通信第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸課件

第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸2/6/20231數(shù)字頻帶傳輸技術(shù)——在帶通信道上傳輸數(shù)字信號(hào)的方法。圖5.0二元ASK、FSK與PSK的信號(hào)波形單極性NRZ雙極性NRZASK信號(hào)PSK信號(hào)FSK信號(hào)2/6/20232本章目錄：5.12ASK5.22FSK5.32PSK與2DPSK5.4QPSK與DQPSK5.5基本頻帶調(diào)制的討論5.6*復(fù)包絡(luò)、等效基帶系統(tǒng)與無ISI傳輸2/6/20233調(diào)制信號(hào)已調(diào)帶通信號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)帶通信號(hào)數(shù)字載波系統(tǒng)模型：頻帶調(diào)制頻帶調(diào)制傳輸媒介(信道)2/6/20235已調(diào)帶通信號(hào):的頻譜:或功率譜:令：2/6/202365.1

2ASK(2AmplitudeShiftKeying)2/6/20237復(fù)包絡(luò):2ASK信號(hào)也可以表示為：

2ASK信號(hào)時(shí)域表示：第n個(gè)碼元2/6/20239（a）乘積法 （b）開關(guān)法（鍵控法）乘法器單極性不歸零信號(hào)圖5.1.22ASK調(diào)制框圖載波產(chǎn)生

2ASK信號(hào)的產(chǎn)生：2/6/2023102.包絡(luò)檢波解調(diào)方法發(fā)送端信道BPF包絡(luò)檢波器抽樣判決器定時(shí)信號(hào)輸出圖5.1.32ASK包絡(luò)檢波解調(diào)框圖帶寬B帶寬2BB=Rb帶寬2B2/6/202311系統(tǒng)的誤碼率：定義信噪比：

大信噪比時(shí)，小信噪比時(shí)，包絡(luò)檢波器抗噪性能急劇下降，系統(tǒng)無法正常工作。此稱為門限效應(yīng)。BPF的輸出信噪比2/6/202313例5.12ASK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收BPF輸出幅度為223.6mV；高斯噪聲的功率譜密度分別為和。求兩種情況下包絡(luò)檢波器輸出的最佳誤碼率。由門限效應(yīng)可知，系統(tǒng)無法正常工作。（不再用公式計(jì)算）2/6/2023145.1.2功率譜與帶寬復(fù)包絡(luò):單極性NRZ信號(hào)2/6/202315當(dāng)作無ISI濾波時(shí)(如作升余弦譜濾波）接收機(jī)須是相干解調(diào)作業(yè)：1、22/6/202317ASKfornoISILPF抽樣判決基帶系統(tǒng)頻率特性射頻系統(tǒng)頻率特性射頻基本脈沖基帶基本脈沖2/6/202318當(dāng)滿足無ISI的時(shí)域條件時(shí)或當(dāng)滿足無ISI的頻域條件時(shí)，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)無ISI無ISI時(shí)，圖中各點(diǎn)波形如右圖所示：2/6/2023195.2.1基本原理2FSK或BFSK（二進(jìn)制頻移鍵控）——鍵控正弦載波的頻率來傳輸二元符號(hào)。1.2FSK信號(hào)及其調(diào)制方法2/6/202321

