释：

码字：由若干个码元组成的序列。例：1011001称为一个码字 。 码组：由多个码字构成的集合。例：{00,01,10,11}。 码距：两个码字对应位上数字不同的个数（汉明距离）例如11000 与 10011之间的距离d=3 最小码距：码组集中各码距的最小值。

码重/汉明重量：码字中“1”的个数；例：码字 10110，码重w=3。

000、011、101、110 （0,2,2,2） 011的码重为2，000与011的码距为2 二、循环码的编码 1、编码步骤

1）用 乘 。相当于在信息码元后面加 个0； 2）用 除 ，得到商Q（x)和余式r(x) 3）编出的码组为 T (x) ?xn ?k?m (x) )并发送 ?r(x4）举例：已知（7，3）循环码，m(x)=x2+x，g(x)=x4+x2+x+1，求编码后的发送码字

110 1100000

r(x)1100000101?111?

1011110111

1100000+101=1100101

生成多项式 g (x)

在一个（n,k)循环码中，有一个且仅有一个次数为（n-k)的多项式

g(x)为循环码的生成多项式

g(x)

已知（7，4）汉明码就是一个循环码，其生成多项式g（x）= x3+x+1，试求： (1) 写出（7，4）循环码的生成矩阵和监督矩阵； (2) 当输入信息码为1010时，求出编出的码字。

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