7.1二进制数字调制7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.3二进制数字调制系统的性能比较7.4多进制数字调制原理第7章学习目标掌握三种二进制数字调制（ASK、FSK、PSK及DPSK）的原理，包括信号的时域表达式、频谱特征、带宽的计算；理解2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK的抗噪声性能、二进制数字调制系统的误码率；了解多进制数字振幅、频率、相位调制的原理、MSK、GMSK的基本原理。作业：P2351、2、4、5(1)(2)、7、17、18引言7.1二进制数字调制原理发送“1”，有载波输出，载波幅度为A发送“0”，无载波输出，载波幅度为0t（3）2ASK信号的功率谱及带宽（2）2ASK信号解调方法非相干解调(包络检波法)相干解调(同步检测法)非相干解调过程的时间波形2ASK信号的功率谱的特点：(1)2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。①连续谱取决于数字基带信号g(t)的频谱G(f)，②离散谱是位于±fc处，是一对频域冲击函数，可提取同步载波。(2)2ASK信号的带宽是基带脉冲波形带宽的两倍7.2.1二进制振幅键控(2ASK)系统的抗噪声性能同步检测法的系统性能设在一个码元的持续时间Ts内，其发送端输出的信号波形可以表示为则在每一段时间（0，Ts）内，接收端的输入波形为于是带通滤波器输出y(t)与相干载波2cosct相乘，然后由低通滤波器滤除高频分量，在抽样判决器输入端得到的波形为：设对第k个符号的抽样时刻为kTs，发送“1”时，错误接收为“0”的概率是抽样值x小于或等于b的概率，即发送“0”时，错误接收为“1”的概率是抽样值x大于b的概率，即设发“1”的概率P(1)为，发“0”的概率为P(0)，则同步检测时2ASK系统的总误码率为上式表明，当P(1)、P(0)及f1(x)、f0(x)一定时，系统的误码率Pe与判决门限b的选择密切相关。得到即将f1(x)和f0(x)的公式代入上式，得到化简上式，整理后可得最佳判决门限：如P(1)=P(0)=1/2,相干解调（同步检测）时系统的误码率为当r>>1，即大信噪比时，上式可近似表示为包络检波法的系统性能当发送“1”符号时，包络检波器的输出波形为当发送“0”符号时，包络检波器的输出波形为由3.6节的讨论可知，发“1”时的抽样值是广义瑞利型随机变量；发“0”时的抽样值是瑞利型随机变量，它们的一维概率密度函数分别为式中，n2为窄带高斯噪声n(t)的方差。设判决门限为b,则发送“1”时错判为“0”的概率为同理，当发送“0”时错判为“1”的概率为故系统的总误码率为当P(1)=P(0)时，有最佳门限可得当P(1)=P(0)时，有即得因此有而归一化最佳门限值b0*为对于任意的信噪比r，b0*介于21/2---(r/2)1/2之间，在实际工作中，系统总是工作在大信噪比的情况下，因此最佳门限应取此时系统的总误码率为：当r时，上式的下界为：在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。然而，包络检波法不需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。[例7.2.1]设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为RB=4.8106波特，发“1”和发“0”的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检波法解调。已知接收端输入信号的幅度a=1mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=210-15W/Hz。试求(1)同步检测法解调时系统的误码率；(2)包络检波法解调时系统的误码率。【解】(1)根据2ASK信号的频谱，接收端带通滤波器带宽为带通滤波器输出噪声平均功率为信噪比为同步检测法解调时系统的误码率为包络检波法解调时系统的误码率为可见，在大信噪比的情况下，包络检波法解调性能接近同步检测法解调性能。7.1.2二进制频移键控（2FSK）(1)基本原理在2FSK中，载波的频率随二进制数字基带信号在f1、f2两个频率之间变化。2FSK信号的产生方法（1）采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。（2）采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。2FSK信号的产生和各点波形数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图式中g(t):单个矩形脉冲，Ts:脉冲持续时间相干解测法非相干检测法过零检测法鉴频法差分检波法非相干解调相干解调2FSK非相干解调过程的时间波形过