通信原理第5章基本的數(shù)字頻帶傳輸.ppt

1、2021/1/5,1/133,通信原理,第5章 基本的數(shù)字頻帶傳輸,2/133,2021/1/5,數(shù)字頻帶傳輸技術(shù)在帶通信道上傳輸數(shù)字信號的方法,圖5.0 二元ASK、FSK與PSK的信號波形,單極性NRZ,雙極性NRZ,ASK信號,PSK信號,FSK信號,3/133,2021/1/5,本章目錄,5.1 2ASK 5.2 2FSK 5.3 2PSK與2DPSK 5.4 QPSK與DQPSK 5.5 基本頻帶調(diào)制的討論 5.6 *復(fù)包絡(luò)、等效基帶系統(tǒng)與無ISI傳輸,4/133,2021/1/5,信 道,噪聲,接收設(shè)備,信 源,信 宿,格 式 化,脈 沖 基 帶 調(diào) 制,發(fā)送設(shè)備,信 源 編 碼,

2、信 道 編 碼,加 密,頻 帶 調(diào) 制,發(fā) 射 機(jī),格 式 化,脈 沖 基 帶 檢 測,信 源 譯 碼,信 道 譯 碼,解 密,頻 帶 解 調(diào),接 收 機(jī),數(shù)字通信系統(tǒng)簡化模型,信號處理,信號處理,基帶信號,基帶信號,5/133,2021/1/5,調(diào)制信號,已調(diào)帶通信號,數(shù)字基帶信號,數(shù)字基帶信號,帶通信號,數(shù)字載波系統(tǒng)模型,頻帶調(diào)制,頻帶調(diào)制,傳輸媒介 (信道,6/133,2021/1/5,已調(diào)帶通信號,的頻譜,或功率譜,令,7/133,2021/1/5,5.1 2ASK,2 Amplitude Shift Keying,8/133,2021/1/5,5.1.1 基本原理,2ASK或OOK

3、(二進(jìn)制幅移鍵控) 鍵控（改變）正弦載波的振幅來傳輸0或1符號,1. 2ASK信號及其調(diào)制方法,圖5.1.1 2ASK（或OOK）信號的波形,通斷鍵控,或啟閉鍵控,ON-OFF Keying,9/133,2021/1/5,復(fù)包絡(luò),2ASK信號也可以表示為,2ASK信號時域表示,第n個碼元,10/133,2021/1/5,a）乘積法,b）開關(guān)法（鍵控法,乘法器,單極性不歸零信號,圖5.1.2 2ASK調(diào)制框圖,載波產(chǎn)生,2ASK信號的產(chǎn)生,11/133,2021/1/5,2. 包絡(luò)檢波解調(diào)方法,發(fā)送端,信道,BPF,包絡(luò)檢波器,抽樣判決器,定時信號,輸出,圖 5.1.3 2ASK包絡(luò)檢波解調(diào)框圖

4、,帶寬B,帶寬2B,B=Rb,帶寬2B,12/133,2021/1/5,非相干解調(diào),1,A,A,A,A,13/133,2021/1/5,系統(tǒng)的誤碼率,定義信噪比,大信噪比時,BPF的輸出信噪比,接收信號s(t)中“1”碼對應(yīng)碼元的平均功率,得最佳誤碼率,理論最小帶寬,14/133,2021/1/5,小信噪比時，包絡(luò)檢波器抗噪性能急劇下降，系統(tǒng)無法正常工作。此稱為門限效應(yīng),得最佳誤碼率Pe,15/133,2021/1/5,例5.1 2ASK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收BPF輸出幅度為223.6mV；高斯噪聲的功率譜密度分別為 和 。求兩種情況下包絡(luò)檢波器輸出的最佳誤碼率,由門限效應(yīng)可知，系統(tǒng)無

5、法正常工作。（不再用公式計算,接收機(jī)前端BPF的帶寬為第一零點帶寬時的誤碼率,16/133,2021/1/5,5.1.2 功率譜與帶寬,復(fù)包絡(luò),單極性NRZ信號,17/133,2021/1/5,18/133,2021/1/5,當(dāng)作無 ISI 濾波時 (如 作升余弦譜濾波,接收機(jī)須是相干解調(diào),作業(yè)：1、2,19/133,2021/1/5,ASK for no ISI,LPF,抽樣判決,基帶系統(tǒng)頻率特性,射頻系統(tǒng)頻率特性,射頻基本脈沖,基帶基本脈沖,20/133,2021/1/5,當(dāng) 滿足無ISI的時域條件時 或當(dāng) 滿足無ISI的頻域條 件時，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)無ISI,圖中各點波形如圖所示,21/13

