【正文】 1 ? 引言 ? 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理 ? 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲 性能 ? 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能 比較 ? 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式 笫6章 笫 6章正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 2 圖 63二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的接收系統(tǒng)組成方框圖 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 定時(shí)脈沖 輸入 輸入 輸出 輸出 帶通 濾波器 帶通 濾波器 抽樣 判決器 抽樣 判決器 低通 濾波器 低通 濾波器 乘法器半波或全 波整流器 (a)非相干解調(diào) (b)相干解調(diào) cos ct?a b cd定時(shí)脈沖 3 ?2FSK信號(hào)的常用解調(diào)方法 圖 66（ a）非相干方式 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 1?2?輸入 輸出 抽樣脈沖 帶通 濾波器 帶通 濾波器 包絡(luò) 檢波器 包絡(luò) 檢波器 抽樣 判決器 4 圖 66（ b）相干方式 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 輸出 輸入 抽樣脈沖 帶通 濾波器 帶通 濾波器 低通 濾波器 低通 濾波器 抽樣 判決器 相乘器 相乘器 1co s t?2co s t?1?2?5 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指 系統(tǒng)克服加性噪聲 影響的能力 。信道的加性噪聲可以使傳輸?shù)拇a 元產(chǎn)生錯(cuò)誤，即產(chǎn)生誤碼率。下邊 分析數(shù)字調(diào) 制系統(tǒng)的抗噪聲性能，并且給出各種系統(tǒng)由加 性噪聲產(chǎn)生的總誤碼率。 6 OOK系統(tǒng)的抗噪聲性能 ? 二進(jìn)制振幅鍵控不象移頻鍵控和移相鍵控應(yīng)用廣泛，但它的抗噪聲分析方法具有普遍意義。 ? 對(duì)于 2ASK系統(tǒng)，在一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，發(fā)送端輸出的波形 可表示為： 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） ()TSt()TSt ? ( ) 1 TUt 發(fā) 送 “ ” 時(shí) ； 0 0 發(fā) 送 “ ” 時(shí) 。 7 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） ( ) TUt ?其 中 c o s 0csA t t T? ??0 t其 它 ()iyt ? ( ) ( ) 1iiU t n t? 發(fā) 送 “ ” 時(shí) ；( ) 0int 發(fā) 送 “ ” 時(shí) 。 式中， 為二進(jìn)制碼元的寬度，對(duì)于接收端， 輸入波形可表示為： sT式中， 為 經(jīng)傳輸后的波形， 為噪聲， 加性高斯白噪聲。則 可寫成： ()int()iUt ()TUt()iUt8 式中， 為 經(jīng)傳輸后的波形， 為噪聲， 加性高斯白噪聲。則 可寫成： ()int第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） ()iUt ()TUt()iUt()iUt ?c o s 0csa t t T? ??0 t其 它 對(duì)于 2ASK信號(hào)，可用包絡(luò)檢波法或同步檢測(cè) 法對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，如 131頁(yè)圖 63所示。帶通濾 波器恰好使信號(hào)完整地通過。 9 輸出波形由輸入的 變?yōu)? ： 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） ()iyt ()yt()yt ?( ) ( ) 1iU t n t? 發(fā) 送 “ ” 時(shí) ；( ) 0nt 發(fā) 送 “ ” 時(shí) 。 式中， 為高斯白噪聲通過帶通濾波器后的 噪聲， 是一個(gè)窄帶高斯過程，它可以表示 為： ( ) nt( ) nt( ) ( ) c o s ( ) s i nc c s t n t t n t t??? c o s 0()0 。 csia t t TUt? ???? ?? 其它t 10 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 于 是 ：()yt ?[ ( ) ] c o s ( ) s i n 1c c s ca n t t n t t??? 發(fā) 送 “ ” 時(shí) ；( ) c o s ( ) s i n 0c c s t t n t t?? 發(fā) 送 “ ” 時(shí) 。 (非相干接收 ) 若發(fā)送“ 1”碼，在 (0， )內(nèi)，帶通濾波器輸出 包絡(luò)為： 22( ) [ ( ) ] ( ) csV t a n t n t? ? ? sT11 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 若發(fā)送“ 0”碼時(shí)，帶通濾波器輸出包絡(luò)為： 22( ) ( ) ( ) csV t n t n t?? 