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数字带通系统培训课件数字带通系统培训课件7.2二进制振幅键控(2ASK)三、误码率假设:信道噪声是均值为零的高斯白噪声(一般信道的随机噪声均属此情况)。设在T内,带通滤波后的接收信号和噪声电压等于:式中,∵n(t)是一个窄带高斯过程,故有(p46)将上两式代入y(t)式,得到:或上式为滤波后的接收电压,下面用它来计算误码率。7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率1、相干解调法的误码率:抽样判决处的电压x(t)为式中,nc(t)-高斯过程。∴当发送“1”时,x(t)的概率密度等于:当发送“0”时...

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数字带通系统培训课件7.2二进制振幅键控(2ASK)三、误码率假设:信道噪声是均值为零的高斯白噪声(一般信道的随机噪声均属此情况)。设在T内,带通滤波后的接收信号和噪声电压等于:式中,∵n(t)是一个窄带高斯过程,故有(p46)将上两式代入y(t)式,得到:或上式为滤波后的接收电压,下面用它来计算误码率。7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率1、相干解调法的误码率:抽样判决处的电压x(t)为式中,nc(t)-高斯过程。∴当发送“1”时,x(t)的概率密度等于:当发送“0”时,x(t)的概率密度等于:h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率令h为判决门限,则,将发送的“1”错判为“0”的概率等于:式中(p45,2.7-17),将“0”错判为“1”的概率等于:h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率当P(1)=P(0)时,相干解调的总误码率为:当h值等于最佳门限值h*时,解得:故归一化最佳门限值:其中,r为信噪比,h*Pe0p0(x)p1(x)Pe1hA7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率将代入可得到最后结果:当信噪比r>>1时7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率2、包络检波法的误码率∵输出是其输入电压y(t)为故其包络可表示为可见,发“1”时带通滤波器输出的包络服从莱斯分布,发“0”时带通滤波器输出的包络服从瑞利分布。7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率假定判决门限值等于h,并规定当V>h时,判为收到“1”;当Vh时,则判为“0”。可以计算出,当大信噪比时,误码率为:莱斯分布瑞利分布h7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率3.比较(r>>1):相干解调法包络检波法(1)相干检测比非相干检测容易设置最佳判决门限电平;(2)大信噪比时,相干检测的误码率总低于包络检波法;(3)相干检测要插入相干载波,故设备复杂。rPe05101520250.40.30.20.17.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率【例6.1】设有一个2ASK信号传输系统,其中码元速率RB=4.8106Baud,接收信号的振幅A=1mV,高斯噪声的单边功率谱密度n0=210-15W/Hz。试求:1)用包络检波法时的最佳误码率;2)用相干解调法时的最佳误码率。解:基带矩形脉冲的带宽为1/THz。2ASK信号的带宽应该是它的两倍,即2/THz。故接收端带通滤波器的最佳带宽应为:B2/T=2RB=9.6106Hz故带通滤波器输出噪声平均功率等于:因此其输出信噪比等于:∴(1)包络检波法时的误码率为:(2)相干解调法时的误码率为:7.2二进制振幅键控(2ASK)-误码率例1:设发送的二进制信息为101011001,采用2ASK方式传输。已知码元传输速率为1200B,载波频率为2400Hz:(1)试画出2ASK信号的时间波形;(2)试画出2ASK信号频谱结构示意图,并计算其带宽。7.2二进制振幅键控(2ASK)返回7.3二进制频移键控(2FSK)-误码率当发送码元“1”时,通过两个带通滤波器后的两个接收电压分别为:它们和本地载波相乘,并经过低通滤波后,得出和n1c(t)和n0c(t)都是高斯过程,故在抽样时刻其抽样值V1和V0都是正态随机变量。