6、3,2021/1/5,向上頻移,基帶接收濾波器,抽樣與判決,BPF,LPF,B,2B,基帶發(fā)送濾波器,向下頻移,AWGN頻帶信道,符號定時,相干解調(diào)的2ASK傳輸系統(tǒng),22/133,2021/1/5,5.2 2FSK,2 Frequency-Shift Keying,23/133,2021/1/5,5.2.1 基本原理,2FSK或BFSK（二進(jìn)制頻移鍵控）鍵控正弦載波的頻率來傳輸二元符號,1. 2FSK信號及其調(diào)制方法,24/133,2021/1/5,2FSK信號時域表示,也可以表示為（相當(dāng)于兩路OOK,與 “互補”,25/133,2021/1/5,圖5.2.2 2FSK信號的時域波形及其互補

7、OOK特點,1 0 1 0 0 1,26/133,2021/1/5,單極性 NRZ,2FSK信號的產(chǎn)生,圖5.2.1 2FSK信號的產(chǎn)生原理框圖,27/133,2021/1/5,2. *相位連續(xù)性,a) (b,圖5.2.3 不連續(xù)與連續(xù)相位的2FSK信號,相位不連續(xù)的信號占據(jù)很多的頻帶，應(yīng)該盡量避免,相位不連續(xù),相位連續(xù),保持相位連續(xù)的方法,1）桑德FSK信號的參數(shù),其中：k 為某固定正整數(shù),28/133,2021/1/5,2）使用壓控振蕩器產(chǎn)生， (,即用模擬調(diào)頻的方式產(chǎn)生FSK信號,其中， 是雙極性基帶信號,虛擬載頻,29/133,2021/1/5,3. 包絡(luò)檢波解調(diào)方法,兩個互補OOK接

8、收系統(tǒng)的組合,非相干解調(diào),包絡(luò)檢波器,包絡(luò)檢波器,輸出,定時信號,圖5.2.4 FSK信號的包絡(luò)檢波接收框圖,W=2Rb,W=2Rb,整流,整流,LPF,LPF,抽樣判決,BPF( f1,BPF( f0,適合于頻差較大的場合,30/133,2021/1/5,2）判決準(zhǔn)則為： ， 或,1）上支路接收 部分， 下支路接收 部分； 系統(tǒng)必須滿足：,適合于頻差較大的場合,31/133,2021/1/5,1 0 1 0 0 1,圖5.2.5 包絡(luò)檢波器的輸出,32/133,2021/1/5,其中，BPF的輸出信噪比,系統(tǒng)的誤碼率,大信噪比時,時，得最佳誤碼率,小信噪比時，包絡(luò)檢波器抗噪性能急劇下降，系統(tǒng)

9、無法正常工作。此稱為門限效應(yīng),33/133,2021/1/5,4. *過零檢測解調(diào)方法,其主要過程： (1) 檢測過零點；形成邊沿窄脈沖； (2) 將脈沖的疏密變換為電平高低；最后得到0或1,非相干解調(diào),34/133,2021/1/5,圖5.2.6 過零檢測器中的主要信號波形,1) 檢測過零點；形成邊沿窄脈沖； (2) 將脈沖的疏密變換為電平高低；最后得到0或1,35/133,2021/1/5,相干解調(diào),頻差較大時適合,抽樣判決,LPF,W=2Rb,W=2Rb,f1,f0,36/133,2021/1/5,頻差較小時，若 正交，則LPF換成積分器可實現(xiàn)最佳接收-相關(guān)接收機(jī),抽樣判決,W=|f1-

