高级通信原理第7章编码和调制的权衡解说.ppt

如果未编码时为D点，经过试用后顾客对语音质量满意，但是设备提供14dB 的比特信噪比时容易产生故障，要求较低的比特信噪比。怎么办？ 功率和带宽 D?E 代价是什么？ 如果未编码时为D点，经过试用后顾客对语音质量满意，同时设备提供14dB 的比特信噪比也没有问题，但是客户对数据速率的要求提高了。怎么办？ 数据速率和带宽 如果只增加数据速率不作其它改动，则D?F F?E 代价是什么？ 编码和未编码性能比较 实时系统，信道比特速率Rc是信息比特速率Rb的n/k倍。 通过信道编码，信道比特的错误率增加了，但是信息比特的错误概率呢？ 增加冗余度，每个信道码元含有更少的能量，解调器输出更多的错误。 译码器的性能改善是否超过了解码器的性能下降？ 如(n,k)信道编码能够纠正t个错误码元，则 译码器性能的改善是否超过了解调器性能的下降 ？ 在较低的比特信噪比时，存在门限效应。 冗余比特消耗了能量，还使错误概率增大。 Turbo码在低信噪比时能获得性能的改善。 低比特信噪比时的编码性能 带宽受限和功率受限的编码系统举例 方法一： 方法二 * 主讲人：于秀兰 《高级通信原理》 第7章　编码和调制的权衡 《数字通信-基础与应用》Bernard Sklar第9章 本章内容 通信系统的设计目标 差错概率平面 奈奎斯特最小带宽 香农公式 带宽-效率平面 编码和调制的均衡 通信系统的设计 系统设计的目标 3个指标：误比特率、带宽效率和比特信噪比 香农理论极限 香农公式 信道编码定理 理想通信系统 如果信道既是带宽受限信道又是功率受限信道，而在香农限之下没有调制方式符合要求，那么就需要加入编码技术来提高系统性能。 本章思路：如何在“传输带宽、比特速率和误比特率”要求条件下来选择调制和编码方案？ 数字调制信号 数字调制信号可以分为两大类。 一类是带限信号，以满足低带宽需求为主要特征。随着消息符号数的增加，是带限信号的频带利用率而增加，而功率效率将减少，比如ASK、PSK和QAM信号； 另一类是功限信号，以满足低功率需求为主要特征。其功率效率则随着消息符号数的增加而增加，而频带利用率将减少，比如正交频移键控(FSK)信号。 差错概率平面 给定的系统信息速率，工作点在直线1、2、3上变化，权衡？ 正交FSK的载频间隔 FSK信号的带宽？ 同样的结论参见《数字通信》第4版220页 差错概率平面 奈奎斯特最小带宽 例9.1 　对于M进制的信号处理，若M增大，差错性能是提高还是降低？ 　数字通信方式的选择总包含某种权衡，必须以什么为代价从而获得更好的差错性能？ 　若差错性能降低，可以获得那些收益？ 增加带宽可以获得更好的差错性能。 香农公式 此时误比特率为0.33。 每二进制码元的能量 or每比特能量？ 带宽-效率平面 总 结 随着比特信噪比的增加，误比特率下降； 带限信号和功限信号 香农公式表明的可实现系统的理论极限（比特信噪比和带宽效率之间的关系） 　3个指标：误比特率、带宽效率和比特信噪比 　两个平面：差错概率平面、带宽效率平面 PSK、QAM信号 FSK信号 数字通信系统的设计 1、无线链路设计：已知发射功率、天线增益和路径损耗，算出接收信号功率，从而得到PR/N0 2、要求传输带宽、比特速率和误比特率，选择符合要求的调制方式； 3、如果没有调制方式符合要求，就需要纠错编码方式。 问题：是否考虑了调制和编码，仍然不符合要求？ 未编码带宽受限系统举例 方法一：利用表9.1 方法二： 先选择调制方式，比如8PSK（满足带宽效率的要求，为节省功率，选择最小的M） 由比特信噪比计算出对应的误码率，计算误比特率； 与给定的误比特率对比。 未编码功率受限系统举例 方法一：利用表9.1（带宽效率和比特信噪比的要求） 方法二： 先选择调制方式，比如16FSK（满足带宽效率的要求，为节省功率，选择最大的M） ； 由比特信噪比计算出对应的误码率，计算误比特率； 与给定的误比特率对比。 带宽受限和功率受限的编码系统 如果信道既是带宽受限信道又是功率受限信道，而在香农限之下没有调制方式符合要求，那么就需要加入编码技术来提高系统性能。 问题： （127，64）BCH码比（127，36）BCH码相比哪个具有更大的编码增益？ 带宽受限和功率受限的编码系统 使用纠错编码的原因 通信系统的设计 使用纠错编码的原因 编码增益 差错性能和带宽 功率和带宽 速率和带宽 如果未编码时为A点，经过试用后顾客对语音质量产生抱怨，怎么办？ 差错概率和带宽 A?B? A?C? 代价是什么？ 主讲人：于秀兰 《高级通信原理》 *