文元美现代通信原理第8章 数字信号频带传输.ppt

课件 5.1 二进制数字幅度调制 调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。 5.1.1 一般原理与实现方法 数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。 2ASK系统性能 1、非相干解调（包络检波）的系统性能 经中心频率为W0的BPF后，高斯白噪声ni(t)变为窄带高斯噪声n(t) n(t)可正交分解为同相分量和正交分量，即： 且同相分量和正交分量均服从正态分布。 即y(t)写成： 经包络检波后，y(t)的包络： 莱斯分布: 为零阶贝塞尔函数 瑞利分布: 5.3 二进制数字相位调制 根据载波相位表示数字信息的方式不同，数字调相分为绝对相移（PSK）和相对相移（DPSK）两种。 5.3.1 二进制相移键控（2PSK） 1. 一般原理及实现方法 5.4 二进制数字调制系统的性能比较 1. 误码率 对二进制数字调制系统的抗噪声性能做如下两个方面的比较： （1）同一调制方式不同检测方法的比较 对于同一调制方式不同检测方法，相干检测的抗噪声性能优于非相干检测。 几种多电平调制的方框图 课件 图 34 相位配置矢量图 课件 图 35 四相制信号波形图 课件 2. 多相制信号的产生 1) 直接调相法 (1)4PSK信号的产生(π/4体系)。 图 36 直接调相法产生4PSK信号方框图 课件 图 36 直接调相法产生4PSK信号方框图 课件 (2) 4DPSK信号的产生(π/2体系)。 图 37 直接调相—码变换法产生4DPSK信号方框图及码变换波形 课件 (3) 8PSK信号的产生(π/4 体系)。 图 38 8PSK正交调制器π/4体系 课件 2) 相位选择法 图 39 相位选择法产生四相制信号方框图 课件 3) 脉冲插入法 图 40 脉冲插入法原理方框图 课件 3. 多相制信号的解调 1) 相干正交解调(极性比较法) 图 41 QPSK信号的相干解调 课件 2) 差分正交解调(相位比较法) 图 42 4DPSK信号的解调方框图 课件 3) 8PSK信号的解调 图 43 8PSK信号的双正交相干解调 课件 4) 数字式四相信号解调 图 44 数字式四相信号解调方框图 课件 图 5-45 模二运算中的波形图及计数值举例 课件 5.5 数字调制系统性能比较 5.5.1 二进制数字调制系统的性能比较 表 5-2 数字调制系统误码率公式 课件 以上公式是在下列条件下得到的。 (1) 二进制数字信号“1”和“0”是独立的且等概率出现的； (2) 信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，功率谱密度为n0(单边)； (3) 通过接收滤波器HR(ω)后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为 ，则 课件 2DPSK的解调有两种，一种是差分相干解调，另一种是相干解调-码变换法。 （1）相干解调-码变换法。 （2）差分相干解调法。它是直接比较前后码元的相位差而构成的，这种方法不需要码变换器，也不需要专门的相干载波发生器，因此设备比较简单、实用。 课件 课件 2. 2DPSK信号的频谱和带宽 无论是2PSK还是2DPSK信号，就波形本身而言，它们都可以等效成双极性信号作用下的调幅信号，无非是一对倒相信号的序列。有以下结论： （1）2DPSK与2PSK有相同的功率谱； （2）它们的带宽和频带利用率均相同。 课件 3. 2DPSK系统的抗噪声性能 （1）极性比较-码变换法解调时2DPSK系统的抗噪声性能 为了分析码反变换器对误码的影响，以序列0110111001为例，可以得到下图： 课件 课件 以这方式解调时的误码率为： 当误码率很小时： 由此可见，码反变换器器总是使系统误码率增加，通常认为增加一倍。 （2）差分相干解调时2DPSK系统的抗噪声性能 课件 4. 2PSK与2DPSK系统的比较 （1）检测这两种信号时判决器均可工作在最佳门限电平（零电平）。 （2）2DPSK抗噪声性能不及2PSK。 （3）2PSK系统存在“反向工作”问题，而2DPSK系统不存在“反向工作”问题。 因此在实际应用中，真正