2FSK信號(hào)時(shí)域表示：也可以表示為（相當(dāng)于兩路OOK）：與“互補(bǔ)”：2/6/202322圖5.2.22FSK信號(hào)的時(shí)域波形及其互補(bǔ)OOK特點(diǎn)1010012/6/2023232.*相位連續(xù)性(a) (b)圖5.2.3不連續(xù)與連續(xù)相位的2FSK信號(hào)相位不連續(xù)的信號(hào)占據(jù)很多的頻帶，應(yīng)該盡量避免相位不連續(xù)相位連續(xù)保持相位連續(xù)的方法：1）桑德FSK信號(hào)的參數(shù)：其中：k為某固定正整數(shù)2/6/2023252）使用壓控振蕩器產(chǎn)生，()即用模擬調(diào)頻的方式產(chǎn)生FSK信號(hào)其中，是雙極性基帶信號(hào)2/6/2023263.包絡(luò)檢波解調(diào)方法兩個(gè)互補(bǔ)OOK接收系統(tǒng)的組合：(非相干解調(diào))包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器輸出定時(shí)信號(hào)圖5.2.4FSK信號(hào)的包絡(luò)檢波接收框圖W=2RbW=2Rb整流整流LPFLPF抽樣判決BPF(f1)BPF(f0)適合于頻差較大的場(chǎng)合2/6/202327101001圖5.2.5包絡(luò)檢波器的輸出2/6/202329其中，BPF的輸出信噪比系統(tǒng)的誤碼率：大信噪比時(shí)，小信噪比時(shí)，包絡(luò)檢波器抗噪性能急劇下降，系統(tǒng)無法正常工作。此稱為門限效應(yīng)。2/6/2023304.*過零檢測(cè)解調(diào)方法其主要過程：(1)檢測(cè)過零點(diǎn)；形成邊沿窄脈沖；(2)將脈沖的疏密變換為電平高低；最后得到0或1

(非相干解調(diào))2/6/202331圖5.2.6過零檢測(cè)器中的主要信號(hào)波形(1)檢測(cè)過零點(diǎn)；形成邊沿窄脈沖；(2)將脈沖的疏密變換為電平高低；最后得到0或1LPFBPF位同步器輸出W=|f1-f0|+2Rb限幅微分整流單穩(wěn)抽樣判決2/6/202332相干解調(diào)頻差較大時(shí)適合頻差較小時(shí)，若正交，則LPF換成積分器可實(shí)現(xiàn)最佳接收。抽樣判決LPFLPFBPFBPF2/6/202333波形相關(guān)系數(shù):一般2FSK的兩個(gè)載波

時(shí)

,稱在[0,Tb]內(nèi)正交頻差較大時(shí)，的譜基本不重疊兩個(gè)信號(hào)近似正交。當(dāng)是滿足兩個(gè)波形正交的最小頻差時(shí)，2FSKMSK(最小頻移鍵控)2/6/2023345.2.2功率譜與帶寬兩個(gè)互補(bǔ)的2ASK信號(hào)的功率譜的相加，傳輸帶寬：2/6/202335如果和過于接近時(shí)，功率譜中兩個(gè)2ASK頻譜將發(fā)生重疊。需要保持，

圖5.2.8FSK信號(hào)功率譜示意圖一般：2/6/202336當(dāng)作無ISI濾波時(shí)(如作升余弦譜濾波）發(fā)‘1’發(fā)‘0’2/6/202337例5.2Bell103型FSKModem是一種早期流行的電話線Modem。它通過頻帶為300~3300Hz電話線進(jìn)行全雙工數(shù)字通信。兩個(gè)通信方被稱為主叫方與應(yīng)答方，每個(gè)方向上采用300波特的2FSK調(diào)制，頻率參數(shù)如表5.2.1。求兩路通信的帶寬與頻帶位置。解：兩路均有與兩頻帶分別是：與300Hz3300Hz1800Hz2/6/202338作業(yè)：3、42/6/2023395.3

2PSK與2DPSK(2Phase-ShiftKeying)(2DifferentialPhase-ShiftKeying)2/6/2023401.2PSK信號(hào)及其調(diào)制方法5.3.12PSK2PSK或BPSK（二進(jìn)制相移鍵控）——利用兩種相位來傳輸二元符號(hào)。2PSK最常用的兩種相位：0(同相)

或π（反相）

2/6/202341

2PSK信號(hào)時(shí)域表示：或，令序列的雙極性二元NRZ基帶信號(hào)為，2/6/202342信號(hào)矢量圖（星座圖）：（未調(diào)載波初相）（未調(diào)載波初相）信號(hào)矢量圖（星座圖）：2/6/202343注意：“同相”與“反相”是相對(duì)于當(dāng)前時(shí)隙的未調(diào)載波相位而言的：圖5.3.12PSK及其相關(guān)信號(hào)的波形1101002/6/202344雙極性NRZ

