2009第5章-14-1127-数字信号载波传输1.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 二进制差分相移键控2DPSK－2/6 设计缺陷及其修正： 传号差分码方式（即“1”码相位跳变，“0”码相位不变）解决当前码元的相位可能是0或?的相位模糊问题 相移A方式：当前码元的相位相对于前一码元的相位变化为0或?。对传号差分码出现长连“0”串或空号差分码出现长连“1”串时仍出现长连串无相位跳变现象，导致在接收端无法确定码元起始时刻问题 相移B方式：当前码元的相位相对于前一码元的相位变化为??/2，在相邻码元之间必定有相位跳变，在接收端检测此跳变就可确定码元起始时刻，提供码元定时信息 二进制差分相移键控2DPSK－3/6 2DPSK信号调制模型： 工作原理：先对输入二进制序列进行差分编码（即把绝对码变换为相对码），再进行调相，以产生2DPSK信号 绝对码与相对码之间的转换： 码变换 二进制差分相移键控2DPSK－4/6 2DPSK信号调制模型（续）： 波形关系： 绝对码 相对码 PSK调制 * 二进制差分相移键控2DPSK－5/6 2DPSK信号的解调： 相干解调： 波形关系： 本地载波 乘法器输出 低通输出 相对码输出 2DPSK信号 绝对码输出 二进制差分相移键控2DPSK－6/6 2DPSK信号的功率谱密度： 2DPSK信号的功率谱密度表达的形式与2PSK相同 2PSK表达式中s(t)对应于绝对码序列 2DPSK表达式中s(t)对应于码型转换后的相对码序列 2DPSK信号的带宽： 大 纲 概述 二进制数字调制与解调原理 二进制数字调制系统的抗噪声性能分析 2ASK信号 2FSK信号 2PSK/2DPSK信号 二进制数字调制系统的性能比较 * 概述 影响载波传输性能的主要因素： 信号传输过程所受到的各种干扰 信号间的串扰 系统噪声 数字调制的抗噪声性能： 误码率衡量系统抗噪声性能的重要指标 系统在信道噪声干扰下的误码率性能 数字信号载波传输的分析条件： 信道特性：恒定参数信道（即在信号频带范围内具有理想矩形传输特性） 信道噪声：平稳高斯白噪声（其均值为0，方差为sn2） 2ASK信号相干解调－1/5 2ASK相干解调系统模型： 发送端输出信号： 2ASK信号： 一个码元间隔内的发送端输出波形： 对单极性NRZ矩形脉冲序列g(t)=A0 2ASK信号相干解调－2/5 窄带滤波器输出噪声（窄带高斯噪声）： 一个码元间隔内窄带滤波器输出： 相干解调后经低通滤波的输出： ni、nI和nQ均为窄带高斯噪声 ?为系统衰减系数 2ASK信号相干解调－3/5 第k个码元的判决器输入的抽样值（第k个码元的抽样时刻为kTs）： 对单极性NRZ矩形脉冲序列，第k个码元的判决器输入的抽样值：属高斯随机变量 相应的一维概率密度函数为： 2ASK信号相干解调－4/5 判决规则： 发送“1”时误判为“0”的概率：即抽样值x?D的概率 发送“0”时误判为“1”的概率：即抽样值xD的概率 2ASK信号相干解调的误码率： 2ASK信号相干解调－5/5 最佳门限问题： 求极值： 最佳门限为： 若发送“1”和“0”的概率相等，即P(1)=P(0)，则： 2ASK信号非相干解调－1/7 2ASK非相干解调系统模型： 2ASK信号在一个码元间隔内窄带滤波器输出： 任意波形脉冲序列： 单极性NRZ矩形脉冲序列： 2ASK信号非相干解调－2/7 包络检波（低通滤波）输出为： 窄带高斯过程相关理论和结论： 发送“1”时的抽样值属广义瑞利型随机变量 发送“0”时的抽样值属瑞利型随机变量 对应的一维概率函数为： 2ASK信号非相干解调－3/7 判决规则： 发送“1”时误判为“0”的概率：即抽样值x?D的概率 发送“0”时误判为“1”的概率：即抽样值xD的概率 2ASK信号非相干解调－4/7 Marcum Q函数的定义： 2ASK信号非相干解调的误码率： D0：归一化门限值 归一化 2ASK信号非相干解调－5/7 2ASK信号非相干解调的误码率： 最佳判决门限： 若P(0)=P(1)，则两概率密度曲线的交点为最佳判决点，即： 超越方程；需数值解 2ASK信号非相干解调－6/7 最佳判决门限： 超越方程的近似解： QSN很大时： 非相干解调误码率的下界 2ASK信号非相干解调－7/7 对比分析： 相干解调： 非相干解调： 分析： 在相同的信噪比条件下，相干检测法的误码性能优于包络检波法的性能 在大信噪比条件下，包络检波法的误码性能将接近相干检测法的性能 包络检波法存在门