第六章數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

1、第六章數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)1 概論（1） 調(diào)制用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)變化。*數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)：正弦波作為載波,載波參量隨基帶信號(hào)幅度、頻率和相位變化調(diào)幅（ASK）、調(diào)頻（FSK）和調(diào)相（PSK、DPSK）。（2） 實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)：模擬法實(shí)現(xiàn)。鍵控載波法實(shí)現(xiàn)。（3） 要求掌握：調(diào)制解調(diào)方法，波形，頻譜，表達(dá)式，調(diào)制后的帶寬，抗噪聲性能。2 基本原理2ASK（1） 表達(dá)式:（2） 波形:（3） 產(chǎn)生：模擬法:鍵控載波法:(OOK)（4） 解調(diào)： 相干解調(diào) 非相干解調(diào)（包絡(luò)解調(diào)）2FSK（1） 表達(dá)式 （2） 波形: 相位隨機(jī)、2個(gè)ASK的和。（3） 產(chǎn)生： 模擬法:（F

2、M） 鍵控載波法: （4） 解調(diào)：相干解調(diào)： 非相干解調(diào)： 過零檢測(cè)：2PSK（2DPSK）：（1） 表達(dá)式: 雙極性隨機(jī)二序列 PSK：定義相位： DPSK： 定義相位變化： （2） 波形:（3） 產(chǎn)生：PSK： 模擬法: 鍵控載波法: DPSK： 模擬法: 鍵控載波法:（4） 解調(diào)： * PSK（相干解調(diào)）： DPSK： *相干解調(diào)： *差分解調(diào)：63二進(jìn)制數(shù)字調(diào)頻特性一2ASK信號(hào)的頻譜、帶寬數(shù)字調(diào)制信號(hào)：隨機(jī)、功率型的，因而研究功率譜密度。設(shè)：則：利用基帶信號(hào)的功率譜密度，可知："1" "0" 信道帶寬：B=2B基(Hz)如果取的第一個(gè)零空間的距

3、離為帶寬：B=2fs(Hz)二2FSK信號(hào)頻譜、信道帶寬2FSK屬于非線性調(diào)制，只能求出近似的功率。最常用的是2FSK認(rèn)為上2個(gè)ASK之和來實(shí)現(xiàn)即：所以頻譜特點(diǎn)：（1）、頻譜是由連續(xù)譜和離散譜組成，而離散譜在載頻位置上。（2）、當(dāng)取f1，f0對(duì)稱時(shí)，曲線以fc對(duì)稱移±fs（3）、當(dāng)兩頻差較大時(shí)，則是雙峰。 當(dāng)兩頻差較小時(shí)，則是單峰。（4）、信道帶寬f=|f2-f1|+2fs(如果取的第一個(gè)零空間的距離為基帶寬)三2PSK信號(hào)的頻譜、信道帶寬 雙極性不歸零碼則：其中Ps(f)中,如果是 ,則有:信道帶寬：B=2B基(Hz)如果取的第一個(gè)零空間的距離為帶寬：B=2fs(Hz)且P=1/2

4、時(shí)，無離散譜2DPSK與PSK的功率譜一樣。（帶寬與2ASK一樣）64 2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能包絡(luò)檢波法時(shí)的誤碼率經(jīng)BPF其中：經(jīng)LED、LPF后，正弦+窄帶高斯過程，其包絡(luò)相應(yīng)的服從賴斯分布窄帶高斯過程的包絡(luò)服從瑞利分布。發(fā)“1",包絡(luò)分布為發(fā)"0",包絡(luò)分布為: 其中:對(duì)應(yīng)n(t) 的方差I(lǐng)0(.)對(duì)應(yīng)0階貝塞爾函數(shù)a對(duì)應(yīng)信號(hào)幅度總誤碼率為： (最佳門限Vb) 當(dāng)r>>1時(shí),相干解調(diào)時(shí)經(jīng)BPF：經(jīng)LPF后， 高斯分布（2倍增益） 最佳門限6 5 2FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能用包絡(luò)檢波法設(shè)碼元間隔為Ts則：發(fā)“1”碼時(shí)，在一個(gè)碼元上內(nèi)，經(jīng)1通道得到的信

5、號(hào)包絡(luò)V1(t) 經(jīng)2通道得到的信號(hào)包絡(luò)V2(t)同理：發(fā)“0”碼時(shí)，在一個(gè)碼元上內(nèi)，經(jīng)1通道得到的信號(hào)包絡(luò)V1(t) 經(jīng)2通道得到的信號(hào)包絡(luò)V2(t)發(fā)“1”碼時(shí)，V1(t) <V2(t)的抽樣值，誤碼10發(fā)“0”碼時(shí)，V1(t)>V2(t)的抽樣值，誤碼01所以可變換為：同理可知：總誤碼率為：其中（）、相干解調(diào)時(shí)發(fā)"1"碼時(shí)： 發(fā)"0"碼時(shí)： 發(fā)"1"時(shí),誤判為"0":則z的分布也是高斯型的(1)(2)其分布為:因?yàn)閣1與w2通道條件傳輸條件相同所以則：所以：令:,所以：當(dāng)r>>1時(shí),6

6、.6 2PSK及2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能（）、同步檢測(cè) r>>1時(shí)，（）、差分相干解調(diào)：(2DPSK)找出判決前信號(hào)的概率密度分布，可求出誤碼率:二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較1 已調(diào)信號(hào)的帶寬B2PSK=B2ASK=2B基=2/TS< B2FSKB2FSK=|f2-f1|+2fs2 系統(tǒng)的誤碼率（抗白噪）2PSK，2ASK，2FSK相干解調(diào)略優(yōu)于非相干解調(diào) 時(shí)，兩者極限相同。*若要求各系統(tǒng)有相同的誤碼率： 則： 各相差3dB 即：抗白噪2PSK>2DPSK>2FSK>2ASK (信道是恒參的,只發(fā)生衰落無畸變)3 對(duì)信道變化的敏感性：*最佳門限對(duì)信道特性的要求：2FSK比較判決無需人為設(shè)置門限。2PSK極性判決（判決門限），與幅度無關(guān)。2ASK等概時(shí)，判決門限，與幅度有關(guān)。不易最佳。*信道發(fā)生嚴(yán)重衰落時(shí)：相干載波難獲得，采用非相干解調(diào)。設(shè)備復(fù)雜度：發(fā)端設(shè)備復(fù)雜度相差不多。收端設(shè)備：相干解調(diào)復(fù)雜度略大于非相干解調(diào)。非相干解調(diào)復(fù)雜度：2DPSK>2FSK>2ASK 選擇調(diào)制方式：*抗白噪相干2PS