教學(xué)部—通信原理—數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)

1、Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)u 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理u 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能u 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較u 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué)

2、院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種信道中傳輸，因此，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種信道中傳輸，因此，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)數(shù)字信號(hào)。類似與模擬調(diào)制，有數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字信號(hào)。類似與模擬調(diào)制，有數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)調(diào)制器信 道解調(diào)器噪聲源基帶信號(hào)輸入基帶信號(hào)輸出Tel:023-6246

3、0517重郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)振幅鍵控是正弦載波的振幅鍵控是正弦載波的。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控。設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由進(jìn)制振幅鍵控。設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由0、1序序列組成，發(fā)送列組成，發(fā)送0符號(hào)的概率為符號(hào)的概率為P，發(fā)送，發(fā)送1符號(hào)的概率為符號(hào)的概率為1-P，且相互獨(dú)立且相互獨(dú)立。該二進(jìn)制符號(hào)序列可表

4、示為。該二進(jìn)制符號(hào)序列可表示為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2ASK)二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）nSnnTtgats)()(PPan1, 1, 0發(fā)送概率為發(fā)送概率為其它, 00, 1)(sTttgTel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)可表示為tnTtgatecnSnASKcos)()(2coswcte2ASK1011Tb001t

5、tts(t)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2ASK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)乘法器coscte2ASK(t)(a)cosct開(kāi)關(guān)電路s(t)e2ASK(t)(b)s(t)2ASK信號(hào)與模擬調(diào)制中的AM信號(hào)類似。所以，對(duì)2ASK信號(hào)也能夠采用非相干解調(diào)非相干解調(diào)( (包絡(luò)檢波法包絡(luò)檢波法) )和和相干解調(diào)相干解調(diào)( (同步檢測(cè)法同步檢測(cè)法

6、) )。模擬相乘數(shù)字鍵控二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2ASK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)e2ASK(t)帶通濾波器全波整流器低通濾波器抽樣判決器輸出abcd定時(shí)脈沖(a)e2ASK(t)帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖輸出cosct(b)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)解調(diào)器原理框圖 非相干解調(diào)相干解調(diào)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2ASK)

7、Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2ASK信號(hào)非相干解調(diào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形11100000101abcd二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2ASK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理

8、數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)(2FSK信號(hào))。圖中波形圖中波形g可分解為波形可分解為波形e和波形和波形f，即二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)即二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加制振幅鍵控信號(hào)的疊加。若二進(jìn)制基帶信號(hào)的1符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率f1，0符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率f2，則二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為)cos()()cos()()(212nnSnnSnnFSKtnTtgbtTnt

9、gate二進(jìn)制移頻鍵控二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形aak1011001ts(t)ts(t)bttcdettfgt2FSK信號(hào)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel:023-

10、62460517重郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)器原理圖二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)器原理圖e2FSK(t)帶通濾波器1包絡(luò)檢波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶通濾波器包絡(luò)檢波器(a)e2FSK(t)帶通濾波器1低 通濾波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶通濾波器低通濾波器相乘器相乘器cos1tcos2t(b)非相干解調(diào)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的解調(diào)方法很多，有模擬鑒頻法和數(shù)字檢測(cè)法，有非相干解調(diào)方法也有相干解調(diào)方法有

11、非相干解調(diào)方法也有相干解調(diào)方法。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)相干解調(diào)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)器原理圖二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)器原理圖二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院ht

12、tp:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)111000001012FSK信號(hào)2FSK非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)過(guò)零檢測(cè)法原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形限

13、幅e2FSK(t)ab微分c整流d脈沖形成低通ef輸出(a)abcde二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2FSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控帶信號(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號(hào)信號(hào)。通常用已調(diào)信號(hào)載波的0和

14、180分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的 1 和 0。二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為在2PSK調(diào)制中，an應(yīng)選擇雙極性，即tnTtgatecnSnPSKcos)()(2PPan1, 1, 1發(fā)送概率為發(fā)送概率為二進(jìn)制移相鍵控（二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2PSK)和2ASK不同Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制移相鍵

15、控信號(hào)的時(shí)間波形若用n表示第n個(gè)符號(hào)的 絕對(duì)相位絕對(duì)相位，則有若g(t)是脈寬為T(mén)s, 高度為1的矩形脈沖時(shí)，則有PtPtteccPSK1,cos,cos)(2發(fā)送概率為發(fā)送概率為”發(fā)送符號(hào)“”發(fā)送符號(hào)“0,1801,000n二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2PSK)A ATstO 這種以載波的不這種以載波的不同相位直接表示同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，信號(hào)的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對(duì)稱為二進(jìn)制絕對(duì)移相方式。移相方式。Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與