2PSK信號(hào)的產(chǎn)生：乘積法與選擇法。開關(guān)電路2/6/202345復(fù)包絡(luò):雙極性NRZ信號(hào)2.功率譜與帶寬2/6/202346形狀與2ASK的相同，但沒有離散的載波譜線。傳輸帶寬

2PSK又可以看作抑制載波后的2ASK信號(hào)，或，2ASK信號(hào)確實(shí)是2PSK信號(hào)與載波的疊加。雙極性單極性2/6/202347當(dāng)作無ISI濾波時(shí)(如作升余弦譜濾波）2/6/2023483.2PSK的相干解調(diào)來自信道向下頻移符號(hào)定時(shí)基帶接收濾波器抽樣與判決BPFLPF圖5.3.32PSK相干解調(diào)框架B中心fcB為基帶信號(hào)帶寬2B注意：nc(t)的雙邊功率譜密度為N02/6/202349nc(t)的雙邊功率譜密度LPF（低通濾波器）：其中，正是窄帶噪聲的同相分量，功率譜為，帶寬等于。仿佛是基帶信號(hào)通過AWGN信道的結(jié)果。因此，可用LPF(低通濾波)或MF(匹配濾波)方法接收2/6/2023502/6/2023512PSK調(diào)制解調(diào)過程：2/6/202352

雙極性NRZ向上頻移基帶接收濾波器抽樣與判決BPFLPFB2B基帶發(fā)送濾波器向下頻移AWGN頻帶信道4.誤碼性能2PSK的等效基帶傳輸系統(tǒng)：符號(hào)定時(shí)圖5.3.42PSK傳輸系統(tǒng)與等效AWGN基帶信道

AWGN基帶信道的雙邊功率譜密度為N02/6/202353借助第4章中雙極性2PAM信號(hào)的結(jié)論：LPF接收系統(tǒng)（帶寬）：匹配濾波器接收系統(tǒng)：雙極性2PAM：基帶平均碼元能量2/6/202354LPF接收系統(tǒng)（帶寬）：匹配濾波器接收系統(tǒng)：2PSK信號(hào)的平均碼元能量：注意：基帶平均碼元能量：

基帶2PAM:基帶2PAM:2/6/202355評(píng)述：(1)2PSK系統(tǒng)與雙極性NRZ基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪性能相同；(2)2PSK的抗噪性能比2ASK、2FSK好，(3)但這種系統(tǒng)需要進(jìn)行載波同步，其復(fù)雜度要高出許多。2/6/202356例5.3假定2PSK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收帶通濾波器的輸出信號(hào)的幅度為223.6mV,高斯噪聲的功率譜密度為。求相干接收的最佳誤碼率。匹配濾波器接收系統(tǒng)解：由于，于是，2/6/202357中出現(xiàn)分量，用鎖相環(huán)提取分量，得本地載波，保證了同頻，但用鎖相環(huán)恢復(fù)的載波相位為：

BPSK信號(hào)相干解調(diào)的問題：“相位模糊”a.相干載波的恢復(fù)

n為任意整數(shù)，鎖相環(huán)都工作在平衡穩(wěn)定點(diǎn)：二重相位模糊平方二分頻2/6/202358b.相位模糊對(duì)相干解調(diào)的影響低通后：抽樣、判決LPF二進(jìn)制代碼2/6/2023595.3.22DPSK2PSK無法直接應(yīng)用：本地振蕩存在著“不確定性反相”的問題：“0”與“1”顛倒，而自身對(duì)此無法知道。2DPSK（二進(jìn)制差分相移鍵控）——將差分編碼與2PSK相結(jié)合，解決了“不確定性反相”的問題。2/6/202360取值0、12PSK相干解調(diào)器Tb模二加取值-1、1取值0、1相位模糊電平轉(zhuǎn)換2DPSK信號(hào)其實(shí)是傳輸?shù)?PSK調(diào)制信號(hào)與——絕對(duì)碼

