現(xiàn)代通信原理與技術(shù)第06章正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-23 02:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 幅度 a=1mV，信道等效加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度 ? =41013W/Hz。 試求 :? (1) 同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率； ? (2) 包絡(luò)檢波法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率。 ? 解 (1) 對于 2ASK信號，信號功率主要集中在其頻譜的主瓣。因此，接收端帶通濾波器帶寬可取 2ASK信號頻譜的主瓣寬度，即 ?? B=2RB=29600=19200 Hz?帶通濾波器輸出噪聲平均功率為?? σ2n= 2B=41013219200=108W??? 信噪比為?? 因為信噪比 r≈? 1， 所以同步檢測法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率為 ?? Pe= (2) 包絡(luò)檢波法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率為?? Pe= ? =? ? =104??? 比較兩種方法解調(diào)時系統(tǒng)總的誤碼率可以看出，在大信噪比的情況下，包絡(luò)檢波法解調(diào)性能接近同步檢測法解調(diào)性能。 ? 三． 2FSK 非相干解調(diào)： BPF?1 BPF?2 檢波 檢波 低通 低通抽樣判決V1(t)V2(t)cp(t)y1(t)y2(t) 若在（ 0， Ts）發(fā)送 “1” 信號，則上下支路兩個帶通濾波器的輸出波形及包絡(luò)分別為： V1f(V2) p(V1V2)V2 在 2FSK信號的解調(diào)器中，判決是對上下兩路包絡(luò)的抽樣值進行比較，即：當(dāng) V1(t)的抽樣值 V1大于 V2(t)的抽樣值 V2 時，判決器輸出為 “1” ，此時為正確判決；當(dāng) V1(t)的抽樣值 V1小于 V2(t)的抽樣值 V2 時，判決器輸出為 “0” ，此時為錯誤判決，錯誤概率為： 令 （ “1” 、 “0” 等概） 相干解調(diào)： BPF BPF LPF LPF 抽樣判決cosω1tcosω 2tV2(t)V1(t)yi(t)y1(t)y2(t)發(fā)送端產(chǎn)生的 2FSK信號可表示為： 圖 2 FSK信號采用同步檢測法性能分析模型其中： 在（ 0， TS）時間間隔，信道輸出合成波形 yi(t)： 假設(shè)在（ 0， Ts）內(nèi)發(fā)送 “1” 信號，則 設(shè)： 、 的統(tǒng)計特性相同：均值為 0、方差為 的高斯隨機變量， 令 則 同理 （ “1”、 “0”等概）；四． 2PSK（相干解調(diào)） BPF LPF 抽樣判決cosω ctV(t)cp(t)為高斯分布隨機變量，均值為 0，方差為 利用雙極性基帶系統(tǒng)的結(jié)論可得： 五． 2DPSK 1 相干解調(diào) 2PSK解調(diào)TSbkbk1ak一般圖 ? 2DPSK信號相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析模型 為了分析碼反變換器對誤碼的影響，我們作出一組圖形來加以說明。圖 7 30(a)所示波形是解調(diào)出的相對碼信號序列，沒有錯碼，因此通過碼反變換器變成絕對碼信號序列輸出也沒有錯碼。圖 7 30(b)所示波形是解調(diào)出的相對碼信號序列， 有一位錯碼，用 表示錯碼位置。通過分析可得：相對碼信號序列中的一位錯碼通過碼反變換器輸出的絕對碼信號序列將產(chǎn)生兩位錯碼， 用 表示錯碼位置。圖 7 30(c)所示波形是解調(diào)出的相對碼信號 , 序列中有連續(xù)兩位錯碼，用 表示錯碼位置。此時相對碼信號序列中的連續(xù)兩位錯碼通過碼反變換器輸出的絕對碼信號序列也只產(chǎn)生兩位錯碼，用 表示錯碼位置。 由圖 7 30(c)可以看出，碼反變換器輸出的絕對碼信號序列中，兩個錯碼中間的一位碼由于相對碼信號序列中的連續(xù)兩次錯碼又變正確了。圖 7 30(d)所示波形是解調(diào)出的相對碼信號序列中有連續(xù)五位錯碼， 用 表示錯碼位置。此時碼反變換器輸出的絕對碼信號序列也只產(chǎn)生兩位錯碼，用 表示錯碼位置。由于相對碼信號序列中有前后兩個錯碼從而使得輸出絕對碼序列中兩個錯碼之間的四位碼都變正確了。依次類推，若碼反變換器輸入相對碼信號序列中出現(xiàn)連續(xù) n個錯碼， 則輸出絕對碼信號序列中也只有兩個錯碼。 ?圖 7 – 30 碼反變換器對錯碼的影響P1=(1Pe)Pe(1Pe)=(1Pe)2Pe??P2=(1Pe)P2e(1Pe)=(1Pe)2P2e??Pn=(1Pe)Pne(1Pe)=(1Pe)2Pne?將式 ( 69)代入式 ( 68)可得 ? P ′e? =2(1Pe)2(Pe+P2e+… +Pne+… )? =2(1Pe)2Pe(1+Pe+P2e+… +Pne+… ) 因為誤碼率 Pe小于 1，所以下式成立 : P′e=2(1Pe)Pe ( 70) 將 2PSK信號采用相干解調(diào)時的誤碼率表示式 ( 66)代入式 ( 70)，則可得到 2DPSK信號采用相干解調(diào)加碼反變換器方式解調(diào)時的系統(tǒng)誤碼率???? 當(dāng)相對碼的誤碼率 時，式 ( 70)可近似表示?? P′e=2Pe ( 72)?? 即此時碼反變換器輸出端絕對碼序列的誤碼率是碼反變換器輸入端相對碼序列誤碼率的兩倍?？梢?，碼反變換器的影響是使輸出誤碼率增大。 ?2 差分相干解調(diào) 假設(shè)發(fā)送符號 “1” ，且前一個時刻發(fā)送的也是 “1” ，則帶通濾波器和延遲器輸出為： BPFTsLPF 抽樣判決位同步y(tǒng)1(t) c d ey2(t) cp(t)低通濾波器的輸出在抽樣時刻樣值為： 若 x0判決為 “1”—— 正確判決；若 x0判決為 “0”—— 錯誤判決； 6． 4 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能比較 一．有效性 信號帶寬： 2ASK、 2DPSK為 2FSK 為： B= 占用信道帶寬： 2ASK、 2DPSK 最小為 2FSK 為最小，為 頻帶利用率： 2ASK 2DPSK 2FSK 可見 2ASK、 2DPSK的有效性相同且優(yōu)于 2FSK； 二．可靠性 2ASK相干解調(diào) 2ASK非相干解調(diào) 2FSK相干解調(diào) 2FSK非相干解調(diào) 2PSK極性比較法解調(diào) 2DPSK差分檢測法解調(diào) 2DPSK極性比較法解調(diào) 三 說明 在每一對相干和非相干的鍵控系統(tǒng)中，相干方式略優(yōu)于非相干方式；另外，在相同的誤碼率條件下，對信噪比的要求 2PSK比 2FSK小 3dB、 2FSK比 2ASK小 3dB，因而在抗加性高斯白噪聲方面， 2PSK優(yōu)于 2FSK， 2ASK最差。 1. 對信道特性變化的敏感度： 2FSK系統(tǒng)直接比較兩路解調(diào)輸出的大小來做出判決，不需要人為地設(shè)置判
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