16、信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖信號(hào)的調(diào)制原理圖 s(t)碼型變換雙極性不歸零乘法器e2PSK(t)cosct(a)cosct0開(kāi)關(guān)電路e2PSK(t)180 移相s(t)(b)采用模擬調(diào)制的方法產(chǎn)生采用模擬調(diào)制的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)信號(hào)s(t)碼型變換雙極性不歸零乘法器e2PSK(t)cosct(a)cosct0開(kāi)關(guān)電路e2PSK(t)180 移相s(t)(b)采用數(shù)字鍵控的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2PSK)Tel郵通信

17、原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)帶通濾波器e2PSK(t)a相乘器c低通濾波器dbe抽樣判決器輸出cosct定時(shí)脈沖 2PSK信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)。在相干解調(diào)過(guò)。在相干解調(diào)過(guò)程中需要用到與接收的程中需要用到與接收的2PSK信號(hào)同頻同相的相干載波。信號(hào)同頻同相的相干載波。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2PSK)Tel郵

18、通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形10a110100bcde二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2PSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗

19、噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180倒相時(shí)，解調(diào)出的數(shù)字基帶倒相時(shí)，解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。 這種現(xiàn)象通常稱為這種現(xiàn)象通常稱為“倒倒”現(xiàn)象。由于在現(xiàn)象。由于在2PSK信號(hào)的載信號(hào)的載波恢復(fù)過(guò)程中存在著波恢復(fù)過(guò)程中存在著180的相位模糊，所以的相位模糊，所以2PSK信號(hào)的相信號(hào)的相干解調(diào)存在隨機(jī)的干解調(diào)存在隨機(jī)的“倒倒”現(xiàn)象，從而使得現(xiàn)象，從而使得2PSK方式在實(shí)際中方式在實(shí)際中很少采用。很少采用。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與

20、解調(diào)原理(2PSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)在2PSK信號(hào)中，信號(hào)相位的變化是以未調(diào)正弦載波的相位作為參考，用載波相位的絕對(duì)數(shù)值表示數(shù)字信息的，所以稱為絕對(duì)移相。但相干載波恢復(fù)中載波相位的180相位模糊，導(dǎo)致解調(diào)出的二進(jìn)制基帶信號(hào)出現(xiàn)反向現(xiàn)象，從而難以實(shí)際應(yīng)用。為了解決為了解決2PSK信號(hào)解調(diào)過(guò)程的反向工作問(wèn)題，提出信號(hào)解調(diào)過(guò)程的反

21、向工作問(wèn)題，提出了二進(jìn)制差分相位鍵控了二進(jìn)制差分相位鍵控(2DPSK)。 2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波 相對(duì)相位變化相對(duì)相位變化 來(lái)表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為二進(jìn)制差分相位鍵控（二進(jìn)制差分相位鍵控（2DPSK）二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)還

22、還有其他定義方式嗎？有其他定義方式嗎？如何定義如何定義則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對(duì)應(yīng)的則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)的載波相位關(guān)信號(hào)的載波相位關(guān)系如下所示系如下所示:二進(jìn)制數(shù)字信息：二進(jìn)制數(shù)字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 1 02DPSK信號(hào)相位：信號(hào)相位： 0 0 0 0 0 0或或 0 0 0 0 0 數(shù)字信息與之間的關(guān)系也可以定義為”表示數(shù)字信息“”表示數(shù)字信息“1,0, 0”表示數(shù)字信息“”表示數(shù)字信息“0,1, 0二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與

23、信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2DPSK信號(hào)調(diào)制過(guò)程波形圖絕對(duì)碼相對(duì)碼載波DPSK信號(hào)101100101 0 0 1 0 1 1 0二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字

24、調(diào)制技術(shù)2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理圖cosct0開(kāi)關(guān)電路e2DPSK(t)180 移相s(t)碼變換二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2DPSK信號(hào)相干解調(diào)相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過(guò)程各點(diǎn)時(shí)間波形(a)abcdef(b)帶通濾波器e2DPSK(t)a相乘器c低通濾波器dbe抽樣判決器輸出cosct定時(shí)脈沖碼反