與——相對(duì)碼

圖5.3.52DPSK傳輸系統(tǒng)1.基本原理取值0、1取值-1、1電平轉(zhuǎn)換2PSK調(diào)制器Tb取值0、1模二加2/6/202361例:設(shè)DPSK實(shí)質(zhì)：用前后碼元載波相位的相對(duì)變化傳數(shù)字信息傳號(hào)差分編碼2/6/2023622DPSK星座圖：前一碼元初相（參考相位）（未調(diào)載波初相）2PSK星座圖：（參考相位）DPSK實(shí)質(zhì)：用前后碼元載波相位的相對(duì)變化傳數(shù)字信息相對(duì)調(diào)相絕對(duì)調(diào)相2/6/202363

0123456781001001110001110

100011101+1-1-1-1+1+1+1-1+10π

π

π000π

0

π

00-π

00π

-π

相對(duì)碼絕對(duì)碼電平相位n例5.4舉例說明2DPSK信號(hào)產(chǎn)生過程中各碼元的變換以及與載波相位變化的關(guān)系絕對(duì)相位相對(duì)相位通過相鄰時(shí)隙載波相位的變化與否來“攜帶”信息：

“1——相位變化”，“0——相位不變”

2/6/202364

012345678+1-1-1-1+1+1+1-1+110001110110001110

1

0

010011

相對(duì)碼2PSK解調(diào)結(jié)果n絕對(duì)碼上次相對(duì)碼例5.5說明2DPSK信號(hào)的接收過程。（1）傳輸后結(jié)果正確，則差分解碼的過程為：本地載波相位正確傳號(hào)差分譯碼2/6/202365（2）傳輸后結(jié)果反相，則差分解碼的過程為：可見，不論是否發(fā)生反相，2DPSK都能正確收到信息。本地載波相位相反

012345678-1+1+1+1-1-1-1+1-101110001001110001

1

0

010011

相對(duì)碼2PSK解調(diào)結(jié)果n絕對(duì)碼上次相對(duì)碼2/6/202366可以證明：差分編碼的輸出序列也是等概率的二元獨(dú)立序列。2.功率譜與帶寬3.相干解調(diào)及其誤碼性能2DPSK的誤碼率：，LPF接收法，匹配濾波器接收法

為2PSK傳輸誤碼率2DPSK的功率譜、帶寬：與2PSK的完全一樣。2/6/202367取值0、12PSK相干解調(diào)器Tb模二加取值-1、1取值0、1電平轉(zhuǎn)換圖5.3.52DPSK傳輸系統(tǒng)取值0、1取值-1、1電平轉(zhuǎn)換2PSK調(diào)制器Tb取值0、1模二加2/6/202368說明：{dn}序列經(jīng)2PSK傳輸后是否錯(cuò)誤是彼此獨(dú)立的正確正確正確錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤正確2/6/202369另一種重要的解調(diào)方法：比較兩個(gè)相鄰時(shí)隙上信號(hào)的相位，還原出絕對(duì)碼（信息比特），而不需要本地振蕩。4.差分相干接收（非相干解調(diào)）圖5.3.62DPSK的差分相干解調(diào)BPFLPF延時(shí)Tb抽樣判決符號(hào)定時(shí)2/6/20237011+1-1-1+1

1100-1+1-1+1

00與的關(guān)系信息比特兩者相同兩者不同表5.3.2差分相干解調(diào)的判決準(zhǔn)則，取值0、1取值-1、1電平轉(zhuǎn)換2PSK調(diào)制器Tb取值0、1模二加2/6/2023712/6/202372相干解調(diào)性能實(shí)際過程中，噪聲總是存在的，這種接收系統(tǒng)的誤碼性能：

其中，折算為時(shí)，差分相干解調(diào)的性能不如相干解調(diào)的帶通濾波器的帶寬取為最小理論值2/6/202373解：相干接收時(shí)誤碼率為，差分相干接收誤碼率為例5.6假定2DPSK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收帶通濾波器的輸出信號(hào)的幅度為223.6mV，高斯噪聲的功率譜密度為。求相干接收與差分相干接收的誤碼率。

