《通信原理》_樊昌信_曹丽娜(第六版)第7章_数字带通传输系统.ppt

第7章数字带通传输系统 7.6 小结 * 第7章数字带通传输系统 一般而言，在一个给定的码元中，任一比特位置上的信息和其他(2k-1 – 1)种码元在同一位置上的信息相同，和其他2k-1种码元在同一位置上的信息则不同。所以，比特错误率Pb和码元错误率Pe之间的关系为 当k很大时， * 第7章数字带通传输系统 误码率曲线 (a) 非相干解调 rb Pe * 第7章数字带通传输系统 相干解调时的误码率 计算结果给出如下： 上式较难作数值计算，为了估计相干解调时MFSK信号的误码率，可以采用下式给出的误码率上界公式： * 第7章数字带通传输系统 误码率曲线 (b) 相干解调 Pe rb * 第7章数字带通传输系统 比较相干和非相干解调的误码率： 由曲线图可见，当k 7时，两者的区别可以忽略。这时相干和非相干解调误码率的上界都可以用下式表示： (a) 非相干解调 rb Pe (b) 相干解调 Pe rb * 第7章数字带通传输系统 7.5.3 MPSK系统的抗噪声性能 QPSK系统的性能 噪声容限 误码率：设f(?)为接收矢量（包括信号和噪声）相位的概率密度，则发生错误的概率等于 下面将用简单方法计算上式。 01 11 00 10 90? 0? * 第7章数字带通传输系统 设：信号表示式为 式中 可知，当QPSK码元的相位?k等于45?时， 故信号码元相当于是互相正交的两个2PSK码元，其幅度分别为接收信号幅度的1/21/2倍，功率为接收信号功率的(1/2)倍。另一方面，接收信号与噪声之和为 式中 并且，n(t)的方差为?n2，噪声的两个正交分量的方差为 * 第7章数字带通传输系统 若把此QPSK信号当作两个2PSK信号分别在两个相干检测器中解调时，只有和2PSK信号同相的噪声才有影响。由于误码率决定于各个相干检测器输入的信噪比，而此处的信号功率为接收信号功率的(1/2)倍，噪声功率为?n2。若输入信号的信噪比为r，则每个解调器输入端的信噪比将为r/2。在7.2节中已经给出2PSK相干解调的误码率为 其中r为解调器输入端的信噪比，故现在应该用r/2代替r，即误码率为 所以，正确概率为 * 第7章数字带通传输系统 因为只有两路正交的相干检测都正确，才能保证QPSK信号的解调输出正确。由于两路正交相干检测都正确的概率为 所以QPSK信号解调错误的概率为 上式计算出的是QPSK信号的误码率。若考虑其误比特率，则由于正交的两路相干解调方法和2PSK中采用的解调方法一样。所以其误比特率的计算公式和2PSK的误码率公式一样。 对于任意M进制PSK信号，其误码率公式为 * 第7章数字带通传输系统 当M大时，MPSK误码率公式可以近似为写为 OQPSK的抗噪声性能 和QPSK完全一样。 误码率曲线 Pe rb (dB) * 第7章数字带通传输系统 7.5.4 MDPSK系统的抗噪声性能 误码率计算近似公式为 曲线 Pe rb(dB) 作业：7-1、3、5、7、9、13、17 * 第7章数字带通传输系统 偏置QPSK(OQPSK ) QPSK体制的缺点：它的相邻码元最大相位差达到180°，这在频带受限的系统中会引起信号包络的很大起伏。 偏置QPSK的改进：为了减小此相位突变，将两个正交分量的两个比特a和b在时间上错开半个码元，使之不可能同时改变。这样安排后相邻码元相位差的最大值仅为90°（见下表），从而减小了信号振幅的起伏。 OQPSK和QPSK的唯一区别在于：对于QPSK，上表中的两个比特a和b的持续时间原则上可以不同；而对于OQPSK，a和b的持续时间必须相同。 a b ?k 0 0 90? 0 1 0? 1 1 270? 1 0 180? * 第7章数字带通传输系统 OQPSK信号的波形与QPSK信号波形的比较 a1 a3 a5 a7 a2 a6 a4 a8 a2 a4 a1 a3 a5 a7 a6 a8 * 第7章数字带通传输系统 ?/4相移QPSK ??4相移QPSK信号是由两个相差??4的QPSK星座图交替产生的，它也是一个4进制信号： 当前码元的相位相对于前一码元的相位改变?45°或?135°。例如，若连续输入“11 11 11 11…”，则信号码元相位为“45? 90? 45? 90? …” 优点：这种体制中相邻码元间总有相位改变、最大相移为?135°，比QPSK的最大相移小。 45° 11 10 (a)星座图之一 (b)星座图之二 01 00 11 01 00 10 * 第7章数字带通传输系统 7.4.4 多进制差分相移键控(MDPSK) 基本原理 MDPSK信号和MPSK信号类似，只需把MPSK信号