通信原理课件数字信号的载波传输.ppt

* 二、MASK信号 多进制振幅调制，叫多电平调幅，用具有多个电平的随机基带脉冲序列对载波进行振幅调制 已调波： 其中， * * ∵ MASK信号可以分解成M个2ASK信号的叠加 ∴其带宽与2ASK信号的带宽相同，为 但需要注意的是，此时的Ts为M进制码元的宽度，fs为M进制码元速率。 MASK信号产生方法和解调方法与2ASK信号相同 * 二、MFSK系统（多频制） 用多个频率不同的正弦波分别代表不同的数字信号， 每一个码元时间内只发送一个频率 * MFSK的功率谱密度可看成M个振幅相同、载波不同，时间上互不相容的2ASK信号相加。其带宽为： fH为最高频率，fL为最低频率，fs为码元速率 MFSK系统占据较宽的带宽，频带利用率较低 * 三、MPSK系统（多相制） 利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息的调制 方式，用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元 绝对相移健控（MPSK） 相对相移健控（MDPSK） 在MPSK信号中，载波相位可取M个可能值 MPSK信号可表示为 共M=2k种相位 * 假设载波频率 是基带数字信号速率 的整数倍 MPSK信号可以看成是对两个正交载波进行多电平幅度调制所得两路信号的叠加，其带宽与MASK信号相同 * §7.6小结 1、二进制数字调制原理 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的产生 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的解调方法 2、二进制调制的频谱特性 3、二进制数字调制的噪声性能分析，主要是分析方法 4、了解多进制调制的原理 * * 三、 PSK和DPSK系统的噪声性能 1、PSK信号的相干解调 BPF的输出 * LPF输出 x(t)为高斯分布 * 判决门限为0，当x0时，判为1，当x0时，判为0 系统总误码率为： P0(x)与P1(x)关于纵轴对称， 0、1等概 当r1时 * 2、DPSK信号的差分相干解调系统 LPF BPF 抽样判决 定时抽样 Ts 设加到乘法器的混有噪声的前后两码元信号为： * 乘法器输出 经过LPF后，得 * 判决规则为：x0，判为1；x0，判为0 发1错判为0的概率为 经过计算得 同理，发0错判为1的概率为 系统总误码率为： 差分相干解调DPSK系统性能劣于相干解调PSK系统 * 在数字通信中，误码率是衡量数字通信系统的重要指标之一。 对以下性能比较： 二进制数字通信系统的误码率 频带利用率 对信道的适应能力，判决门限稳定性等 四、二进制频带传输系统性能比较 * 1、误码率比较 * 二进制频带传输系统Pe－r关系曲线 随着r增加，误码率Pe下降 同种调制方式， 相干解调 的误码率小于非相干解调的 误码率。随着r增大，两者 差别减小 当解调方式相同时，在相同误 码率条件下，PSK要求r最小， 其次为FSK，ASK要求的r最大 PSK，DPSK，FSK的抗衰落 性能优于ASK * 2、频带宽度 若传输的码元时间宽度为Ts，则 2FSK系统的频带宽度近似为 2PSK、2DPSK、2ASK频带利用率相同，2FSK系统的频带利用率最低。 * 3、对信道特性变化敏感性 2FSK最优；因为不需人为设置判决门限； 2PSK和DPSK次之；最佳判决门限为0，与接收信号幅度无关。 2ASK最差；最佳判决门限为A/2，与接收信号幅度有关，因为信道变化，判决门限随着信号幅度的变化而变化，设置困难，不易保持在最佳判决门限 最佳判决门限对信道特性变化的敏感性 * 相干解调系统性能优于非相干解调系统。但要求收发保持严格同步，设备复杂，除在高质量传输系统中采用相干解调，一般都采用非相干解调。 PSK系统抗噪声性能最好，但由于会出现反向工作，实际中很少采用，多用DPSK系统。 * §7.5二进制数字信号的最佳接收 一、最佳接收准则 数字通信中，最常用的准则是最小差错概率准则，期望错误接收的概率越小越好 设二进制信号由 和 构成，概率分别为 和 。在功率谱为 的高斯白噪声 信道中 传输，则接收信号 为： 在发送 条件下，x(t)的概率密度(似然函数)为 * 发s1判为S2的错误概率 发s2判为S1的错误概率 总错误概率 * * 二、二进制信号的最佳接收 由似然比判决准则： 将 表达式带入： * 最佳接收机由相关器组成，在一个码元时间Ts内，求 与两种发送波形 和 的相关运算，并判决 最佳判决门限电平为 Ei为信号的能量 当P(s1)=P(