通信原理教程第六章1

绪论第六章数字调制系统主要内容6.1概述6.2二进制振幅键控（2ASK）6.3二进制频移键控（2FSK）6.4二进制相移键控（2PSK）6.5二进制差分相移键控（2DPSK）6.6二进制数字键控传输系统性能比较6.7多进制数字键控6.1概述基带信号：频带分布在低频段（通常包含直流）且未经调制的信号。基带传输：直接传输基带信号的通信方式。频带信号（带通信号）：经过调制后的信号。频带传输：数字基带信号经调制后在信道中传输。1所谓调制，就是使载波信号的某一个或几个参数(振幅、频率或相位)按照调制信号的规律变化的过程。ttsintt8sinttt8sinsin调制信号载波信号已调信号2)cos()(0tAts《通信原理课件》调制的分类幅度调制（线性）AMDSBSSBVSB角度调制（非线性）FMPM)cos()(tAtCc)cos()(tAtmm3数字幅度调制----振幅键控(ASK)数字频率调制----频移键控(FSK)数字相位调制----相移键控（PSK）差分相移键控（DPSK）4“1”“1”“0”TTTT“1”“1”“0”振幅键控(2ASK)频移键控(2FSK)相移键控（2PSK）56.2二进制振幅键控(2ASK)6.2.1基本原理1、表示式TtttAts0)cos()()(0”时。当发送“”时当发送“00,1)(AtA6TtttAts0)cos()()(0”时。当发送“”时当发送“00,1)(AtA2、调制方法相乘器cos0ts(t)A(t)cos0ts(t)A(t)A(t)7包络检波法（非相干解调）包络检波器全波整流带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)A(t)3、解调方法8相干解调法相干载波cos0t相乘电路带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)A(t)96.2.2功率谱密度)()(41)(00ffPffPfPAAsf/fcPA(f)Bb=fc”时。当发送“”时当发送“00,1)(AtA10TtttAts0)cos()()(0B2ASK=2Bb频率近似为fc6.2.3误码率►设随机过程的频带宽度为f，中心频率为fc。若ffc，则称此随机过程为窄带随机过程。0)()],(cos[)()(0tatttatXXXXaX(t)－随机包络；φX(t)－随机相位；ω0－正弦波的角频率。ttXttXtXsc00sin)(cos)()()(cos)()(ttatXXXc)(sin)()(ttatXXXsttnttntnsc00sin)(cos)()(11Tttntsty0)()()(”时。当发送“”时，当发送“001cos)(0tAtsttnttntnsc00sin)(cos)()(”时发送“”时发送“0sin)(cos)(1sin)(cos)]([)(0000ttnttnttnttnAtyscsc”时发送“”时发送“0sin)(cos)(1sin)(cos)(cos)(00000ttnttnttnttntAtyscsc包络检波器全波整流带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)A(t)y(t)12”时当发送“”时当发送“0)(1)()(tntnAtxcc1、相干解调法的误码率相干载波cos0t相乘电路带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)A(t)”时发送“”时发送“0sin)(cos)(1sin)(cos)]([)(0000ttnttnttnttnAtyscscX(t))y(t)13当发送“1”、“0”时，x(t)的概率密度分别为：2212/)(exp21)(nnAxxp2202/exp21)(nnxxph*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA”时当发送“”时当发送“0)(1)()(tntnAtxccA=E[X(t)]为均值，σ2n=E[X(t)-A]2为方差，σn为标准偏差14令h为判决门限，则,将“1”错判为“0”的概率等于：hneAherfdxxpP21121211)(duexerfxu022)(h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hAhneherfdxxpP2002121)(2212/)(exp21)(nnAxxp2202/exp21)(nnxxp将“0”错判为“1”的概率等于：误差函数的定义：总误码率Pe：Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)=P(1)Pe1+P(0)Pe0nneeeherfaherfPPP21412141212101*)(*)(01xpxph*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA2/**Axh总误码率Pe：Pe=P(1)Pe1+P(0)Pe0hneAherfdxxpP21121211)(hneherfdxxpP2002121)(当P(1)=P(0)时，相干解调的总误码率为：222/Ar信噪比r:最佳门限值h*:2/21rerfcPe当信噪比r1时:4/1reerP162、包络检波法的误码率”时发送“”时发送“0)()(1)()()(2222tntntntnAtVscsc”时发送“”时发送“0sin)(cos)(1sin)(cos)]([)(0000ttnttnttnttnAtyscsc包络检波器全波整流带通滤波低通滤波抽样判决定时脉冲s(t)A(t)y(t)V(t)17当大信噪比时，误码率为：4/21reeP莱斯分布瑞利分布h”时发送“”时发送“0)()(1)()()(2222tntntntnAtVscsc当Vh时，判为收到“1”；当Vh时，则判为“0”。最佳判决门限h*=A/2h*18（1）大信噪比时，相干解调法的误码率总低于包络检波法；（2）相干解调需要相干载波，故设备相对复杂。4/21reeP4/1reerPrPe05101520250.40.30.20.1两种解调方式的误码率比较（r1）相干解调法的误码率：包络检波法的误码率：19【例6.1】设有一个2ASK信号传输系统，其码元速率RB=4.8106Baud，接收信号的振幅A=1mV，高斯噪声的单边功率谱密度n0=210-15W/Hz。试求：1）用包络检波法时的最佳误码率；2）用相干解调法时的最佳误码率。WBnn8021092.11261092.121028622nAr解：基带矩形脉冲的带宽为：Bb=1/T（Hz）接收端带通滤波器的最佳带宽应为:B2ASK=2Bb=2/T=2RB=9.6106（Hz）带通滤波器输出噪声平均功率等于:输出信噪比为：20∴（1）包络检波法时的最佳误码率为：（2）相干解调法时的最佳误码率为：45.64105.72121eePre45.641066.1261416.311eerPre1261092.121028622nAr21作业思考题6.7补充题已知某2ASK信号传输系统的码元速率RB=1200Baud，接收信号的振幅A=0.04mV，高斯噪声的单边功率谱密度n0=310-18W/Hz。若发送的数字信息序列为11010，1）求用相干解调法解调时系统的最佳误码率；2）求用包络检波法解调时系统的最佳误码率。22