通信技术基础 心南京培息碱靠放衔学院
第4章 数字信号的频带传输 第1章 通信与通信系统的基本概念 1.1 通信的概念 1.2 通信系统 1.3 通信方式 1.4 信道和传输介质 1.5 信号与噪声 1.6 信号频谱与信道通频带 通信技术基础 王钧铭
第4章数字信号的频带传输 本章内容简介： >数字调制与解调：ASK、FSK、PSK及各种变形； >频分多路复用； >扩频技术。 逆南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 本章内容简介： ➢ 数字调制与解调：ASK、FSK、PSK及各种变形； ➢ 频分多路复用； ➢ 扩频技术
第4章数字信号的频带传输 调制的必要性： 数字基带信号能否直接在信道中传输与信道的传输特性有关。由 于数字基带信号具有丰富的低频成分，但现有的许多信道（包括信道 端口的一些设备)的传输特性并不能使这些成分有效地传输。 >为了完整的传输信号，必须要进行调制。 L(dB)个数字基带信号频谱 双绞线的传输特性 2 模拟用户线的传输特性 -16 -20 、话章信号频谱 -24 0.1 12 3510 f(kHz) 选南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 数字基带信号能否直接在信道中传输与信道的传输特性有关。由 于数字基带信号具有丰富的低频成分，但现有的许多信道（包括信道 端口的一些设备）的传输特性并不能使这些成分有效地传输。 ➢ 为了完整的传输信号，必须要进行调制。 0.1 1 2 3 5 10 f(kHz) L(dB) -4 -8 -12 -16 -20 -24 双绞线的传输特性 模拟用户线的传输特性 话音信号频谱 数字基带信号频谱 调制的必要性：
2 第4章数字信号的频带传输 有的信道有很宽的频率范围，但用户的信息带宽却很窄，用这样的 信道去传输一个用户的信号显然会造成频率资源的浪费。这时可以将一 个信道按频率划分成多个子信道，每个信道分配一个载波，传送一个用 户的信号，这种方式称为频分多路复用(FDM)。 >采用频分多路复用方式时数字基带信号必须通过调制将 频谱搬到对应的子信道上。 逆南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 有的信道有很宽的频率范围，但用户的信息带宽却很窄，用这样的 信道去传输一个用户的信号显然会造成频率资源的浪费。这时可以将一 个信道按频率划分成多个子信道，每个信道分配一个载波，传送一个用 户的信号，这种方式称为频分多路复用（FDM）。 ➢ 采用频分多路复用方式时数字基带信号必须通过调制将 频谱搬到对应的子信道上
第4章数字信号的频带传输 4.1数字调制与解调 >调制(Modulation).是用基带信号去控制正弦波的参数的过程。 >用于调制的基带信号称为调制信号(Modulating Signal),被调 制的正弦波称为载波(Carrier),经过调制以后的信号称为已调 信号(Modulated Signal)。 >在接收端，接收设备要将原来的基带信号从已调信号中恢复，这个 过程称为解调(Demodulation)。双向传输系统中的传输设备既要 完成调制功能，又要完成解调功能，因此称为调制解调器 (Modem)。 选南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 4.1数字调制与解调 ➢ 调制（Modulation）是用基带信号去控制正弦波的参数的过程。 ➢ 用于调制的基带信号称为调制信号（Modulating Signal），被调 制的正弦波称为载波（Carrier），经过调制以后的信号称为已调 信号（Modulated Signal）。 ➢ 在接收端，接收设备要将原来的基带信号从已调信号中恢复，这个 过程称为解调（Demodulation）。双向传输系统中的传输设备既要 完成调制功能，又要完成解调功能，因此称为调制解调器 （Modem）
第4章数字信号的频带传输 载波 恢复信号 已调信号 MAAANNNAAANNAAAANNA (基带信号) VWWWWWWWW 几 调制器 ewr 解调器 (频带信号) 调制信号 解调器 调制器 (基带信号) (Modem) (Modem) 选南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 调制器 解调器 载波 已调信号 调制信号 （基带信号） （频带信号） 解调器 调制器 （Modem） （Modem） 恢复信号 （基带信号）
