第6章通带数据传输分解.ppt

* 6.3 二进制数字调制系统的性能比较 误码率 2DPSK 2PSK 2FSK 2ASK 非相干解调 相干解调 * 误码率曲线 * 频带宽度 2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度 2FSK系统的频带宽度 * 对信道特性变化的敏感性 在2FSK系统中，判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。 在2PSK系统中，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关。因此，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。 对于2ASK系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。 * 于是，同步检测法解调时系统的误码率为 包络检波法解调时系统的误码率为 可见，在大信噪比的情况下，包络检波法解调性能接近同步检测法解调性能。 第6章通带数据传输 * 6.2.2 二进制频移键控(2FSK)系统的抗噪声性能 同步检测法的系统性能 分析模型 第6章通带数据传输 * 分析计算 设“1”符号对应载波频率f1（?1），“0” 符号对应载波频率f2 （?2），则在一个码元的持续时间Ts内，发送端产生的2FSK信号可表示为 式中 第6章通带数据传输 * 因此，在时间(0, Ts)内，接收端的输入合成波形为 即 式中，ni (t)为加性高斯白噪声，其均值为0。 第6章通带数据传输 * 在分析模型图中，解调器采用两个带通滤波器来区分中心频率分别为f1和f2的信号。中心频率为f1的带通滤波器只允许中心频率为f1的信号频谱成分通过，而滤除中心频率为f2的信号频谱成分；中心频率为f2的带通滤波器只允许中心频率为f2的信号频谱成分通过，而滤除中心频率为f1的信号频谱成分。这样，接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形和分别为 式中，n1(t)和n2(t)分别为高斯白噪声ni(t)经过上下两个带通滤波器的输出噪声——窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为?n2，只是中心频率不同而已，即 第6章通带数据传输 * 现在假设在时间(0, Ts)内发送“1”符号（对应?1），则上下支路两个带通滤波器的输出波形分别为 它们分别经过相干解调后，送入抽样判决器进行比较。比较的两路输入波形分别为 上支路 下支路 式中，a 为信号成分，n1c(t)和n2c(t)均为低通型高斯噪声，其均值为零，方差为?n2 。 第6章通带数据传输 * 因此，x1(t)和x2(t)抽样值的一维概率密度函数分别为 当x1(t)的抽样值x1小于x2(t)的抽样值x2时，判决器输出“0”符号，造成将“1”判为“0”的错误，故这时错误概率为 式中，z = x1 – x2，故z是高斯型随机变量，其均值为a，方差为?z2 = 2 ?n2 。 第6章通带数据传输 * 设z的一维概率密度函数为f(z)，则由上式得到 同理可得，发送“0”错判为“1”的概率 显然，由于上下支路的对称性，以上两个错误概率相等。于是，采用同步检测时2FSK系统的总误码率为 在大信噪比条件下，上式可以近似表示为 第6章通带数据传输 * 包络检波法的系统性能 分析模型 第6章通带数据传输 * 分析计算 这时两路包络检波器的输出 上支路： 下支路： 由随机信号分析可知，V1(t)的抽样值V1服从广义瑞利分布， V2(t)的抽样值V2服从瑞利分布。其一维概率密度函数分别为 显然，发送“1”时，若V1小于V2，则发生判决错误。 第6章通带数据传输 * 错误概率为 令 并代入上式，经过简化可得 第6章通带数据传输 * 根据Marcum Q函数的性质，有 所以 同理可求得发送“0”时判为“1”的错误概率，其结果与上式完全一样，即有 于是，2FSK信号包络检波时系统的总误码率为 第6章通带数据传输 * 结论 将上式与2FSK同步检波时系统的误码率公式比较可见，在大信噪比条件下，2FSK信号包络检波时的系统性能与同步检测时的性能相差不大，但同步检测法的设备却复杂得多。因此，在满足信噪比要求的场合，多采用包络检波法 第6章通带数据传输 * [例] 采用2FSK方式在等效带宽为2400Hz的传输信道上传输二进制数字。2FSK信号的频率分别为f1 = 980 Hz，f2 = 1580 Hz，码元速率RB = 300 B。接收端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB。试求： （1）2FSK信号的带宽； （2）包络检波法解