10、f0|+2Rb,匹配濾波器,37/133,2021/1/5,波形相關(guān)系數(shù),一般2FSK 的兩個載波,時 , 稱 在0,Tb內(nèi)正交,當(dāng) 是滿足兩個波形正交的最小頻差時， 2FSK MSK(最小頻移鍵控,很大時，近似正交,38/133,2021/1/5,5.2.2 功率譜與帶寬,兩個互補的2ASK信號的功率譜的相加,傳輸帶寬,39/133,2021/1/5,如果 和 過于接近時，功率譜中兩個2ASK頻譜將發(fā)生重疊。需要保持,圖5.2.8 FSK信號功率譜示意圖,一般,40/133,2021/1/5,當(dāng)作無 ISI 濾波時 (如 作升余弦譜濾波,發(fā)1,發(fā)0,41/133,2021/1/5,例5.2

11、Bell 103型FSK Modem是一種早期流行的電話線Modem。它通過頻帶為3003300Hz電話線進(jìn)行全雙工數(shù)字通信。兩個通信方被稱為主叫方與應(yīng)答方，每個方向上采用300波特的2FSK調(diào)制，頻率參數(shù)如表5.2.1。求兩路通信的帶寬與頻帶位置,解：兩路均有,與,兩頻帶分別是,與,300Hz,3300Hz,1800Hz,42/133,2021/1/5,作業(yè)：3、4,43/133,2021/1/5,5.3 2PSK與2DPSK,2 Phase-Shift Keying,2 Differential Phase-Shift Keying,44/133,2021/1/5,1. 2PSK信號及其調(diào)

12、制方法,5.3.1 2PSK,2PSK或BPSK（二進(jìn)制相移鍵控）利用兩種相位來傳輸二元符號,2PSK最常用的兩種相位：0(同相) 或（反相,45/133,2021/1/5,2PSK信號時域表示,或，令序列 的雙極性二元NRZ基帶信號為,46/133,2021/1/5,信號矢量圖 （星座圖,未調(diào)載波初相,未調(diào)載波初相,信號矢量圖 （星座圖,47/133,2021/1/5,注意：“同相”與“反相”是相對于當(dāng)前時隙的未調(diào)載波相位而言的,圖5.3.1 2PSK及其相關(guān)信號的波形,1 1 0 1 0 0,48/133,2021/1/5,雙極性NRZ,2PSK信號的產(chǎn)生：乘積法與選擇法,開關(guān)電路,49/

13、133,2021/1/5,復(fù)包絡(luò),雙極性NRZ信號,2. 功率譜與帶寬,50/133,2021/1/5,形狀與2ASK的相同，但沒有離散的載波譜線,傳輸帶寬,2PSK又可以看作抑制載波后的2ASK信號，或，2ASK信號確實是2PSK信號與載波的疊加,雙極性,單極性,51/133,2021/1/5,當(dāng)作無 ISI濾波時 (如 作升余弦譜濾波,52/133,2021/1/5,3. 2PSK的相干解調(diào),來自信道,向下頻移,符號定時,基帶接收濾波器,抽樣與判決,BPF,LPF,圖5.3.3 2PSK相干解調(diào)框架,B,中心 fc,B為基帶信號帶寬,2B,注意：nc(t)的 雙邊功率譜密度為 N0,53/

14、133,2021/1/5,nc(t)的雙邊功率譜密度,LPF（低通濾波器,仿佛是基帶信號通過AWGN信道的結(jié)果。因此，可用LPF(低通濾波)或MF(匹配濾波)方法接收,54/133,2021/1/5,55/133,2021/1/5,2PSK調(diào)制解調(diào)過程,56/133,2021/1/5,4. 誤碼性能,2PSK的等效基帶傳輸系統(tǒng),符號定時,圖5.3.4 2PSK傳輸系統(tǒng)與等效AWGN基帶信道,AWGN基帶信道,的雙邊功率譜密度為 N0,57/133,2021/1/5,借助第4章中雙極性2PAM信號的結(jié)論,LPF接收系統(tǒng)（帶寬,匹配濾波器接收系統(tǒng),雙極性2PAM,基帶平均碼元能量,58/133,2

15、021/1/5,LPF接收系統(tǒng)（帶寬,匹配濾波器接收系統(tǒng),2PSK信號的平均碼元能量,注意：基帶平均碼元能量,基帶2PAM,基帶2PAM,59/133,2021/1/5,評述： (1) 2PSK系統(tǒng)與雙極性NRZ基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪性能相同； (2) 2PSK的抗噪性能比2ASK、2FSK好， (3) 但這種系統(tǒng)需要進(jìn)行載波同步，其復(fù)雜度要高出許多,60/133,2021/1/5,61/133,2021/1/5,例5.3 假定2PSK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收帶通濾波器的輸出信號的幅度為223.6mV,高斯噪聲的功率譜密度為 。求相干接收的最佳誤碼率,匹配濾波器接收系統(tǒng),解：由于,于是,62