25、變換器f1011000在解調(diào)過(guò)程中，若相 干 載 波 產(chǎn) 生180相位模糊， 解調(diào)出的相對(duì)碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過(guò)碼反變換器后，輸出的絕對(duì)碼不會(huì)發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊度的問(wèn)題。 。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)差分相干解調(diào)器原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形帶通濾波器

26、a相乘器c低通濾波器dbe抽樣判決器定時(shí)脈沖(a)延遲 TsabcdeDPSK信號(hào)二進(jìn)制信息1000110二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 由于差分相干解調(diào)方式在解調(diào)的同時(shí)完成了由于差分相干解調(diào)方式在解調(diào)的同時(shí)完成了碼反變碼反變換換作用，故解調(diào)器中不需要碼反變換器。另外，差分作用，故解調(diào)器中不需要碼反變

27、換器。另外，差分相干解調(diào)方式不需要專門(mén)的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方式不需要專門(mén)的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方法。相干解調(diào)方法。 2DPSK系統(tǒng)是一種實(shí)用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)，系統(tǒng)是一種實(shí)用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)， 但但其抗加性白噪聲性能比其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。的要差。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理(2DPSK)Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字

28、調(diào)制技術(shù)2ASK信號(hào)的功率譜密度21)(41)(4)()()1 ()()1 ()(222PffTSaTmffmfGPffGPPffPsssmssss設(shè)tnTtgatecnSnASKcos)()(2若二進(jìn)制基帶信號(hào) s(t) 的功率譜密度功率譜密度為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) )()(161)()(sin)

29、()(sin16)()()0(161)()(161)()(41)(2222222ccScScScScSccsccscscsASKffffTffTffTffTffTffffGfffGffGfffPffPfP二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2ASK信號(hào)的功率譜密度示意圖2 fs fc fs fc fc fs fc2

30、 fsOfc2 fsfc fsfc2 fsfc fsfcf0 dBP2ASK( f )二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜離散譜和連續(xù)譜兩部分組成離散譜由載波分量確定，連續(xù)譜由基帶信號(hào)波形g(t)確定二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的帶寬B2ASK是基帶信號(hào)波形帶寬的兩倍, B2ASK=2B。 Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代

31、數(shù)字調(diào)制技術(shù)對(duì)相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)，可以看成由兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加，其中一個(gè)頻率為f1，另一個(gè)頻率為f2。因此，相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜密度可以近似表示成兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)功率譜密度的疊加。 相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為ttsttsteFSK22112cos)(cos)()(根據(jù)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度可以得到2FSK信號(hào)的功率譜密度二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與

32、 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)令概率P=1/2，則有)()()()(161)()(sin)()(sin16)()(sin)()(sin16)(22112222222112112ffffffffTffTffTffTffTTffTffTffTffTfPSSSSSSSSSSFSK)()(41)()(41)(22112cscscscsFSKffPffPffPffPfP二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通

33、信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的功率譜示意圖fc = ( f1 f2 ) /2h = ( f2 f1 ) /RBh = 0.5h = 0.7h = 1.5fc1.5 RBfc RBfc0.5 RBfcfc0.5 RBfc RBfc1.5 RBf相位不連續(xù)的2FSK信號(hào)的功率譜由離散譜和連續(xù)譜所組成；離散譜位于兩個(gè)載頻f1和f2處；連續(xù)譜由兩個(gè)中心位于f1和f2處的雙邊譜疊加形成；若兩個(gè)載波頻差小于fs，則連續(xù)譜在fc處

34、出現(xiàn)單峰單峰；若載頻差大于fs，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰雙峰。二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)若以二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)功率譜第一個(gè)零點(diǎn)之間的頻率間隔計(jì)算二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬，則該二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬B2FSK為 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel:023-624605

35、17重郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2PSK與2DPSK信號(hào)有相同的功率譜。2PSK信號(hào)可表示為雙極性不歸零二進(jìn)制基帶信號(hào)與正弦載波相乘，則2PSK信號(hào)的功率譜為)()(41)(2cscsPSKffPffPfP代入基帶信號(hào)功率譜，可得)()()0()21 (41)()()1 ()(222222ccsccsPSKffffGPfffGffGPPffP2PSK及及2DPSK信號(hào)的功率譜密度信號(hào)的功率譜密度二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信

