第7章数字带通传输系统2.ppt

编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 数字带通传输系统,*,通 信 原 理,第七章 数字带通传输系统,内容回顾,二进制振幅键控,2ASK,：,二进制频移键控,2FSK,：,2,第七章 数字带通传输系统,二进制移相键控,定义：载波的,相位,按基带脉冲改变而改变。,3,第七章 数字带通传输系统,2,P,SK,信号表达式,4,第七章 数字带通传输系统,2,P,SK,波形图举例,某,2PSK,系统的码元传输速率为,1000,波特，载波频率为,3000Hz,。若发送数字信息为,011010,，试画出它的信号波形图。,0,1,1,0,1,0,T,S,5,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号的一般表达式,6,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号的产生方法,7,第七章 数字带通传输系统,相位跳变,T,T,T,“,1”,“,0”,“,1”,T,T,T,“,1”,“,1”,“,0”,相邻码元的,相位是否连续,与相邻码元的,初始相位是否相同,不可混为一谈；,只有当一个码元中包含有,整数,个载波周期时，相邻码元边界处的相位跳变才是由调制引起的相位变化。,8,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号的相干解调,9,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,T,S,10,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,T,S,11,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,T,S,12,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,T,S,13,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,T,S,14,第七章 数字带通传输系统,倒,现象,a,1,0,1,1,0,1,b,c,d,e,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,T,S,15,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号的,频域分析,16,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号的,功率谱密度,17,第七章 数字带通传输系统,2PSK,信号功率谱分析,18,第七章 数字带通传输系统,二进制差分相移键控,定义：,利用前后相邻码元的载波,相位差,表示数字信息,。,19,第七章 数字带通传输系统,2D,P,SK,信号表达式,数字信息,初始相位,0,0,1,1,1,0,0,1,0,1,2PSK,0,0,0,0,0,0:,=0,1:,=,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0:,=,1:,=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,20,第七章 数字带通传输系统,2D,P,SK,波形图举例,已知系统码元速率为,1000B,，载频为,2000Hz,，信息序列为,011010,。画出,2DPSK,的信号波形图。,0,1,0,0,1,1,0,相对码,0,1,1,0,1,0,T,S,绝对码,参考,21,第七章 数字带通传输系统,2DPSK,信号的矢量图,22,第七章 数字带通传输系统,2DPSK,信号的产生原理,23,第七章 数字带通传输系统,2DPSK,信号的产生方法,24,第七章 数字带通传输系统,2DPSK,信号的解调方法,25,第七章 数字带通传输系统,极性比较法,26,第七章 数字带通传输系统,极性比较法中的相位模糊,27,第七章 数字带通传输系统,相位比较法,28,第七章 数字带通传输系统,2DPSK,信号的,功率谱密度,29,第七章 数字带通传输系统,二进制数字调制对比,数字信号,0,1,近似带宽,持续时间为,Ts,的波形,持续时间为,Ts,的波形,2ASK,0,cos,c,t,2f,s,2FSK,cos,1,t,cos,2,t,|f,2,-f,1,|+2f,s,2PSK,cos,c,t,cos,(,c,t+,n,),2f,s,30,第七章 数字带通传输系统,数字调制系统的抗噪性能,二进制数字调制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，衡量系统抗噪声性能的重要指标是,误码率,。,分析条件：,信道是,恒定参数信道,；,信道对于传输信号具有理想的,矩形传输特性,；,噪声等效为均值为,0,，方差为,n,2,的,加性高斯白噪声,。,31,第七章 数字带通传输系统,2ASK,系统的,解调方法,相干解调：同步检测法,非相干解调：包络检波法,32,第七章 数字带通传输系统,同步检测法,分析模型,对于,2ASK,系统，在一个码元的,持续时间,T,s,内，其发送端输出的信号波形可以表示为：,33,第七章 数字带通传输系统,接收端输入波形分析,在每一码元持续时间内，接收端输入波形为：,信号经过信道传输后只受到固定衰减,(,信道传输系数取为,K),，且令,a=AK,；,n,i,(t,),是均值为,0,的加性高斯白噪声。,带通滤波器的输出波形为：,34,第七章 数字带通传输系统,判决器输入波形分析,带通滤波器的输出波形为：,抽样判决器输入端得到的波形为：,35,第七章 数字带通传输系统,抽样值分析,x(t,),是一个高斯随机过程；,均值分别为,a(,发,1,时,),和,0(,发,0,时,),，方差为,n,2,。,设对第,k,个符号的抽样时刻为,kT,s,，则,x(t,),在,kT,s,时刻的抽样值为：,36,第七章 数字带通传输系统,抽样值的概率密度函数,37,第七章 数字带通传输系统,误码率分析,38,第七章 数字带通传输系统,最佳判决门限分析,误码率,P,e,等于图中阴影的面积。,若改变,判决门限,b,，阴影的面积将随之改变；,误码率,P,e,的大小将随判决门限,b,而变化。,当,b,取两条曲线相交点,b,*,时，阴影的面积最小。,此时，系统的误码率,P,e,最小；,这个门限,b,*,称为,最佳判决门限,。,39,第七章 数字带通传输系统,最佳判决门限求解,40,第七章 数字带通传输系统,同步检测法的总误码率,41,第七章 数字带通传输系统,包络检波法,分析模型,对于,2ASK,系统，在一个码元的持续时间,T,s,内，包络检波器的输入波形为：,42,第七章 数字带通传输系统,判决器输入波形分析,43,第七章 数字带通传输系统,误码率分析,44,第七章 数字带通传输系统,最佳判决门限分析,包络检波法的系统误码率取决于,信噪比,r,和,归一化门限值,b,0,。,若,b,0,变化，阴影部分的面积也随之而变；,当,b,0,处于两条曲线的,相交点,b,0,*,时，阴影部分的面积最小；,此时系统的总误码率最小，,b,0,*,为归一化最佳判决门限值。,45,第七章 数字带通传输系统,最佳判决门限求解,46,第七章 数字带通传输系统,包络检波法的总误码率,实际中系统总是工作在大信噪比情况下，最佳门限为：,47,第七章 数字带通传输系统,2ASK,抗噪性能例题,设有一,2ASK,信号传输系统，其码元速率为,R,B,=4.8,10,6,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为,a=1mV,，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度为,n,0,=2,10,-15,W/Hz,。,试求：,同步检测法解调时系统的误码率；,包络检波法解调时系统的误码率。,48,第七章 数字带通传输系统,例题解答,49,第七章 数字带通传输系统,小结,二进制移相键控,2PSK,：,二进制差分相移键控,2DPSK,。,50,第七章 数字带通传输系统,小结,抗,噪性能：指系统克服加性噪声影响的能力。,分析条件：信道是恒定参数信道，对于传输信号具有理想的矩形传输特性；噪声为加性高斯白噪声。,2ASK,系统抗噪性能：,51,第七章 数字带通传输系统,思考题和作业,思考题：,2PSK,信号相邻码元波形是否连续和什么因素有关？,试问,2PSK,信号是否必须用相干解调法接收？,试问,2PSK,和,2ASK,信号之间有何关系？,试问,2DPSK,信号有几种解调方法？,作业：,7-1,、,7-8,、,7-10,。,52,第七章 数字带通传输系统,