[工学]通信原理第7章数字频带传输系统.ppt

第7章 数字频带传输系统 7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能 7.3 二进制数字调制系统的性能比较 7.4 多进制数字调制系统 2PSK信号采用相干解调方式与2ASK信号采用相干解调方式分析方法类似。在发送“1”符号和发送“0”符号概率相等时，最佳判决门限b*=0。 (7.2 - 65) 其中 (7.2 - 66) 当 ，大信噪比时 (7.2 - 67) 在数字通信中，误码率是衡量数字通信系统的重要指标之一，上一节我们对各种二进制数字通信系统的抗噪声性能进行了详细的分析。下面我们将对二进制数字通信系统的误码率性能、频带利用率、对信道的适应能力等方面的性能做进一步的比较。  1. 误码率 二进制数字调制方式有2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK，每种数字调制方式又有相干解调方式和非相干解调方式。 表 7 – 1 二进制数字调制系统的误码率公式一览表 2PSK/2DPSK 2FSK 2ASK 非相干调节 相干调节 误码率 调制方式 由表 7 - 1可以看出，从横向来比较，对同一种数字调制信号，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率。从纵向来比较，在误码率Pe一定的情况下，2PSK、2FSK、2ASK系统所需要的信噪比关系为 (7.3 - 1) 式(7.3 - 1)表明，若都采用相干解调方式，在误码率Pe相同的情况下，所需要的信噪比2ASK是2FSK的2倍，2FSK是2PSK的2倍，2ASK是2PSK的4倍。若都采用非相干解调方式，在误码率Pe相同的情况下，所需要的信噪比2ASK是2FSK的2倍，2FSK是2DPSK的2倍，2ASK是2DPSK的4倍。 式(7.3 - 2)表明，若都采用相干解调方式，在误码率Pe相同的情况下，所需要的信噪比2ASK比2FSK高3dB，2FSK比2PSK高3dB，2ASK比2PSK高6dB。若都采用非相干解调方式，在误码率Pe相同的情况下，所需要的信噪比2ASK比2FSK高3dB，2FSK比2DPSK高3 dB，2ASK比2DPSK高6dB。 反过来，若信噪比r一定，2PSK系统的误码率低于2FSK系统，2FSK系统的误码率低于2ASK系统。  (7.3 - 2) 图 7 –32 误码率Pe与信噪比r的关系曲线 在相同的信噪比r下，相干解调的2PSK系统的误码率Pe最小。  表 7 – 2 Pe=10-5时2ASK、2FSK和 2PSK所需要的信噪比 9.6 9.1 2PSK 12.6 18.2 2FSK 15.6 36.4 2ASK 分贝 倍 信噪比 方式 表 7 – 3r=1时 2ASK、2FSK、2PSK/2DPSK的误码率 2.27×10-5 3.9×10-6 2PSK 3.37×10-3 7.9×10-4 2FSK 4.1×10-2 1.26×10-2 2ASK 非相干解调 相干解调 误码率 方式 2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统具有相同的频带宽度。 2FSK系统的频带宽度近似为 2. 频带宽度 若传输的码元时间宽度为Ts，则2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度近似为2/Ts，即 (7.3 - 3) 大于2ASK系统或2PSK系统的频带宽度。因此，从频带利用率上看，2FSK系统的频带利用率最低。 (7.3 - 4) 3. 对信道特性变化的敏感性 上一节中对二进制数字调制系统抗噪声性能分析，都是针对恒参信道条件进行的。在实际通信系统中，除恒参信道之外，还有很多信道属于随参信道，也即信道参数随时间变化。因此，在选择数字调制方式时，还应考虑系统对信道特性的变化是否敏感。 在2FSK系统中，判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。在2PSK系统中，当发送符号概率相等时，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关。因此，判决门限不随信道特性的变化而变化，接收机总能保持工作 在最佳判决门限状态。对于2ASK系统，判决器的最佳判决门限为a/2(当P(1)=P(0)时)，它与接收机输入信号的幅度有关。当信道特性发生变化时，接收机输入信号的幅度将随着发生变化，从而导致最佳判决门限也将随之而变。这时，接收机不容易保持在最佳判决门限状态，因此，2ASK对信道特性变化敏感，性能最差。 在恒参信道传输中，如果要求较高的功率利用率，则应选择相干2PSK和2DPSK，而2A