而且,V1的均值为A,方差为n2;V0的均值为0,方差也为n2。7.3二进制频移键控(2FSK)-误码率当V10,则判为“0”,即接收正确;若V<0,则判为“1”,即接收错误。所以,在当前发送码元为“0”时,错误接收概率等于经计算得:其中:当发送码元“1”时,误码率相同,故有∴总误码率为7.5二进制差分相移键控-误码率2.相干解调(极性比较)法由上图可见,解调过程的前半部分和相干解调方法的完全一样,故现在只需考虑由逆码变换器引入的误码率。7.5二进制差分相移键控-误码率本地载波提取相乘带通滤波低通滤波抽样判决逆码变换逆码变换规律:无误码时:输出绝对码元是相邻两个相对码元取值的模“2”和。有1个误码时:将产生两个误码有2个误码时:仍将产生两个误码有一串误码时:仍将产生两个误码111001101(绝对码)(0)101110110(相对码)110011101(绝对码)(0)100010110(相对码)110101101(绝对码)(0)100110110(相对码)110001100(绝对码)(0)100001000(相对码)(a)无误码时(b)有1个误码时(c)有2个误码时(d)有一串误码时7.5二进制差分相移键控-误码率7.5二进制差分相移键控(2DPSK)-误码率经计算得到:其中,Pe’为逆码变换器输出端的误码率;Pe为逆码变换器输入端的误码率。当Pe很小时,当Pe很大时,即Pe1/2时,所以,Pe’和Pe之比在2与1之间变化,且Pe’总是大于Pe,也就是说,逆码变换器总是使误码率增大。相干解调(极性比较)法的最终误码率将2PSK信号相干解调时的误码率公式代入得到或当Pe很小时,有7.5二进制差分相移键控-误码率利用恒等式上式可以改写为或者写为:式中,7.5二进制差分相移键控-误码率7.5二进制差分相移键控(2DPSK)-7.5.3误码率-服从广义瑞利分布:-服从瑞利分布:由逆码变换器引入的误码率设:Pn-逆码变换器输入n个连续错码的概率,Pe-逆码变换器输出端的误码率,则有∵Pn是刚好连续n个码元出错的概率。这意味着,在这出错码元串外两端的相邻码元必须是不错的码元,∴式中,Pe为逆码变换器输入信号的误码率。将上式代入Pe表示式,得到:7.5二进制差分相移键控(2DPSK)-7.5.3误码率7.5二进制差分相移键控-误码率【例6.3】假设要求以1Mb/s的速率用2DPSK信号传输数据,误码率不超过10-4,且在接收设备输入端的白色高斯噪声的单边功率谱密度n0等于110-12W/Hz。试求:(1)采用相位比较法时所需接收信号功率;(2)采用极性比较法时所需接收信号功率。解:现在码元速率为1MB。2DPSK信号的带宽和2ASK信号的带宽一样,所以接收带通滤波器的带宽等于B2/T=2106Hz带通滤波器输出噪声功率等于采用相位比较法时:按照要求从而得到要求信噪比:及要求信号功率:7.5二进制差分相移键控-误码率采用极性比较法时:按照同样要求即由误差函数表查出要求:故要求信号功率7.5二进制差分相移键控(2DPSK)-误码率返回7.6二进制数字键控传输系统性能比较1.误码率曲线-6-30369121518信噪比r(dB)110-110-210-310-410-510-610-7Pe非相干ASK相干ASK非相干FSK相干FSK相干DPSK非相干DPSKPSK误码率公式式(6.4-13)相干2PSK式(6.5-25)相干2DPSK式(6.5-15)非相干2DPSK式(6.3-28)相干2FSK式(6.3-37)非相干2FSK式(6.2-28)相干2ASK式(6.2-49)非相干2ASK误码率公式键控方式7.6二进制数字键控传输系统性能比较例:在二进制数字调制系统中,已知码元传输速率RB=1MB,接收机输入高斯白噪声的单边功率谱密度n0=4*10-16W/Hz,若要求解调器输出误码率Pe<=10-4,试求下列情况下系统的输入信号功率:(1)相干解调和非相干解调2ASK;(2)相干解调和非相干解调2FSK;(3)相干解调和非相干解调2DPSK;(4)相干解调2PSK。7.6二进制数字键控传输系统性能比较例:设某2FSK调制系统的码元传输速率为1000B,已调信号的载频为1000Hz或2000Hz。(1)若发送信号为011010,试画出相应的2FSK波形;(2)若发送数字信号是等可能的,试画出它的功率谱密度草图。7.6二进制数字键控传输系统性能比较返回
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分类:其他高等教育
上传时间:2019-07-18
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