最新数字频带传输系统资料教学讲义ppt课件.ppt

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1、数字频带传输系统资料第一节二进制数字调制的原理及抗噪声性能由于二进制全占空矩形脉冲序列只有“有电”和“无电”两种状态，能用电键产生，故称为键控信号。常见的二进制数字调制方式有振幅键控、频移键控、相移键控。一、二进制振幅键控（2ASK）：（1）二进制振幅键控的原理：信息源发出的基带信号是0、1组成的二进制随机脉冲序列，表达式为：幅度调制：模拟调制法已调信号数字基带信号为单极性矩形脉冲序列，是持续时间为的矩形脉冲，是信号的相对幅度，且：振幅键控信号是一个单极性矩形脉冲序列与一个高频正弦载波的乘积。可以得到调制信号、高频

2、载波信号和已调信号的波形。如：两个频谱在频率轴上无重叠部分：为的截短函数的频谱只要求出基带信号的功率谱密度，键控信号的功率谱密度随之确定。对单极性波：OOK信号的功率谱密度为：若“0”和“1”等概出现：二进制通断键控信号的功率谱由离散谱和连续谱组成，连续谱取决于脉冲波形经线形调制后的双边带谱，离散谱由载波分量确定；与模拟调制一样，通断键控的带宽是基带信号带宽的2倍。（3）振幅键控系统的抗噪声性能：（a）解调的基本模型：解调器抽样判决器对二进制振幅键控系统，在一个码元持续时间内，发送端的输出波形为的波形在码元持续时间

3、内为正弦波解调器抽样判决器在一个码元时间段内观察，接收端的输入波形为：设信号经信道传送后只有幅度的衰减，无其他畸变所以，带通滤波器的输出波形为：解调器抽样判决器（b）同步（相干）解调：抽样判决器同步解调器若无噪声干扰发送“1”码时，的一维概率密度为：发送“0”码时，的一维概率密度为：发送“1”码的误码率为：发送“0”码的误码率为：若系统发送“1”码的概率为P(1)，发送“0”码的概率为P(0)，2ASK系统的总误码率为：若P(1)=P(0)=1/2，“0”与“1”等概：最佳门限电平为总误码率为：解调器输入的信噪比为

4、：总误码率为：信噪比越大，误码率越小。在大信噪比条件下，由误差函数的性质二进制振幅键控信号，同步解调，在等概、大信噪比条件下的总误码率为：（重要公式）（c）包络解调：抽样判决器包络检波解调器包络检波器对包络解调，在一个码元时间内，若发送“1”码，检波器的输出包络为：若发送“0”码，检波器输出的包络为：这为正弦波加窄带高斯过程，包络的一维概率密度服从莱斯分布。发送“1”码时，它的一维概率密度为：发送“0”码时，它的一维概率密度为：概率密度图为：对大信噪比，有带入上式，得：在附近，，且变化缓慢，将代入，得：发送“0”码

5、的误码率为：若系统发送“1”码的概率为P(1)，发送“0”码的概率为P(0)，2ASK系统的总误码率为：总误码率与判决门限有关，若P(1)=P(0)=1/2，“0”与“1”等概：最佳门限电平为对大信噪比，补误差函数包络解调的总误码率为：（重要公式）例：P200,例7----1设某OOK信号的码元速率，采用包络检波法或同步解调法解调。已知接收端输入信号的幅度，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度为，试求：（1）包络检波法解调时系统的误码率；（2）同步检测法解调时系统的误码率。已知：提示：从这一例题看出，在相同的大信噪

6、比条件下，相干解调的误码率要比包络检波法解调的误码率低，但包络检波法实现较容易，相干解调需要稳定的本地相干载波信号，电路较复杂。若要获得相同的误码率，设包络检波法输入的信噪比为，同步解调的信噪比为：要获得相同的误码率，包络检波法要求输入的信噪比比同步解调的输入信噪比高。二、二进制移频键控（2FSK）:（a）二进制移频键控的原理：模拟调频器模拟法数字基带信号只取离散的的两个值，从瞬时相位可得到二进制调频信号只有两个频率，设为和。由于只有两种波形，可以用键控的方法产生，使“1”符号对应于载波频率，使“0”符号对应于载波

7、频率，用两个高频振荡源，键控法实现的方框图为：载波～载波～载波～载波～基带信号发送符号“1”时，开关接通频率为的载波，发送符号“0”时，接通频率为的载波。由于数字基带信号的离散值之间的改变是瞬间的，相位的改变也是瞬间的，移频键控信号的频率改变也是瞬间完成的，就会使已调信号在基带信号变换时，电压会发生跳变，这种现象称为相位不连续。基带信号：101011是的反码是第个码元的初相位。从移频键控信号的产生原理，得到已调信号的数学表达式为：（b）移频键控信号的频谱及带宽：把2FSK信号看成两个振幅键控2ASK信号的叠加，设：

8、将2FSK信号表示为：为简单起见，不考虑相位：2ASK的功率谱密度将2ASK信号的功率谱密度带入得到2FSK的功率谱密度为：2FSK信号的功率谱密度也由离散谱和连续谱组成，连续谱由两个双边谱组成，离散谱出现在两个载频的位置上。为了节约带宽，通常取，带宽为。（c）二进制移频键控（2FSK）信号的抗噪声性能：二进制移频键控信号的解调可以用鉴频法，将频率转换为电压