通信原理第7章 数字带通传输系统.pdf

数字带通传输系统是指在传输数字信号的过程中，将基带信号通过调制过程变换到一个更高的频带范围（带通区域）内，以便于信号能在载波频率上被有效地传输。在数字通信系统中，数字调制是一种关键技术，它将数字信息（例如二进制数据）加载到模拟的信号波形中，以便于通过物理信道进行传输。数字调制通常可以分为两种方法：一种是使用模拟调制技术来实现数字信号的调制；另一种是通过控制载波的开关键来实现数字信号的调制，这种方法被称为键控法。键控法包括振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等基本键控方式。 二进制振幅键控（2ASK）是一种简单的数字调制技术，它将数字基带信号的“1”和“0”分别用高振幅和低振幅（甚至是零振幅）来表示。在2ASK调制中，通过改变振幅来实现信号的传输，这种信号的解调可以通过非相干解调（如包络检波法）和相干解调（如同步检测法）两种方法来实现。非相干解调不依赖于载波的同步信息，而相干解调则需要载波的同步信息。2ASK信号的功率谱包括连续谱和离散谱两部分，连续谱主要取决于调制信号的带宽，而离散谱则由载波分量确定。 二进制频移键控（2FSK）是另一种数字调制技术，它通过改变载波的频率来表示数字信号中的“1”和“0”。在2FSK调制中，一个二进制数据“1”可能对应一个频率，而“0”对应另一个频率。2FSK信号可以被看作是两个不同载频的2ASK信号的叠加。解调2FSK信号可以采用非相干解调、相干解调和过零检测等方法。非相干解调适用于设备简单但性能较差的场合，而相干解调则提供更好的误码率性能。过零检测是一种基于2FSK信号通过零点的频率来判断数据的方法，适用于特定条件下的2FSK信号解调。 二进制相移键控（2PSK）是一种将数字信息通过改变载波相位来传输的技术。在2PSK调制中，数据“1”和“0”分别对应于载波的两个不同的相位。例如，一个相位可能对应于“1”，而另一个相位则对应于“0”。这种调制技术可以有效地传输信息，同时具有较好的抗噪声性能。2PSK通常被称为二进制相位调制，是数字通信中常见的调制方式之一。 在2FSK信号的功率谱分析中，当频率间隔较小时，连续谱在载波频率处出现单峰；当频率间隔较大时，则出现双峰。在2PSK信号中，由于其利用相位的改变来传输数据，因此2PSK信号的功率谱特性也与频率间隔有关。 数字带通传输系统在设计时需要考虑诸多因素，包括调制解调方法的选择、信号的功率谱特性、以及噪声和干扰对传输性能的影响。设计者必须确保信号的传输既可靠又高效，同时还需考虑系统的复杂度和成本。这些技术在无线通信、电话系统以及宽带网络等多种应用场景中都得到了广泛的应用。