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二进制数字调制系统抗噪声性能、性能比较,通信原理第二十二讲,第七章 二进制数字调制系统,二进制数字调制与解调原理ASK、FSK、PSK、DPSK二进制数字调制系统的抗噪声性能分析二进制数字调制系统的性能比较,二进制数字调制系统抗噪声性能,在数字通信系统中，信号的传输过程会受到各种干扰，从而影响对信号的恢复在数字通信系统中，衡量系统抗噪声性能的重要指标是误码率假设条件：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加性均值为0，方差为s2的高斯白噪声,2ASK 的误比特率（相干解调）,2ASK的相干解调在一个码元间隔内：,2ASK 的误比特率（相干解调）,窄带高斯噪声在一个码元间隔内相干解调并滤波,2ASK 的误比特率（相干解调）,抽样对第k个码元抽样nI是均值为0，方差为s2的高斯随机变量,2ASK 的误比特率（相干解调）,求误比特率,2ASK 的误比特率（相干解调）,最佳门限问题求极值最佳门限为：,2ASK 的误比特率（相干解调）,P(1)=P(0)最佳判决门限时误比特率定义当信噪比很大时r1,2ASK 的误比特率（非相干解调）,2ASK的非相干解调在一个码元间隔内：,2ASK 的误比特率（非相干解调）,包络检波（低通滤波）输出为：根据窄带高斯过程的有关知识进行推证,2ASK 的误比特率（非相干解调）,发送1时，经过包络检波，概率密度函数符合广义瑞利分布（莱斯分布）1错为0的概率为：,2ASK 的误比特率（非相干解调）,定义Q函数（Marcum Q）1错为0的概率为：,归一化，D0为归一化门限值,r=A2/2s2为信噪比,2ASK 的误比特率（非相干解调）,发送0时，经过包络检波，概率密度函数符合瑞利分布0错为1的概率为：,2ASK 的误比特率（非相干解调）,总误码率：最佳判决门限问题,DG为最佳判决门限,2ASK 的误比特率（非相干解调）,令P(0)=P(1)=1/2 可以判断（或推证明）两概率密度曲线的交点，即最佳判决点DG,DG,2ASK 的误比特率（非相干解调）,讨论：在大信噪比条件下，r1,DG,2ASK 的误比特率（非相干解调）,讨论：在大信噪比条件下，r1在信噪比足够大时，非相干解调误码率的下界为：,DG,2ASK 的相干与非相干解调,相干解调大信噪比条件下的非相干解调对比在相同的信噪比条件下，相干检测法的误码性能优于包络检波法的性能；在大信噪比条件下，包络检波法的误码性能将接近相干检测法的性能。包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。研究题目：小信噪比时非相干解调的误码率性能,2ASK 的相干与非相干解调,例题：某2ASK信号，码元速率RB=4.8106波特,采用包络检波或同步检波法解调。已知接收端输入信号幅度A=1mV，信道中加性白高斯噪声的单边功率谱密度nO=210-15W/Hz 试求：包络检波法解调时系统误码率相干解调时系统误码率,2ASK 的相干与非相干解调,解：接收机带宽噪声功率解调器输入信噪比相干解调误码率非相干解调误码率,第七章 二进制数字调制系统,二进制数字调制与解调原理ASK、FSK、PSK、DPSK二进制数字调制系统的抗噪声性能分析二进制数字调制系统的性能比较,2FSK 的误比特率（相干解调）,在一个码元间隔内,2FSK 的误比特率（相干解调）,发送信码1时：支路1解调输出支路0解调输出判决输出,解调支路1,解调支路0,其中：nI1，nI0为相互独立的方差为sn2的高斯随机变量,误码,2FSK 的误比特率（相干解调）,发送信码1时：发送信码0时：2FSK相干解调时误比特率为：大信噪比时：,2FSK 的误比特率（非相干解调）,发送码元1时：解调支路1输出：解调支路2输出：,莱斯分布,瑞利分布,2FSK 的误比特率（非相干解调）,如果x1(t)x0(t)则出现误码：,2FSK 的误比特率（非相干解调）,式中：发送信码0，分析相同2FSK非相干解调（包络检波）时误比特率2FSK包络检波与相干解调在大信噪比时性能接近,但相干解调时设备复杂得多,2FSK 的误比特率,例题：用2FSK方式,在有效带宽2400Hz的信道上传送二进制数字信息.2FSK信号的两个频率为:f1=2025Hz,f2=2225Hz,码速率RB=300波特,信道输出端的信噪比为6db.试求：2FSK信号的带宽采用包络检波法解调时的系统误码率采用相干解调法解调时的系统误码率,2FSK 的误比特率,解：2FSK信号的带宽 ff2-f1+2fS=f2-f1+2RB=800Hz 由于码速率为300波特,包络接收系统上、下支路带通滤波器1和2的带宽近似为B2/TS=2RB=600Hz信道有效带宽2400Hz，为上、下支路带通滤波器带宽的4倍，所以带通滤波器输出信噪比r比输入信噪比提高了4倍。又由于输入信噪比为6db（4倍），故滤波器输出信噪比为：r=4X4=16,2FSK 的误比特率,包络检波法解调时的系统误码率 相干解调法解调时的系统误码率,研究问题：调制指数h较小时如何解调，给出解调方法，并计算出该方法的误码率性能,2FSK 解调与误比特率的讨论,第七章 二进制数字调制系统,二进制数字调制与解调原理ASK、FSK、PSK、DPSK二进制数字调制系统的抗噪声性能分析二进制数字调制系统的性能比较,2PSK 的误比特率（相干解调）,在一个码元周期内：,2PSK 的误比特率（相干解调）,低通滤波器输出：,2PSK 的误比特率（相干解调）,发送1时，由于噪声的作用，错判为0的概率：发送0时错误概率相同，因此，误比特率为：信噪比较大时,小结,调制信号信号点间的距离,ASKFSK,信号正交条件下,调制信号信号点间的距离,PSK等效方差等概率时的误码率：,S/N 与Eb/n0,信号点距离：等效噪声方差,信号调制后奈奎斯特带宽为1/T,相干解调的等效,二进制调制与信号空间表示,ASKPSKFSK,