16、/133,2021/1/5,中出現(xiàn) 分量，用鎖相環(huán)提取 分量，得本地載波，保證了同頻，但用鎖相環(huán)恢復(fù)的載波相位為,BPSK 信號相干解調(diào)的問題：“相位模糊,a. 相干載波的恢復(fù),n為任意整數(shù)，鎖相環(huán)都工作在平衡穩(wěn)定點,二重相位模糊,平方,二分頻,63/133,2021/1/5,b. 相位模糊對相干解調(diào)的影響,低通后,抽樣、判決,LPF,二進(jìn)制代碼,64/133,2021/1/5,5.3.2 2DPSK,2PSK無法直接應(yīng)用：本地振蕩存在著“不確定性反相”的問題：“0”與“1”顛倒，而自身對此無法知道,2DPSK（二進(jìn)制差分相移鍵控）將差分編碼與2PSK相結(jié)合，解決了“不確定性反相”的問題,65

17、/133,2021/1/5,取值0、1,2PSK相干解調(diào)器,Tb,模二加,取值-1、1,取值0、1,相位模糊,電平轉(zhuǎn)換,2DPSK信號其實是傳輸 的2PSK調(diào)制信號,與 絕對碼,與 相對碼,圖5.3.5 2DPSK傳輸系統(tǒng),1. 基本原理,取值0、1,取值-1、1,電平轉(zhuǎn)換,2PSK調(diào)制器,Tb,取值0 、1,模二加,66/133,2021/1/5,例: 設(shè),DPSK 實質(zhì)：用前后碼元載波相位的相對變化傳數(shù)字信息,傳號差分編碼,67/133,2021/1/5,2DPSK星座圖,前一碼元初相,參考相位,未調(diào)載波初相,2PSK星座圖,參考相位,DPSK 實質(zhì)：用前后碼元載波相位的相對變化傳數(shù)字信息

18、,相對調(diào)相,絕對調(diào)相,68/133,2021/1/5,相對碼,絕對碼,電平,相位,n,例5.4 舉例說明2DPSK信號產(chǎn)生過程中各碼元的變換以及與載波相位變化的關(guān)系,絕對相位,相對相位,通過相鄰時隙載波相位的變化與否來“攜帶”信息： “1相位變化”，“0相位不變,69/133,2021/1/5,相對碼,2PSK解調(diào)結(jié)果,n,絕對碼,上次相對碼,例5.5 說明2DPSK信號的接收過程,1）傳輸后結(jié)果正確，則差分解碼的過程為,本地載波相位正確,傳號差分譯碼,70/133,2021/1/5,2）傳輸后結(jié)果反相，則差分解碼的過程為,可見，不論是否發(fā)生反相，2DPSK都能正確收到信息,本地載波相位相反,

19、相對碼,2PSK解調(diào)結(jié)果,n,絕對碼,上次相對碼,71/133,2021/1/5,可以證明：差分編碼的輸出序列 也是等概率的二元獨立序列,2. 功率譜與帶寬,3. 相干解調(diào)及其誤碼性能,2DPSK的誤碼率,LPF接收法,匹配濾波器接收法,為2PSK傳輸誤碼率,2DPSK的功率譜、帶寬：與2PSK的完全一樣,72/133,2021/1/5,取值0、1,2PSK相干解調(diào)器,Tb,模二加,取值-1、1,取值0、1,電平轉(zhuǎn)換,圖5.3.5 2DPSK傳輸系統(tǒng),73/133,2021/1/5,說明： dn序列經(jīng)2PSK傳輸后是否錯誤是彼此獨立的,正確 正確 正確,錯誤 正確 錯誤,正確 錯誤 錯誤,錯誤