由前面 ， ，包絡(luò)式 的 一維概率密度函數(shù)服從廣義瑞利分布 。 ()Vt概率密度表示為： 2 2 2( ) / 21 22( ) ( )Va nonnV a Vf V I e ?????? 式中， 為 的方差； 為零階修正的貝 塞爾函數(shù)， 2n?0( ) | 1oIx ? ? ?()oIx( ) nt12 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 22/22()V nonVf V e ???? 在 經(jīng)過包絡(luò)檢波器及低通濾波器后，經(jīng)抽 樣判決確定接收碼是“ 1”還是“ 0”，若 的抽 樣值 ，判為“ 1”碼，若 判為“ 0”碼顯然選擇門限電壓 與判別的正確程度密切相關(guān)。 選定的 值不同，得到的誤碼率也不同。 (1)當(dāng)發(fā)送的碼元為“ 1”時(shí)，錯(cuò)誤接收的概率是 包絡(luò)值 V小于或等于 的概率。 ()ytVb?()VtVb?bbb 一維概率密度函數(shù)服從瑞利分 布 ,概率密度為： ()Vt13 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 22( ) / 20( , ) ( ) tQ t I e dtt ????? ? ??? ?1 110( ) ( ) 1 ( )be bP P V b f V dV f V dV?? ? ? ? ???2 2 2( ) / 2221 ( )Va nob nnV a VI e d V???????? ? 221() 222 20 211 ( )2Vannn nnbVIe a V d??? ??????? ?令： ,nn nb aVt ??? ? ?? ?? ，14 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 所以： 1 1 ( , )ennabPQ???? 1 01 ( 2 , )eP Q r b?? 因?yàn)閹V波器的輸出信噪比為 ，令 其為 ，而 可稱為歸一化門限值 (記為 ) 故式（ ）又可以表示為： 2 2/2na ?/ nb ? 0br15 （ 2） 當(dāng)發(fā)送 “ 0”時(shí)，錯(cuò)誤接收概率為噪聲電壓的包絡(luò)抽樣值 V超過門限 b的概率，同理可得： 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 2 0( ) ( )ebP P V b f V d V?? ? ? ?22/22V nb nV e d V????? ?2 2 2 2 2/ 2 / 2 / 2022()2V b bnnbnVe d e e???? ? ??? ? ?? 0/ nbb? ?16 設(shè)發(fā)送“ 1”的概率為 ，發(fā)送“ 0”碼的概率 為 ，則系統(tǒng)的總誤碼率 為： 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） eP12( 1 ) (0 )e e eP P P P P??2 /200( 1 ) [ 1 ( 2 , ) ] (0 ) bP Q r b P e ?? ? ?當(dāng) 時(shí)， 2 /20011[ 1 ( 2 , ) ]22beP Q r b e ?? ? ? (0 ) ( 1 ) 1 / 2PP ??(0)P(1)P17 ? 誤碼率的討論 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 圖 615 包絡(luò)檢波時(shí)誤碼率的幾何表示 ()fv0()fV1()fV/ nV ?0 0 b1eP 2eP*1eP *2eP*0b*0b*0b18 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） 兩條曲線 、 交于 ，并令在該門限 值下 記為 ， 門限值記為 ；那么 若 ，則有 ，而 ； 若 ，則有 ， 。這說明 當(dāng) 大于或小于 時(shí)將會(huì)導(dǎo)致 或 的一 個(gè)增大或另一個(gè)減??；這是符合實(shí)際的。 0()fV 1()fV *0b*0b2*eP2eP2eP*00bb?0b 1eP11* eePP?1*eP1eP*00bb?22* eePP?11* eePP?22* eePP?總的誤碼率 是由 和 的相應(yīng)陰影面積相 加而成的，而 時(shí)的兩個(gè)陰影面積是包 含 時(shí)的兩個(gè)陰影面積，所以只有當(dāng) 時(shí)，兩個(gè)陰影面積的總和才是最小的。 eP 1eP2eP*00bb?*00bb?*00bb?19 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） ?結(jié)論：當(dāng)門限值選擇等于 時(shí)，系統(tǒng)將有最 小的誤碼率。這個(gè)門限 就稱為最佳門限。 *0b*0b2 2 2( ) / 21 22( ) ( ) Va nonnV a Vf V I e ?????? 22/22()V nonVf V e ???? 22 22 2 222()VVnnnaonaVI e e e?? ??????22/2*2()a nonaVIe ???20 ?求最佳門限值 (對(duì)應(yīng) ) 值即 和 曲線的交點(diǎn)， 由 、 (式 )、 (式 )P143 可以求得： 第六章 正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)（ sine wave digital modulation system ） *V*V1()fV0()fV**10( ) ( )f V f V?2*022l n ( )2 nna aVr