7-1
《通信原理,第三十七讲
第 7 章 数字频带传输系统
实际信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数,产生相应的数字振幅调制,数字频率调制和数字相位调制。
也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，
产生新型的数字调制。
调制器 信道 解调器噪声源基带信号输入基带信号输出
图 7-1 数字调制系统的基本结构
本章重点论述二进制数字调制系统的原理及其抗噪声性能,简要介绍多进制数字调制原理。
§ 7,1 二进制数字调制与解调原理
若调制信号是二进制数字基带信号时，这种调制称为二进制数字调制。
一,二进制振幅键控（ 2ASK）
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列
∑
=
n
sn
nTtgats )()( （7,1-1）
其中
7-2
=
P
P
a
n
1,1
,0
发送概率为发送概率为
（ 7.1-2）
s
T 是二进制基带信号时间间隔,
≤≤
=
t
Tt
tg
s
其它,0
0,1
)( (7.1-3)
tnTtgate
c
n
snASK
ωcos)()(
2 ∑
= (7.1-4)
由图 7-2 可以看出,2ASK 信号的时间波形 )(
2
te
ASK
随二进制基带信号 )(ts
图 7-2 二进制振幅键控信号时间波型
通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK 信号） 。二进制振幅键控信号的产生方法如图 7-3 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。
乘法器
)(
2
te
ASK
二进制不归零信号
t
c
ωcos
)(ts
t
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
ASK
开关电路
图 7-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图
7-3
2ASK 信号能够采用非相干解调 (包络检波法 )和相干解调 (同步检测法 )。
带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出
)(
2
te
ASK
（ a）非相干解调方式
带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出
)(
2
te
ASK
t
c
ωcos
（ b）相干解调方式
图 7-4 二进制振幅键控信号解调器原理框图
7-4
图 7-5 2ASK 信号非相干解调过程的时间波形
二,二进制移频键控（ 2FSK）
若正弦载波的频率随二进制基带信号在
1
f 和
2
f 两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（ 2FSK） 。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的 1 符号对应于载波频率
1
f,0
符号对应于载波频率
2
f,则二进制移频键控信号的时域表达式为
)cos()()cos()()(
212 n
n
snn
n
snFSK
tnTtgbtnTtgate θω?ω +
++
=
∑∑
(7.1-5)
7-5
图 7-6 二进制移频键控信号的时间波形
式中
=
P
P
a
n
1,1
,0
发送概率为发送概率为
(7.1-6)
=
P
P
b
n
发送概率为发送概率为
,1
1,0
(7.1-7)
nn
ab = 。
n
和
n
θ 分别代表第 n 个信号码元的初始相位。通常可令
n
和
n
θ 为零。因此 tnTtgatnTtgate
n
sn
n
snFSK 212
cos)(cos)()( ωω
+
=
∑∑
(7.1-8)
7-6
二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
振荡器1
f1
反相器振荡器2
f2
选通开关选通开关相加器基带信号
)(
2
te
FSK
图 7-7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法，也有相干解调方法。
带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出包络检波器包络检波器
1
ω
2
ω
)(
2
te
FSK 定时脉冲带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出低通滤波器低通滤波器
1
ω
2
ω
)(
2
te
FSK 定时脉冲相乘器相乘器
t
1
cosω
t
2
cos ω
(a) 非相干解调 (b) 相干解调
图 7-8 二进制移频键控信号解调器原理图
7-7
图 7-9 2FSK 非相干解调过程的时间波形
《通信原理,第三十七讲
第 7 章 数字频带传输系统
实际信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数,产生相应的数字振幅调制,数字频率调制和数字相位调制。
也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，
产生新型的数字调制。
调制器 信道 解调器噪声源基带信号输入基带信号输出
图 7-1 数字调制系统的基本结构
本章重点论述二进制数字调制系统的原理及其抗噪声性能,简要介绍多进制数字调制原理。
§ 7,1 二进制数字调制与解调原理
若调制信号是二进制数字基带信号时，这种调制称为二进制数字调制。
一,二进制振幅键控（ 2ASK）
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列
∑
=
n
sn
nTtgats )()( （7,1-1）
其中
7-2
=
P
P
a
n
1,1
,0
发送概率为发送概率为
（ 7.1-2）
s
T 是二进制基带信号时间间隔,
≤≤
=
t
Tt
tg
s
其它,0
0,1
)( (7.1-3)
tnTtgate
c
n
snASK
ωcos)()(
2 ∑
= (7.1-4)
由图 7-2 可以看出,2ASK 信号的时间波形 )(
2
te
ASK
随二进制基带信号 )(ts
图 7-2 二进制振幅键控信号时间波型
通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK 信号） 。二进制振幅键控信号的产生方法如图 7-3 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。
乘法器
)(
2
te
ASK
二进制不归零信号
t
c
ωcos
)(ts
t
c
ωcos
)(ts
)(
2
te
ASK
开关电路
图 7-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图
7-3
2ASK 信号能够采用非相干解调 (包络检波法 )和相干解调 (同步检测法 )。
带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出
)(
2
te
ASK
（ a）非相干解调方式
带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出
)(
2
te
ASK
t
c
ωcos
（ b）相干解调方式
图 7-4 二进制振幅键控信号解调器原理框图
7-4
图 7-5 2ASK 信号非相干解调过程的时间波形
二,二进制移频键控（ 2FSK）
若正弦载波的频率随二进制基带信号在
1
f 和
2
f 两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（ 2FSK） 。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的 1 符号对应于载波频率
1
f,0
符号对应于载波频率
2
f,则二进制移频键控信号的时域表达式为
)cos()()cos()()(
212 n
n
snn
n
snFSK
tnTtgbtnTtgate θω?ω +
++
=
∑∑
(7.1-5)
7-5
图 7-6 二进制移频键控信号的时间波形
式中
=
P
P
a
n
1,1
,0
发送概率为发送概率为
(7.1-6)
=
P
P
b
n
发送概率为发送概率为
,1
1,0
(7.1-7)
nn
ab = 。
n
和
n
θ 分别代表第 n 个信号码元的初始相位。通常可令
n
和
n
θ 为零。因此 tnTtgatnTtgate
n
sn
n
snFSK 212
cos)(cos)()( ωω
+
=
∑∑
(7.1-8)
7-6
二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
振荡器1
f1
反相器振荡器2
f2
选通开关选通开关相加器基带信号
)(
2
te
FSK
图 7-7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法，也有相干解调方法。
带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出包络检波器包络检波器
1
ω
2
ω
)(
2
te
FSK 定时脉冲带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出低通滤波器低通滤波器
1
ω
2
ω
)(
2
te
FSK 定时脉冲相乘器相乘器
t
1
cosω
t
2
cos ω
(a) 非相干解调 (b) 相干解调
图 7-8 二进制移频键控信号解调器原理图
7-7
图 7-9 2FSK 非相干解调过程的时间波形