20、 錯誤 正確,74/133,2021/1/5,另一種重要的解調(diào)方法：比較兩個相鄰時隙上信號的相位，還原出絕對碼（信息比特） ，而不需要本地振蕩,4. 差分相干接收 （非相干解調(diào),圖5.3.6 2DPSK的差分相干解調(diào),BPF,LPF,延時Tb,抽樣判決,符號定時,75/133,2021/1/5,1 1,1 -1,1 +1,1 1,0 0,1 +1,1 +1,0 0,與 的關(guān)系,信息比特,兩者相同,兩者不同,表5.3.2 差分相干解調(diào)的判決準(zhǔn)則,76/133,2021/1/5,77/133,2021/1/5,相干解調(diào)性能,實際過程中，噪聲總是存在的，這種接收系統(tǒng)的誤碼性能,其中,折算為 時,差分

21、相干解調(diào)的性能不如相干解調(diào)的,帶通濾波器的帶寬取為最小理論值,78/133,2021/1/5,解,相干接收時誤碼率為,差分相干接收誤碼率為,例5.6 假定2DPSK系統(tǒng)的傳輸率為5Mbps，接收帶通濾波器的輸出信號的幅度為223.6mV，高斯噪聲的功率譜密度為 。求相干接收與差分相干接收的誤碼率,79/133,2021/1/5,習(xí)題5.9 設(shè)載頻為1800Hz，碼元速率為1200波特，發(fā)送信息為011010。試按下面兩種方式畫出2DPSK信號的波形。 （1）若相位偏移 代表“0”， 代表“1”； （2）若相位偏移 代表“0”， 代表“1,解,1,0 1 1 0 1 0,80/133,2021/

22、1/5,2,0 1 1 0 1 0,作業(yè)：8、10,81/133,2021/1/5,5.4 QPSK與DQPSK,82/133,2021/1/5,MPSK（多進(jìn)制調(diào)相,1) MPSK,For example: M=4,83/133,2021/1/5,信號星座圖,參考矢量,參考矢量,84/133,2021/1/5,MPSK 調(diào)制器,85/133,2021/1/5,2/M,二進(jìn)制信號,多電平信號 m(t,90o,信號 處理器,振蕩器,86/133,2021/1/5,MPSK 解調(diào)器,抽樣,鑒相器,二進(jìn)制信號,因為有噪聲,參考矢量,LPF,LPF,抽樣,87/133,2021/1/5,取值有四種可能

23、，以傳送四元符號,5.4.1 QPSK信號的基本原理,1. QPSK信號,QPSK或4PSK（四進(jìn)制相移鍵控,1）采用了4種相位； （2）采用了正交的載波,00 ，01，11，10,四元符號,88/133,2021/1/5,QPSK的兩種星座圖,A方式,B方式,表5.4.1 QPSK的兩套相位值,后面討論B方式。其實，兩種方式只相差 （即,格雷碼好處：相鄰相位對應(yīng)的符號中只有1位不同，相位錯誤通常只導(dǎo)致有1個比特的損失,89/133,2021/1/5,串并變換：四元信息序列拆分為兩個二元序列,四元符號序列,2. QPSK與兩路正交2PSK,四元序列 的高位比特與低位比特排成： 與 序列，那么,

24、則，QPSK是這兩個序列生成的兩個彼此正交(載波相差 )的2PSK信號之和,90/133,2021/1/5,其中,B方式,91/133,2021/1/5,1 0 0 1,B方式,恒包絡(luò),最大相位調(diào)變?yōu)?92/133,2021/1/5,93/133,2021/1/5,的復(fù)包絡(luò),的符號速率與 相同，均為,3.功率譜與帶寬,94/133,2021/1/5,若正交路、同相路基帶信號用矩形波（雙極性 NRZ)， 則基帶信號帶寬為,95/133,2021/1/5,QPSK每個時隙傳輸兩比特，頻帶利用率是2PSK的兩倍,96/133,2021/1/5,若正交路、同相路基帶信號用升余弦譜波,97/133,20

25、21/1/5,例5.7 假定QPSK系統(tǒng)的輸入二進(jìn)制序列為011111011000,試說明(1)相應(yīng)的載波相位(B方式)序列;(2)同相與正交支路的比特序列;(3)傳輸速率為4800bps時需要的帶寬,解: 四元符號序列: 01 11 11 01 10 00,1) 載波相位,2) 同相支路: 1 1 1 1 0 0,正交支路: 0 1 1 0 1 0,3)帶寬,98/133,2021/1/5,5.4.2 QPSK的調(diào)制解調(diào)方法及誤比特性能,1. 調(diào)制解調(diào)方法,基于“QPSK等效于兩路正交的2PSK之和”的想法： 調(diào)制器,QPSK信號,基帶脈沖成型,基帶脈沖成型,串/并轉(zhuǎn)換,速率減半,速率減半,