R 第4章数字信号的频带传输 载波的波形是任意的，但大多数的数字调制系统都选择单频信号 (正弦波或余弦波)作为载波，因为便于产生与接收。一个正弦载波 有三个参数，分别是幅度、频率与相位，它们都可以受调制信号的控 制而发生变化，因此对应地就有幅度调制(AM)、频率调制(FM) 和相位调制(PM)三种调制类型。 >数字调制是指调制信号为数字型的正弦波调制。数字调制技术可分两 种类型： ①利用模拟方法实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特 殊情况来处理。 ②利用数字信号的离散取值特点去键控载波的参数，从而实现数字调 制。后一种方法通常称为键控法。常见的数字调制有振幅键控 (ASK)、移频键控(FSK)、相移键控(PSK)以及它们的组合或 改进。 逆南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 载波的波形是任意的，但大多数的数字调制系统都选择单频信号 （正弦波或余弦波）作为载波，因为便于产生与接收。一个正弦载波 有三个参数，分别是幅度、频率与相位，它们都可以受调制信号的控 制而发生变化，因此对应地就有幅度调制（AM）、频率调制（FM） 和相位调制（PM）三种调制类型。 ➢ 数字调制是指调制信号为数字型的正弦波调制。数字调制技术可分两 种类型： ①利用模拟方法实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特 殊情况来处理。 ②利用数字信号的离散取值特点去键控载波的参数，从而实现数字调 制。后一种方法通常称为键控法。常见的数字调制有振幅键控 （ASK）、移频键控（FSK）、相移键控（PSK）以及它们的组合或 改进
第4章数字信号的频带传输 4.1.1二进制振幅键控 信号波形 >正弦载波的有无受到信码控制，当信码为1时，ASK的波形是若干个 周期的高频等幅波（图中为两个周期）；当信码为0时，ASK信号的 波形是零电平。 信码 10011011100 基带信号波形 (单极性NRZ)0 载波 ASK信号波 逆南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 4.1.1二进制振幅键控 ➢ 正弦载波的有无受到信码控制，当信码为1时，ASK的波形是若干个 周期的高频等幅波（图中为两个周期）；当信码为0时，ASK信号的 波形是零电平。 载波 ASK 信号波形 基带信号波形 （单极性 NRZ） 信码 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 E 0 信号波形
a 第4章数字信号的频带传输 二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种： 图(a)是采用模拟调制方式的ASK调制方法，相乘器将数字基带信号 (单极性NRZ波形)和高频载波相乘，得到ASK信号。 >图(b)则是采用数字键控方法，由数字基带信号去控制一个开关电路。 当出现1码时开关K闭合，有高频载波输出；当出现0码时开关K断开， 无高频载波输出。 数字基带信号 载波。 相乘器 ASK信号 (单极性NRZ) AS忒信号 载波1 数字基带信号 (单极性NRZ (a) b) 选南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种： ➢ 图（a）是采用模拟调制方式的ASK调制方法，相乘器将数字基带信号 （单极性NRZ波形）和高频载波相乘，得到ASK信号。 ➢ 图（b）则是采用数字键控方法，由数字基带信号去控制一个开关电路。 当出现1码时开关K闭合，有高频载波输出；当出现0码时开关K断开， 无高频载波输出。 相乘器 数字基带信号 （单极性NRZ） 载波 ASK 信号 （a） 载波 ASK 信号 （b） 数字基带信号 （单极性NRZ）
R 第4章数字信号的频带传输 ASK调制器框图与电路 相乘器 数字基带信号 ASK信号 载波 ASK信号 载波 W一W一M 载波。 2ASK信号 载波H☐ o ASK信号 数字基带信号 数字基带信号 逆南京信息職業技術学院
第4章 数字信号的频带传输 ASK调制器框图与电路 相乘器 数字基带信号 载波 ASK信号 载波 数字基带信号 ASK信号 载波 ASK信号 ASK信号 数字基带信号 载波