11数字信号的载波传输4-2010_643101486new

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1、《现代通信原理》PrinciplesofDigitalCommunications第十讲数字信号的载波传输电子工程系（感谢陈巍等老师对讲义的贡献）课程安排通信概论与信息度量模拟调制模拟信号数字化及压缩编码时分多路复用数字信号基带传输数字信号载波传输PAMPSKFSKQAM差错分析与最佳接收误码率差错控制编码卷积码多址技术多进制调制？信噪比提升可以带来更高的速率Shannon曰PCWlog1WN0Nyquist曰提高符号数量可以带来更高的速率logMR22WlogM2Ts多进制调制的基本思想：一个符号上承载更多的bit多进制调

2、制的主要方式PAM：脉冲幅度调制基带多元码的直接拓展依靠符号的电平幅度携带信息MPSK：相移键控采用星座图作为共同的描述语言BPSK的直接拓展依靠载波相位携带信息MQAM：正交幅度调制依靠电平幅度和载波相位共同携带信息MFSK：频移键控每个符号携带的信息是共依靠载波频率携带信息同的，都是log_2M个bitPAM的调制系统与2ASK，BPSK类似唯一区别是符号集合不同，因此需要根据数字序列进行符号选择符号选择脉冲成型已调信号载波由0，1序列映射为符号单极性PAM/MASK的信号表示信号表示SPAMagtnTn(s)cosct

3、n符号的电平集合什么情况下退化成2ASK?an0,2,4,AA,2(M1)A这种对符号集合的直观表示，称为星座图，以后我们会常常遇到012M单极性PAM的解调系统非相干解调与2ASK的区别在于，此时需要多个判决门限能量检测判决相干解调类似的，需要多个判决门限接收信号低通滤波器判决匹配滤波！本地恢复的载波单极性PAM的差错模型经过匹配滤波和抽样以后，载波传输的差错模型如下图所示n这是一个通用的模型！ayan符号受到噪声的污染，需要判决才能恢复出原始的符号判决的方法有很多，需要找到最优的方法最佳判决的准则MAP（MaximumAPoste

4、riori）表达式接收到y后，最有可能出现的a*aargmax(

5、)fayaS利用贝叶斯公式，并且注意到f(y)是一致的*fyafa(

6、)()aargmaxaSfy()argmax(

7、)()fyafaaS最佳判决的准则ML（MaximumLikelihood）利用发送符号的等概特性，MAP可以转化为a*argmax(

8、)()fyafa看接收到y和哪个a长的最像aSfya(

9、)argmaxaSM还能简化么？argmax(

10、)fyaaS这种准则比的是谁长的像，又称为最大似然准则(MaximumLikelihood)。我们这门

11、课程中，将一直使用这种ML准则最佳判决的准则最小距离准则注意差错模型yan通信科学的美感在于历经复杂的过程获得简洁而深刻的结果y的条件分布可表示为1(ya)2fya(

12、)exp2222本课程一直使用这利用exp函数的单调特性个判决准则！2*1(ya)aargmaxexpargmin

13、ya

14、22aU22aU选择一个符号，让它到接收符号y距离最小，以此作为判决结果！应用最小距离准则判决PAM这样设便于后面的判决门限AA,3,,(2M3)A分析！A3A5A02A4A6A符号在偶，门限在奇！

15、光知道如何接收和判决还不够还需要对传输的差错性能进行分析PAM的差错分析差错是如何产生的？注意在星座图上，符号和判决门限的距离是A，所以当噪声绝对值大于A的时候，则可能产生查错！差错的产生还与符号在星座图中的位置有关！噪声会导致判决差错差错不可避免！PAM的差错分析具体方法：条件概率+全概公式！需要注意的问题：不同位置的符号可能的差错不同观察下图，最两边的符号只有一种错法，而中间的符号有两种错法！中间的符号两边的符号A3A5A02A4A6APAM的差错分析分析不同位置的符号中间的符号：两边都会碰壁！条件差错概率为22A11ttex

16、pdtexpdt22222222APAM的差错分析分析不同位置的符号表达式太过麻烦，不容易书写和记忆！边上的符号：只会在一边碰壁！条件差错概率为221tA1texpdtexpdtA22222222PAM的差错分析为了化简表达式，我们需要用一些函数记号由高斯分布的奇偶性，我们可以得到22A11ttexpdtexpdt22222222A再利用积分的尺度变换11tt22expdtexp

17、dtAA22222/221t定义：Qx()