通信原理第7章 数字带通传输系统ppt课件.ppt

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1、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章数字带通传输系统第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引言二进制数字调制

2、就是利用二进制数字基带信号去控制载波的参数，使载波的参数随着基带信号的变化而变化。二进制振幅键控（2ASK、OOK）二进制移频键控（2FSK）二进制移相键控、差分相位键控（2PSK、2DPSK）7.1二进制数字调制原理7.1.1二进制数字振幅键控(2ASK，OOK)振幅键控，是利用数字基带信号去控制载波的幅度，使载波的幅度随着数字基带信号的变化而变化。记作ASK(AmplitudeShiftKeying)或称其为开关键控(通断键控)，记作OOK(OnOffKeying)。二进制数字振幅键控通常

3、记作2ASK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0（1）基本原理与实现方法则2ASK信号：若令则g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲，ωc为载波频率，取A=1t1011001s(t)Tbtt2ASK信号载波信号模拟调制法（相乘器法）键控法2ASK信号的产生及波形模型（3）2ASK信号的功率谱及带宽若g(t)为单极性不归零的矩形码2ASK信号的功率谱密度（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)包络检波器相干调解器非相干解调过程的时

4、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系统的传码率频带利用率2ASK信号的带宽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n(t)解调器带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tcwcos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txePn

5、i(t)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ui(t)为uT(t)经信道传输后的波形，设未失真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，则x(t)在kTs时刻的抽样值是一个高斯随机变量。x的一维概率密度函数为: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

6、抽样值x大于b的概率，即判决规则：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

7、时，包络检波器的输出波形为包络检波器带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(2teASKy(t)V(t)d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。Rice分布瑞利分布设判决门限为b,则发送“1”时错判为“0”的概率为r=a2/2n2为解调器输入端（BFP输出端）信噪比；b0=b/n为归一化门限值。同理，当发送“0”时错判为“1”的概率为故系统的总误码

8、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]设有一2