作業(yè)：8、102/6/202374習(xí)題5.9設(shè)載頻為1800Hz，碼元速率為1200波特，發(fā)送信息為011010。試按下面兩種方式畫出2DPSK信號(hào)的波形。（1）若相位偏移代表“0”，代表“1”；（2）若相位偏移代表“0”，代表“1”。解：（1）0110102/6/202375（2）0110102/6/2023765.4QPSK與DQPSK2/6/202377

MPSK（多進(jìn)制調(diào)相）(1)MPSKForexample:M=42/6/202378信號(hào)星座圖：參考矢量參考矢量2/6/202379

MPSK調(diào)制器2/6/2023802/M二進(jìn)制信號(hào)多電平信號(hào)

m(t)-90o信號(hào)處理器振蕩器2/6/202381

MPSK解調(diào)器抽樣鑒相器二進(jìn)制信號(hào)因?yàn)橛性肼?參考矢量LPFLPF抽樣2/6/202382——取值有四種可能，以傳送四元符號(hào)。5.4.1QPSK信號(hào)的基本原理1.QPSK信號(hào)QPSK或4PSK（四進(jìn)制相移鍵控）：（1）采用了4種相位；（2）采用了正交的載波。（00，01，11，10）四元符號(hào)2/6/202383QPSK的兩種星座圖：A方式：B方式：（表5.4.1QPSK的兩套相位值）后面討論B方式。其實(shí)，兩種方式只相差（即）格雷碼好處：相鄰相位對(duì)應(yīng)的符號(hào)中只有1位不同，相位錯(cuò)誤通常只導(dǎo)致有1個(gè)比特的損失。2/6/202384串并變換：四元信息序列拆分為兩個(gè)二元序列四元符號(hào)序列2.QPSK與兩路正交2PSK四元序列的高位比特與低位比特排成：與序列，那么，則，QPSK是這兩個(gè)序列生成的兩個(gè)彼此正交(載波相差)的2PSK信號(hào)之和。2/6/202385其中：B方式：2/6/2023861001B方式：恒包絡(luò)2/6/202387的復(fù)包絡(luò)：的符號(hào)速率與相同，均為3.功率譜與帶寬2/6/202388若正交路、同相路基帶信號(hào)用矩形波（雙極性NRZ)，則基帶信號(hào)帶寬為：2/6/202389QPSK每個(gè)時(shí)隙傳輸兩比特，頻帶利用率是2PSK的兩倍。2/6/202390若正交路、同相路基帶信號(hào)用升余弦譜波2/6/202391例5.7假定QPSK系統(tǒng)的輸入二進(jìn)制序列為0,試說明(1)相應(yīng)的載波相位(B方式)序列;(2)同相與正交支路的比特序列;(3)傳輸速率為4800bps時(shí)需要的帶寬.解:四元符號(hào)序列:011111011000(1)載波相位:(2)同相支路:111100正交支路:011010(3)帶寬:2/6/2023925.4.2QPSK的調(diào)制解調(diào)方法及誤比特性能1.調(diào)制解調(diào)方法基于“QPSK等效于兩路正交的2PSK之和”的想法：調(diào)制器：

QPSK信號(hào)基帶脈沖成型基帶脈沖成型串/并轉(zhuǎn)換速率減半速率減半2/6/202393解調(diào)器：QPSK信號(hào)載波同步并/串轉(zhuǎn)換BPFLPF或MFLPF或MF符號(hào)定時(shí)抽樣判決抽樣判決圖5.4.4QPSK調(diào)制解調(diào)框圖同相與正交解調(diào)器彼此獨(dú)立工作2/6/202394例如，在上支路的相乘器之后，LPF后輸出為：2/6/202395QPSK的每個(gè)四元符號(hào)所包含的兩個(gè)比特都獨(dú)立、并行地按2PSK傳輸，各比特的傳輸誤比特率均為（相干2PSK的誤比特率）。所以，2.誤比特性能QPSK的誤比特率為：