36、號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) fcOfcfP2PSK( f )2fs4Ts2PSK(2DPSK)信號(hào)的功率譜密度 一般情況下2PSK信號(hào)的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜所組成，其結(jié)構(gòu)與2ASK信號(hào)的功率譜密度相類似，帶寬也是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。當(dāng)二進(jìn)制基帶信號(hào)的當(dāng)二進(jìn)制基帶信號(hào)的“1”符號(hào)和符號(hào)和“0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不

37、存在離散譜符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不存在離散譜。222)()(sin)()(sin4)(ScScScScSPSKTffTffTffTffTfP若P=1/2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 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。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，衡量系統(tǒng)抗噪聲性能的重要

38、指標(biāo)是誤碼率，因此，分析二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，也就是分析在信道等效加性高斯白噪聲的干擾下系統(tǒng)的誤碼性能，得出誤碼率與信噪比之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析中，假設(shè)信道特性是恒參信道信道特性是恒參信道，在信號(hào)的頻帶范圍內(nèi)其具有理想矩形的傳輸特性具有理想矩形的傳輸特性(可取傳輸系數(shù)為K)。噪聲為等效加性高斯白噪聲，其等效加性高斯白噪聲，其均值為零均值為零，方差為，方差為2 2。 Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解

39、調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)對(duì)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)可采用包絡(luò)檢波法包絡(luò)檢波法進(jìn)行解調(diào)，也可以采用同步檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。但兩種解調(diào)器結(jié)構(gòu)形式不同，因此分析方法也不同。 1. 同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能 在一個(gè)碼元的時(shí)間間隔Ts內(nèi)，發(fā)送端輸出的信號(hào)波形sT(t)為其中二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)系統(tǒng)的抗噪聲性能 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)

40、字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)2ASK信號(hào)同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能分析模型式中相乘器s (t)T輸出發(fā)送端信 道帶通濾波器低通濾波器抽樣判決器n (t)iyi(t)y(t)2 c o sc(t)x(t)Pe定時(shí)脈沖z(t) 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系

41、統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)設(shè)接收端帶通濾波器具有理想矩形傳輸特性，恰好使信號(hào)完整通過(guò)，則帶通濾波器的輸出波形y(t)為n(t)為窄帶高斯噪聲，其均值為零，方差為2n。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)設(shè)對(duì)第k個(gè)符號(hào)的抽樣時(shí)刻為kTs，則x(t)在kTs時(shí)刻的抽樣值x為 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel:023-62

42、460517重郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)一維概率密度函數(shù)f (x)為發(fā)送“1”發(fā)送“0”圖 7- 23 抽樣值x的一維概率密度函數(shù)f1(x)Oxaf0(x)Ox(a)(b) 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息

43、工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)式中： 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖 7 24 同步檢測(cè)時(shí)誤碼率的幾何表示xabb*Of (x)P (1) f1(x)P (0) f0(x)總誤碼率當(dāng)判決門(mén)限b取P(1)f1(x)與

44、P(0)f0(x)兩條曲線相交點(diǎn)b*時(shí)，陰影的面積最小。即判決門(mén)限取為b*時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)的誤碼率Pe最小。這個(gè)門(mén)限就稱為最佳判決門(mén)限。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)當(dāng) ，大信噪比時(shí) 求最佳門(mén)限b*當(dāng)P(1)=P(0)=1/2時(shí)則最小誤碼率為式中 為信噪比 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能Tel:023-6246

45、0517重郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能 包絡(luò)檢波法解調(diào)過(guò)程不需要相干載波，比較簡(jiǎn)單。接收端帶通濾波器的輸出波形與相干檢測(cè)法的相同。圖 7 25 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能分析模型Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué)

46、院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)一維概率密度函數(shù)為發(fā)送“1”(廣義瑞利)發(fā)送“0”(瑞利)在kTs時(shí)刻包絡(luò)檢波器輸出波形的抽樣值為 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)式中Marcum Q函數(shù)歸一化門(mén)限值信噪比包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel:023-

47、62460517重郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)總誤碼率 與同步檢測(cè)法類似，在系統(tǒng)輸入信噪比一定的情況下，系統(tǒng)誤碼率將與歸一化門(mén)限值b0有關(guān)。求最佳門(mén)限b*P(1)=P(0)包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院