26、99/133,2021/1/5,解調(diào)器,QPSK信號,載波同步,并/串轉(zhuǎn)換,BPF,LPF或MF,LPF或MF,符號定時,抽樣判決,抽樣判決,圖5.4.4 QPSK調(diào)制解調(diào)框圖,同相與正交解調(diào)器彼此獨立工作,100/133,2021/1/5,例如，在上支路的相乘器之后,LPF后輸出為,101/133,2021/1/5,串/并轉(zhuǎn)換,基帶脈沖成型,抽樣,并/串,LPF,LPF,102/133,2021/1/5,QPSK的每個四元符號所包含的兩個比特都獨立、并行地按2PSK傳輸，各比特的傳輸誤比特率均為 （相干2PSK的誤比特率）。所以,2. 誤比特性能,QPSK的誤比特率為,作業(yè)：11 19 21

27、 22,103/133,2021/1/5,5.4.3 DQPSK信號,QPSK信號的相干解調(diào)器也會出現(xiàn)“不確定性反相”現(xiàn)象，同樣，解決這一問題的主要方法是使用DQPSK（差分四相移鍵控,QPSK信號B方式,DQPSK信號B方式,前一碼元初相,參考相位,未調(diào)載波初相,參考相位,104/133,2021/1/5,例5.8 假定DQPSK系統(tǒng)的輸入為二進(jìn)制序列011010011100，試說明：（1）相應(yīng)的載波相位差（2）相應(yīng)的絕對載波相位（令初相位為,解：（1）四元符號序列： 01 10 10 01 11 00,載波相位差,2）絕對載波相位,A方式,前一碼元初相,105/133,2021/1/5,矩

28、形NRZ的QPSK在時隙邊界處經(jīng)常間斷，使信號功率譜有很高的旁瓣,5.4.4 *OQPSK與 DQPSK,QPSK星座,最大相位跳變?yōu)?為了限制帶寬，實際調(diào)制器中改用符合帶限信道的無ISI基帶成形脈沖。由此產(chǎn)生的QPSK信號不再保持恒定的包絡(luò),106/133,2021/1/5,恒包絡(luò)信號的優(yōu)點：允許非線性放大，效率高、易實現(xiàn)。人們希望改進(jìn)QPSK的包絡(luò),有了AM分量,恒包絡(luò),經(jīng)分析：相位跳變越大，限帶后則AM分量越大,A方式,107/133,2021/1/5,1.OQPSK,偏移正交相移鍵控（Offset QPSK）兩個正交支路的2PSK信號相互錯開的時間，使相位改變不同時發(fā)生?？梢詼p小相位變

29、化，進(jìn)而減少包絡(luò)起伏,計算機(jī)仿真結(jié)論：包絡(luò)起伏由01.25改善為0.71.15,最大相位調(diào)變?yōu)?mI(t) 和 mQ(t) 分量在時間上相互偏移Ts/2,108/133,2021/1/5,圖5.4.7 (寬帶)OQPSK信號,最大相位調(diào)變?yōu)?109/133,2021/1/5,2. DQPSK,差分正交相移鍵控,它是由相互旋轉(zhuǎn)/4 的兩個QPSK星座圖交替出現(xiàn)而產(chǎn)生波形的,01,11,00,10,符號映射規(guī)則,1）信號的最大相位變化為 ，包絡(luò)的起伏減小。 （2） DQPSK是差分調(diào)制，便于接收機(jī)簡化,110/133,2021/1/5,例5.9 假定 DQPSK系統(tǒng)的輸入二進(jìn)制序列為0110100

30、11100，試說明：（1）相應(yīng)的載波相位差（2）相應(yīng)的絕對載波相位（令初相位為,解：（1）四元符號序列,01 10 10 01 11 00,載波相位差,2）絕對載波相位,1 3 3 1 2 0,111/133,2021/1/5,QPSK,延遲,交替,QPSK ,/4DQPSK與 OQPSK的關(guān)系,調(diào)制類型,最大相移,AM分量,big,small,OQPSK,QPSK,4)QPSK,112/133,2021/1/5,若基帶用升余弦譜波限帶時，已調(diào)信號會有AM分量。經(jīng)分析：相位跳變越大，則AM分量越大。這使得限帶后的信號不能用效率高的非線性C類放大器放大，只能用A、B類線性放大器,注：若基帶用矩形

