第5章-15-1201-数字信号载波传输(2).pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 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 二进制数字调制系统的性能比较 * 调制解调方式比较－1/3 方式 误比特率 近似带宽 相干解调 非相干解调 ASK FSK PSK DPSK 调制解调方式比较－2/3 方式 信噪比 倍 dB 2ASK 36.4 15.6 2FSK 18.2 12.6 2PSK 9.1 9.6 Pe=10-5时2ASK、2FSK和 2PSK所需要的信噪比 调制解调方式比较－3/3 信噪比性能：2PSK 2FSK2ASK 带宽利用率：2PSK、2ASK2FSK 对信道的适应能力：2FSK2PSK2ASK 结论： 若传输信道为恒参信道： 如果要求较高的功率利用率，则应选择相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取 如果要求较高的频带利用率，则应选择相干2PSK和2DPSK，而2FSK最不可取 若传输信道是随参信道， 则2FSK具有更好的适应能力 2FSK判决器根据上下两个支路解调输出样值来判决，无需设置门限，因此对信道特性变化不敏感 2PSK判决器最佳判决门限为零（等概情形），与接收机输入信号幅度无关，因此其最佳判决门限不随信道特性变化而变化 2ASK判决器最佳判决门限为a/2（等概情形），若信道特性发生变化，接收机输入信号幅度随之变化，导致最佳判决门限也随之变化，因此其对信道特性变化敏感 关于数字调制问题 在数字信息经过信道传输的过程中，调制器是接口器件，它将数字信息映射成与信道特性相匹配的模拟波形 映射过程：先从信息序列{an}中一次提取k=log2M个二进制数字波形分组，再从M=2k个确定的有限能量波形中选择其中之一送往信道传输 调制器将二进制数字序列映射成为一组信号波形，这些波形的差别在于幅度、相位、频率或两个（多个）信号参数的组合 数字信号 0 1 持续时间为Ts的波形 持续时间为Ts的波形 ASK 0 coswt FSK cosw1t cosw2t PSK coswt cos(wt+p) 一些重要概念的理解－1/4 码元传输速率与信息传输速率 若每个Ts时间发送一个码元，则码元传输速率为： 对M进制信号，每个码元包含的信息比特数为： 信息传输速率为： 白噪声单边功率谱密度和双边功率谱密度 一些重要概念的理解－2/4 低通白噪声和带通白噪声 信号平均能量与平均功率： 码元平均能量与单位比特平均能量： 码元平均能量： 单位比特平均能量： 低通 白噪声 带通 白噪声 发送每比特二进制信息所需能量Eb与发送每个码元所需能量Es相同 一些重要概念的理解－3/4 码元平均功率：与信号平均功率相等 接收平均噪声功率（接收机带宽为B）： 信噪比： 频带效率：单位频带比特率 每比特能量与单边噪声功率谱密度 之比。适用于评价M进制系统的误码率 信噪比确定时，Eb/n0随不同调制方案下的频带效率变化 Eb/n0确定时，信噪比随不同调制方案下的频带效率变化 * 一些重要概念的理解－4/4 系统带宽的度量：时域有限信号的频域无限；频域有限信号的时域无限，造成带宽定义不确定性 半功率带宽B1：即为低于峰值3dB的两个频率之间的间隔，可简单粗略地描述信号功率谱的集中长度 等效带宽B2：采用以功率谱峰值为顶点的矩形功率谱等效信号功率谱。常用于描述功率谱集中度和计算系统输出功率 谱零点带宽B3：即功率谱主瓣宽度，适用主瓣包含大部分信号功率情形，常用于比较不同调制的频带宽度 功率比带宽B4：以带外功率占总功率比例?为计算标准 最低功率谱密度带宽B5：以最小功率谱密度低于峰值的dB数为计算标准，常用于研究邻近信道的串扰 关于信号空间的概念－1/4 信号正交性：在某区间上[a,b]上的一组信号，若有两个一般的复信号x1(t)和 x2(t)的内积为0，即： 则两个信号是正交的 信号范数： 标准信号正交集：一个包含m个信号的信号集，如果信号间是相互正交且其范数为1，则该信号是标准正交的 两个频率在信号持续时间内满足正交性质 ASK PSK FSK 关于信号空间的概念－2/4 调制信号点间的距离： 定义： 2ASK： 2FSK： 2PSK： 信号正交 * 关于信号空间的概念－3/3 二进制调制与信号空间： 等概率时的误码率： 2ASK： 2FSK： 2PSK： 信号调制后奈奎斯特带宽为1/2Ts * 作业 曹志刚、钱亚生《现代通信原理》清华大学出版社，1994（2007重印）；“第10章：数字信号的载波传输”习题： 10-1 10-3 10-4 樊昌信、曹丽娜《通信原理》（第6版）国防工业出版社，2