48、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)當(dāng)1r最佳歸一化門(mén)限b0*當(dāng)1r最佳歸一化門(mén)限b0* 在實(shí)際工作中，系統(tǒng)總是工作在大信噪比的情況下， 因此最佳歸一化判決門(mén)限應(yīng)取 。包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)當(dāng)r式， 上式的下界為可以看出：在相同的信噪比條

49、件下，同步檢測(cè)法的誤碼性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法的性能；在大信噪比條件下，包絡(luò)檢波法的誤碼性能將接近同步檢測(cè)法的性能。另外，包絡(luò)檢波法存在門(mén)限效應(yīng)， 同步檢測(cè)法無(wú)門(mén)限效應(yīng)。 總誤碼率包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)【例】設(shè)某2ASK系統(tǒng)中二進(jìn)制碼元傳輸速率為9600波特，發(fā)送“1”符號(hào)和“0”符號(hào)的概率相等，接收端分別采用同步檢

50、測(cè)法和包絡(luò)檢波法對(duì)該2ASK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。已知接收端輸入信號(hào)幅度a=1mV，信道等效加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度 =410-13W/Hz。 試求:(1) 同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率； (2) 包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率。 解：(1)對(duì)于2ASK信號(hào)，信號(hào)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(hào)頻譜的主瓣寬度，即包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻

51、帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)信噪比因?yàn)樾旁氡萺32.551，所以同步檢測(cè)法解調(diào)濾波器帶寬輸出噪聲平均功率(2) 包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率為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(cè)法解調(diào)性能。包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)對(duì)2FSK信號(hào)解調(diào)同樣可以采用同步檢測(cè)法和包絡(luò)檢波

52、法。 同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能 在碼元時(shí)間寬度Ts區(qū)間，發(fā)送端產(chǎn)生的2FSK信號(hào)可表示為其中二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖 7 26 2FSK信號(hào)采用同步檢測(cè)法性能分析模型二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理h

53、ttp:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)若只發(fā)送“1”與載波相乘后二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)濾波后概率密度 當(dāng)x1(t)的抽樣值x1小于

54、x2(t)的抽樣值x2時(shí)，判決器輸出“0”符號(hào)，發(fā)生將“1”符號(hào)判為“0”符號(hào)的錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤概率P(0/1)為式中二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)同理當(dāng) ，大信噪比時(shí) 二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理htt

55、p:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖7-27 2FSK 信號(hào)采用包絡(luò)檢測(cè)波法解調(diào)性能分析包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能 與2ASK信號(hào)解調(diào)相似，2FSK信號(hào)也可以采用解調(diào)。 二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸

56、系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)發(fā)送“1”二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)同樣比較式(7.2 - 55)和式(7.2- 64)可以看出， 在大信噪比條件下，2FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)性能與同步檢測(cè)法解調(diào)性能接近，同步檢測(cè)法性能較好。對(duì)2FSK信號(hào)還可以采用其他方式進(jìn)行解調(diào)。

57、 二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)系統(tǒng)抗噪聲性能Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)和二進(jìn)制差分相位鍵控 (2DPSK)系統(tǒng)的抗噪聲性能 在二進(jìn)制移相鍵控方式中，有絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩種調(diào)制方式，相應(yīng)的解調(diào)方法也有相干解調(diào)和差分相干解調(diào)。 2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)性能 2PSK信號(hào)的解調(diào)通常都是采用(又稱為極性比較法) 。圖 7

58、 - 282PSK信號(hào)相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析模型Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 2PSK信號(hào)采用相干解調(diào)方式與2ASK信號(hào)采用相干解調(diào)方式分析方法類似。在發(fā)送“1”符號(hào)和發(fā)送“0”符號(hào)概率相等時(shí)，最佳判決門(mén)限b*=0。其中當(dāng) ，大信噪比時(shí) Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通

59、 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 在數(shù)字通信中，誤碼率是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一，上一節(jié)我們對(duì)各種二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。下面我們將對(duì)二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率性能、頻帶利用率、對(duì)信道的適應(yīng)能力等方面的性能做進(jìn)一步的比較。 誤碼率 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK，每種數(shù)字調(diào)制方式又有相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。Tel郵通信原

60、理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率公式一覽表調(diào)制方式誤碼率相干調(diào)節(jié)非相干調(diào)節(jié)2ASK2FSK2PSK/2DPSK421re221rere21二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較Tel郵通信原理Tel郵通信原理http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院http:/通 信 與 信 息 工 程 學(xué) 院數(shù)字調(diào)制與解