作業(yè)：111921222/6/202396矩形NRZ的QPSK在時(shí)隙邊界處經(jīng)常間斷，使信號(hào)功率譜有很高的旁瓣。5.4.4*OQPSK與DQPSK1001恒包絡(luò)QPSK星座,最大相位跳變?yōu)闉榱讼拗茙?，?shí)際調(diào)制器中改用符合帶限信道的無ISI基帶成形脈沖。由此產(chǎn)生的QPSK信號(hào)不再保持恒定的包絡(luò)。2/6/202397恒包絡(luò)信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：允許非線性放大，效率高、易實(shí)現(xiàn)。人們希望改進(jìn)QPSK的包絡(luò)。有了AM分量恒包絡(luò)經(jīng)分析：相位跳變?cè)酱?，限帶后則AM分量越大。2/6/2023981.OQPSK偏移正交相移鍵控（OffsetQPSK）——兩個(gè)正交支路的2PSK信號(hào)相互錯(cuò)開的時(shí)間，使相位改變不同時(shí)發(fā)生?？梢詼p小相位變化，進(jìn)而減少包絡(luò)起伏。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)論：包絡(luò)起伏由0~1.25改善為0.7~1.15。最大相位調(diào)變?yōu)閙I(t)和mQ(t)分量在時(shí)間上相互偏移Ts/22/6/202399圖5.4.7(寬帶)OQPSK信號(hào)最大相位調(diào)變?yōu)?/6/20231002.DQPSK

（差分正交相移鍵控）它是由相互旋轉(zhuǎn)π/4

的兩個(gè)QPSK星座圖交替出現(xiàn)而產(chǎn)生波形的。01110010符號(hào)映射規(guī)則：（1）信號(hào)的最大相位變化為，包絡(luò)的起伏減小。（2）DQPSK是差分調(diào)制，便于接收機(jī)簡(jiǎn)化。2/6/2023101例5.9假定DQPSK系統(tǒng)的輸入二進(jìn)制序列為0，試說明：（1）相應(yīng)的載波相位差（2）相應(yīng)的絕對(duì)載波相位（令初相位為）。解：（1）四元符號(hào)序列：011010011100載波相位差：（2）絕對(duì)載波相位：011100101331202/6/2023102QPSK延遲交替

QPSK,π/4DQPSK與OQPSK的關(guān)系調(diào)制類型最大相移AM分量bigsmallsmallestOQPSKQPSK(π/4)QPSK2/6/2023103若基帶用升余弦譜波限帶時(shí)，已調(diào)信號(hào)會(huì)有AM分量。經(jīng)分析：相位跳變?cè)酱?，則AM分量越大。這使得限帶后的信號(hào)不能用效率高的非線性C類放大器放大，只能用A、B類線性放大器。注：若基帶用矩形波傳時(shí)，它們是恒包絡(luò)調(diào)制，但已調(diào)信號(hào)譜太寬；2/6/2023104

QAM對(duì)于MASK，矢量端點(diǎn)在一條直線軸上分布；對(duì)于MPSK，矢量端點(diǎn)在一個(gè)圓周上分布；對(duì)于QAM，矢量端點(diǎn)在整個(gè)信號(hào)平面上分布；2/6/2023105MQAM

調(diào)制器2bit串/并變換binary可引入無ISI濾波器2/L電平變換2/L電平變換2/6/202310610000111100001110111111100111011WhenM=4,4QAM=QPSK2/6/2023107

QAM解調(diào)器抽樣抽樣binary可引入無ISI濾波器并/串(L-1)個(gè)門限(L-1)個(gè)門限判決判決LPFLPF2/6/20231085.5基本頻帶調(diào)制的討論2/6/20231095.5.1ASK與FSK的相干解調(diào)圖5.5.12ASK相干解調(diào)傳輸系統(tǒng)與等效AWGN基帶信道

