高級通信原理第5章數(shù)字信號頻帶傳輸

第5章數(shù)字信號的頻帶傳輸數(shù)字調(diào)制原理ASK、PSK、FSK、QAM調(diào)制和解調(diào)原理

功率譜密度和頻帶利用率在理想限帶及AWGN條件下的最佳接收數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的最佳接收和誤碼率分析數(shù)字調(diào)制方式的比較帶限信號和功限信號帶寬和維度本章主要內(nèi)容5.1數(shù)字調(diào)制原理5.1

.1ASK基帶信號：帶通信號的等效低通表示：結(jié)論：帶通性數(shù)字調(diào)制信號的功率譜密度是將復(fù)包絡(luò)的功率譜從零頻搬移到載頻上。OOK信號的功率譜

問題：如果基帶信號為升余弦濾波器的沖激響應(yīng)，則功率譜密度為多少？頻帶利用率為多少？或稱為MPAM頻帶信號練習(xí)：練習(xí)：誤碼率分析？當(dāng)信道帶寬受限時，如果發(fā)送信號設(shè)計成帶限且具有零ISI，則相對于無帶寬限制的通信系統(tǒng)，不會造成誤碼率性能的損失。復(fù)習(xí)：2ASK2ASK信號的功率譜基帶信號功率譜頻帶信號功率譜與基帶信號功率譜的關(guān)系最佳接收機(jī)AWGN信道：匹配濾波器、相關(guān)器接收AWGN帶限信道（類似于基帶傳輸系統(tǒng)）5.1.2PSK5.1.3QAM

4pointsQAM假定先驗等概，則平均發(fā)送功率（or能量？）8pointsQAMPav={6A26.83A26A24.73A2}Disthebest假定先驗等概，則平均發(fā)送功率練習(xí)5.1.4FSK隨著M的增大，MFSK信號功率譜的主瓣寬度隨之增大，頻帶利用率隨之減小。練習(xí)基帶PAM信號總結(jié)：頻帶利用率(假定基帶信號采用不歸零矩形脈沖)ASK信號或頻帶PAMPSK、QAM信號FSK信號基帶PAM信號頻帶利用率(假定基帶信號采用滾降頻譜的波形)ASK信號或頻帶PAMPSK、QAM信號5.2AWGN條件下的最佳接收及誤碼率分析1)信號的矢量表示2)AWGN下的最佳接收3)誤碼率分析復(fù)習(xí):

AWGN條件下的最佳接收最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)1、相關(guān)解調(diào)器

MF解調(diào)器2、最佳檢測器如果所有信號具有相同的能量，相關(guān)度量可寫成r·smM=2M=4誤符號率例題：4PSK如何由誤符號率得到誤比特率？結(jié)論：4PSK的誤比特率和2PSK相同。4PSK參見北郵教材200頁例題數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的最佳接收機(jī)的誤碼分析M進(jìn)制PAM的錯誤概率M進(jìn)制PSK的錯誤概率M進(jìn)制QAM的錯誤概率M進(jìn)制FSK的錯誤概率總結(jié)：UseGraycoding,5.3數(shù)字調(diào)制方式的比較可靠性的比較根據(jù)要達(dá)到的錯誤概率比較所需的SNR；根據(jù)要達(dá)到的錯誤概率（比如10－5）比較所需的比特SNR（即Eb/No)。－＞所需的比特SNR越低，則系統(tǒng)的功率效率較高。有效性的比較頻帶利用率（或稱為“帶寬效率”）η=R/W(bit/s/Hz)結(jié)論：一個好的系統(tǒng)就是在給定的錯誤概率條件下，對給定的比特信噪比能提供最高η的系統(tǒng)；或是對給定的η要求最小比特信噪比的系統(tǒng)。帶限信號：要求信息頻帶利用率較高；MASK、MPSK、MQAM；電話信道和數(shù)字微波信道。功限信號：同樣的誤碼率，要求比特信噪比低；正交MFSK、雙正交信號；深空通信信道。好的系統(tǒng)(給定的誤碼率)給定的比特信噪比，更高的頻帶利用率；給定的頻帶利用率，更低的比特信噪比；帶寬和維度問題：N＝1,2,M時，帶寬效率為多少？香農(nóng)公式(功率有效性和帶寬有效性)當(dāng)r＝R/W趨于0時（帶寬變?yōu)闊o窮大），可得到通信系統(tǒng)所需的比特信噪比的基本限制，即為－1.6dB的香農(nóng)極限。上式給出了可靠通信可行的條件，該關(guān)系式對所有通信系統(tǒng)都成立。由式(1)可確定一條曲線理論上，在該曲線以下的任何點通信是可能的，在其以上的點通信是不可能的。式(1)調(diào)制原理、功率譜密度和頻帶利用率在理想限帶及AWGN條件下的最佳接收在AWGN條件下的最佳接收誤碼率分析P