31、波傳時，它們是恒包絡(luò)調(diào)制，但已調(diào)信號譜太寬,113/133,2021/1/5,5.5 基本頻帶調(diào)制的討論,114/133,2021/1/5,5.5.1 ASK與FSK的相干解調(diào),圖5.5.1 2ASK相干解調(diào)傳輸系統(tǒng)與等效AWGN基帶信道,單極性NRZ,向上頻移,基帶接收濾波器,抽樣與判決,BPF,LPF,B,2B,基帶發(fā)送濾波器,向下頻移,AWGN頻帶信道,LPF或MF,符號定時,判決門限為 A/2 (LPF,判決門限為 AT/2 (MF,的雙邊功率譜密度為,1. 2ASK的相干解調(diào),115/133,2021/1/5,第四章結(jié)論：對于線性處理器（包含LPF、MF,1) 最佳門限,2) 最小平

32、均誤碼率,0、1等概發(fā)送時,收端用線性處理器時，該結(jié)論對基帶二進(jìn)制信號和帶通二進(jìn)制信號都成立,甚至對于帶通二進(jìn)制系統(tǒng)的相干解調(diào)器和MF,116/133,2021/1/5,匹配濾波器 接收機(jī) - 最小錯誤概率接收機(jī),差分輸入信號,117/133,2021/1/5,LPF接收系統(tǒng)（帶寬,匹配濾波器接收系統(tǒng),2ASK的平均碼元能量,注：2ASK系統(tǒng)與單極性NRZ基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪性能相同,118/133,2021/1/5,2. 2FSK的相干解調(diào),抽樣判決,LPF,W=2B,f1,f0,W=2B,頻差較大時,B,B,119/133,2021/1/5,2B,2B,pn0( f,pn1( f,120/1

33、33,2021/1/5,抽樣判決,MF接收時,頻差較小時，設(shè) 正交，,注： 2FSK與2ASK的相干解調(diào)系統(tǒng)的誤碼性能相同,121/133,2021/1/5,方式,頻帶調(diào)制制式,誤比特率Pb,備注,非相干解調(diào),2ASK,2FSK,2DPSK,一般結(jié)論,最優(yōu)結(jié)果,兩 者 相 同,好3dB,5.5.2 系統(tǒng)差錯概率的比較,表5.5.1 幾種基本的頻帶調(diào)制信號的誤比特率公式,表中所有的,帶通濾波器帶寬取理論最小值,122/133,2021/1/5,2FSK,QPSK,2ASK,2DPSK,2PSK,方式,頻帶調(diào)制制式,誤比特率Pb,備注,兩者相同,比2PSK差 3dB,表5.5.1 幾種基本的頻帶調(diào)

34、制信號的誤比特率公式（續(xù),MF,相干解調(diào),123/133,2021/1/5,方式,相干解調(diào),2FSK,QPSK,2ASK,2DPSK,2PSK,調(diào)制制式,誤比特率Pb,LPF,124/133,2021/1/5,單極性基帶NRZ相干ASK、FSK,非相干ASK、FSK,雙極性基帶NRZ 相干PSK、QPSK,差分相干2DPSK,圖 5.5.3 主要的誤比特率曲線,125/133,2021/1/5,1）誤比特性能排序： （2）PSK與QPSK性能優(yōu)秀、復(fù)雜度最高的；QPSK頻帶最少。 （3）DPSK接近PSK（僅 ），但沒有“不確定性反相”問題。 （4）FSK性能一般，非相干接收實用；它占用頻帶多，但比其他傳輸方式更“頑強”。 （5）非相干ASK適用于質(zhì)量好的信道，設(shè)備很簡單,從圖中可以看到,126/133,2021/1/5,相干解調(diào)誤碼率,例5.10 假定2FSK信號通過某窄帶AWGN信道后采用非相干解調(diào)的誤碼率為 。問：（1）改用相干解調(diào)的誤碼率是多少？（2）改用碼率、載頻、幅度相同的2ASK信號通過該信道時，相干與非相干解調(diào)的 是多少？（3）改用2ASK信號后，如何調(diào)整幅度，可保持