單極性NRZ向上頻移基帶接收濾波器抽樣與判決BPFLPFB2B基帶發(fā)送濾波器向下頻移AWGN頻帶信道LPF或MF符號(hào)定時(shí)判決門限為A/2(LPF)判決門限為AT/2(MF)的雙邊功率譜密度為1.2ASK的相干解調(diào):2/6/2023110借助第4章中單極性2PAM信號(hào)的結(jié)論：LPF接收系統(tǒng)（帶寬）：匹配濾波器接收系統(tǒng)：?jiǎn)螛O性2PAM：基帶平均碼元能量2/6/2023111LPF接收系統(tǒng)（帶寬）：匹配濾波器接收系統(tǒng)：2ASK的平均碼元能量：注意：基帶平均碼元能量：

2/6/2023112考慮：（1）廣義的二進(jìn)制（基帶或帶通）信號(hào)：與（2）接收機(jī)為線性處理器（含基帶的LPF、匹配濾波器二元信號(hào)AWGN信道抽樣判決線性濾波器2.2FSK的相干解調(diào):甚至對(duì)于帶通二進(jìn)制系統(tǒng)的相干解調(diào)器和MF

）線性處理器2/6/2023113(1)最佳門限：(2)最小平均誤碼率，

0、1等概發(fā)送時(shí)(3)高斯白噪聲和Match-filter的結(jié)果2/6/2023114頻差較大時(shí)適合抽樣判決LPFLPFBPFBPF相干解調(diào)時(shí)W=2Bf1f0W=2B2/6/20231152B2Bpn0(f)pn1(f)2/6/2023116抽樣判決BPF

MF接收時(shí)頻差較小時(shí)，設(shè)正交，。2/6/2023117匹配濾波器接收系統(tǒng)：2FSK的平均碼元能量：LPF接收系統(tǒng)（帶寬）：

可見，2FSK的相干解調(diào)系統(tǒng)的誤碼性能與2ASK的相干解調(diào)系統(tǒng)的誤碼性能相同2/6/2023118方式頻帶調(diào)制制式誤比特率Pb備注非相干解調(diào)2ASK2FSK2DPSK一般結(jié)論最優(yōu)結(jié)果兩者相同好3dB5.5.2系統(tǒng)差錯(cuò)概率的比較表5.5.1幾種基本的頻帶調(diào)制信號(hào)的誤比特率公式表中所有的帶通濾波器帶寬取理論最小值2/6/20231192FSKQPSK2ASK2DPSK2PSK

方式頻帶調(diào)制制式誤比特率Pb備注匹配濾波器兩者相同比2PSK差3dB表5.5.1幾種基本的頻帶調(diào)制信號(hào)的誤比特率公式（續(xù)）MF：2/6/2023120

方式相干解調(diào)2FSKQPSK2ASK2DPSK2PSK調(diào)制制式誤比特率Pb一般結(jié)論最優(yōu)結(jié)果帶通濾波器帶寬取已調(diào)信號(hào)譜零點(diǎn)帶寬當(dāng)帶通濾波器帶寬取理論最小值當(dāng)2/6/2023121單極性基帶NRZ相干ASK、FSK非相干ASK、FSK雙極性基帶NRZ相干PSK、QPSK差分相干2DPSK圖5.5.3主要的誤比特率曲線2/6/2023122（1）誤比特性能排序：（2）PSK與QPSK性能優(yōu)秀、復(fù)雜度最高的；QPSK頻帶最少。（3）DPSK接近PSK（僅），但沒有“不確定性反相”問題。（4）FSK性能一般，非相干接收實(shí)用；它占用頻帶多，但比其他傳輸方式更“頑強(qiáng)”。（5）非相干ASK（或OOK）適用于質(zhì)量好的信道，設(shè)備很簡(jiǎn)單。從圖中可以看到：2/6/2023123相干解調(diào)誤碼率，例5.10假定2FSK信號(hào)通過某窄帶AWGN信道后采用非相干解調(diào)的誤碼率為。問：（1）改用相干解調(diào)的誤碼率是多少？（2）改用碼率、載頻、幅度相同的2ASK信號(hào)通過該信道時(shí)，相干與非相干解調(diào)的是多少？（3）改用2ASK信號(hào)后，如何調(diào)整幅度，可保持不變？解：（1）由非相干解調(diào)的于是，2/6