数字带通传输系统

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1、1第7章数字带通传输系统引言数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。数字调制完成基带信号功率谱的搬移数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。2目标要求基本要求31、掌握2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的调制与解调基本原理，2ASK信号的功率谱密度及误码率分析；2、掌握二进制数字键控传输系统性能比较；3、理解多进制数字调制的工作原理，以及误码率分析。目标要求重点、难点:2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调方法；二进制数字调制系统的抗噪声性能。41概述3种基本的调制方式：

2、振幅键控ASK频移键控FSK相移键控PSK52二进制振幅键控(2ASK)－2.1基本原理振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。表示式：其中:发送概率为P发送概率为1-P672二进制振幅键控(2ASK)－2.1基本原理调制方法:相乘电路开关电路8相乘器cos0ts(t)A(t)cos0ts(t)A(t)2ASK信号解调方法非相干解调(包络检波法)9(a)原理框图；(b)各点波形图相干解调(同步检测法)：10(a)原理框图(b)各点波形图2二进制振幅键控(2ASK)－2.2功率谱密度设2ASK随

3、机信号序列的一般表示式为：式中，an－二进制单极性随机振幅；g(t)－码元波形；Ts－码元持续时间。则可以计算出：式中:Ps(f)－S(t)的功率谱密度。∴若求出了Ps(f)，代入上式就可以求出P2ASK(f)。1112当概率P=1/2时，并考虑到13连续谱：由基带信号波形g(t)确定离散谱：由载波分量确定第一旁瓣峰值比主峰衰减14dBB2ASK是基带信号波形带宽的两倍B2ASK第一谱零点带宽从以上分析及上图可以看出：2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定

4、。2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若只计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有式中fs=1/Ts即，2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍。2二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。分析条件：假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想矩形的传输特性(可取其传输系数为K)；信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响，因而分析系统性能是在接收端进行的。2二进制振幅键控(2ASK)－2.

5、3误码率（a）相干接收时ASK系统的误比特率相干ASK抗噪声性能的分析模型162二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率∵n(t)是一个窄带高斯过程，故有带通滤波器的输出波形为：172二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率将上式代入y(t)式，得到：上式为滤波后的接收电压，下面用它来计算误码率。182二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率相干解调法的误码率：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式中，nc(t)－高斯过程。192二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率

6、∴当发送“1”时，x(t)的概率密度等于：当发送“0”时，x(t)的概率密度等于：20h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA2二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率令h为判决门限，则将发送的“1”错判为“0”的概率等于：式中，21h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA2二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率将“0”错判为“1”的概率等于：当P(1)=P(0)时，相干解调的总误码率为：2223当h值等于最佳门限值h*时，式中：解调器输入的峰值信噪比为当信噪比r>>1时，h*=a/2则相干ASK的误比特率为（b）非相干ASK的

7、误比特率ASK非相干解调抗噪声性能分析模型242二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率2二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率带通滤波器的输出波形y(t)与相干解调法的相同:25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假定判决门限值等于h，并规定当V>h时，判为收到“1”；当Vh时，则判为“0”。可以计算出，当大信噪比时，误码率为：2二进制振幅键控(2ASK)－2.3误码率【例7.1】设有一个2ASK信号传输系统，其中码元速率RB=4.8106Baud，接收信号的振幅A=1mV，

8、高斯噪声的单边功率谱密度n0=210-15W/Hz。试求：1）用包络检波法解调时系统的误码率；2）用相干解调法时的误码率。解：基带矩形脉冲的带宽为1/THz。2ASK信号的带宽应该是它的两倍，即2/THz。故接收端带通滤波器的最佳带宽应为:B2