《通信原理》第7章 数字调制系统(7.2-3).ppt

通信原理第7章 数字带通传输（7.2-3） 主 讲：江金龙 E-mail：jljiang@126.com 九江学院电子工程学院 概要： 7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能 7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能 7.2.2 2FSK系统的抗噪声性能 7.2.3 2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能 7.3 二进制数字调制系统的性能比较 7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能 通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。 在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。也就是求系统在信道噪声干扰下总的误码率。 误码率是一个统计值。在仿真时，通常是需要比较多的个体（如10,000个比特）才可以得到接近理论上的统计值。 信道模型： （1）恒参信道。 （2）在信号的频带范围内具有理想矩形的传输特性(可取其传输系数为K)； （3）信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响。 系统性能分析是在接收端进行的。 7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能 2ASK的解调方法有（ ）和（ ）法 （1）相干解调（同步检测法）的系统性能 解调模型： 设在一个码元的持续时间Ts内，其发送端输出的信号波形可以表示为 相干解调： 可求出： 作统计平均，可得同步检测时2ASK系统的总误码率： 选择最佳判决门限： 对比单极性基带系统的抗噪声公式： 再比较等概时的误码率： （1）2ASK: （2）二进制单极性基带系统 clear;clc;close all; r=-6:20; % 以dB为单位 snr=10.^(r/10); r=10*log10(snr); % 以dB为单位 pe=0.5*erfc(sqrt(snr/4)); semilogy(r,pe), xlabel(r/dB),ylabel(Pe),legend(2ASK) axis([-6,20,1.0e-12,1]) （2）包络检波法的系统性能 实际工作情况总是工作在大信噪比下，因此最佳门限应取 此时，系统总的误码率为： 将上式和同步检测法（即相干解调）的误码率公式想比较可以看出： 在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。 然而，包络检波法不需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。 [例7.2.1] 设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为RB = 4.8 ? 106波特，发“1”和发“0”的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检波法解调。已知接收端输入信号的幅度a = 1 mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0 = 2 ? 10-15 W/Hz。试求 (1) 同步检测法解调时系统的误码率； (2) 包络检波法解调时系统的误码率。 分析： 在大信噪比下： 同步检测误码率： 第7章数字带通传输系统 解： 接收带宽: 带通滤波器输出噪声平均功率为 信噪比为 第7章数字带通传输系统 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。 7.2.2 2FSK系统的抗噪声性能 （1）相干解调（同步检测）性能 上支路： （2）包络检波法的系统性能 结论： 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。 [例7.2.2] 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）包络检波法解调时系统的误码率； （3）同步检测法解调时系统的误码率。 解：（1）根据式(7.1-22)，该2FSK信号的带宽为