高級(jí)通信原理第3章 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸(2)

1、主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理第第3章章 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸功率譜的分析模型功率譜的分析模型功率譜的計(jì)算方法的說(shuō)明功率譜的計(jì)算方法的說(shuō)明該分析方法適用于只有一種脈沖形狀，該分析方法適用于只有一種脈沖形狀，MPAM區(qū)別僅在幅度不同。區(qū)別僅在幅度不同。例例解：解：說(shuō)明：可以用于雙極性碼的功率譜分析中說(shuō)明：可以用于雙極性碼的功率譜分析中 。8PAM信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜另一種思路：另一種思路：例題例題說(shuō)明說(shuō)明 ：主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理3.3 AWGN信道下的信道下的數(shù)字基帶信號(hào)的接收數(shù)字基帶信號(hào)的接收3.3.1 利用低通濾波的接收利用低通濾波的

2、接收3.3.2 利用匹配濾波器的接收利用匹配濾波器的接收本節(jié)只研究本節(jié)只研究2PAM信號(hào)信號(hào)一、誤碼率一、誤碼率Pe由于受到信道噪聲的干擾，接收端出現(xiàn)兩類錯(cuò)誤：由于受到信道噪聲的干擾，接收端出現(xiàn)兩類錯(cuò)誤：（1）當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“1”時(shí)時(shí)，在抽樣，在抽樣時(shí)刻由于噪聲呈現(xiàn)一個(gè)大的負(fù)時(shí)刻由于噪聲呈現(xiàn)一個(gè)大的負(fù)值，使接收端錯(cuò)判為值，使接收端錯(cuò)判為“0”，其，其條件概率表示為條件概率表示為 P(0/1)（2）當(dāng)發(fā)送當(dāng)發(fā)送“0”時(shí)時(shí)，在抽樣，在抽樣時(shí)刻由于噪聲呈現(xiàn)一個(gè)大的正時(shí)刻由于噪聲呈現(xiàn)一個(gè)大的正值，使接收端錯(cuò)判為值，使接收端錯(cuò)判為“1”，其，其條件概率表示為條件概率表示為 P(1/0)誤碼率誤碼率 101

3、010發(fā)判發(fā)發(fā)判發(fā)/PP/PPPe二、抗噪性能分析二、抗噪性能分析1、判決電路輸入端的波形：、判決電路輸入端的波形：二、雙極性基帶信號(hào)的誤碼分析二、雙極性基帶信號(hào)的誤碼分析（1）當(dāng)發(fā)送）當(dāng)發(fā)送“1”時(shí)，錯(cuò)判為時(shí)，錯(cuò)判為“0”的條件概率的條件概率（2）當(dāng)發(fā)送）當(dāng)發(fā)送“0”時(shí)，錯(cuò)判為時(shí)，錯(cuò)判為“1”的條件概率的條件概率（3）誤碼率）誤碼率 1122ePP sP e/sP sP e/s22|TTVP e/sP yVfy sdy11|TVTP e/sP yVfy sdy如何確定判決門限如何確定判決門限VT？特殊地，當(dāng)特殊地，當(dāng)P(0)=P(1)=1/2時(shí)，時(shí)，VT=0。使得誤碼率為最小的判決門限，使得

4、誤碼率為最小的判決門限，即最佳判決門限。即最佳判決門限。如果如果P(0)P(1), 則判決門限為正。則判決門限為正。等概發(fā)送等概發(fā)送0、1時(shí)，雙極性基帶信號(hào)的誤碼率時(shí)，雙極性基帶信號(hào)的誤碼率 1122012022nn22n1|21A1Aerfcerfc2222AePP sP e/sP sP e/sfy sdyfy sdyQ結(jié)論：結(jié)論： 系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號(hào)峰值系統(tǒng)的誤碼率依賴于信號(hào)峰值A(chǔ)與噪聲均方根與噪聲均方根 之比，之比，與采用的信號(hào)形式無(wú)關(guān)。與采用的信號(hào)形式無(wú)關(guān)。 越大，誤碼率越小。越大，誤碼率越小。nnA/三、單極性基帶信號(hào)的誤碼分析三、單極性基帶信號(hào)的誤碼分析2222nnA1A()e

5、rfc428ePQ結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng) 相同時(shí)，單極性基帶系統(tǒng)的抗噪性能不如雙極性。nA,常見(jiàn)的函數(shù)常見(jiàn)的函數(shù)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1、如果噪聲概率密度符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，、如果噪聲概率密度符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，Q函數(shù)如何表函數(shù)如何表示一個(gè)尾部概率？示一個(gè)尾部概率？2、結(jié)合雙極性數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率分析，此時(shí)誤碼率用、結(jié)合雙極性數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率分析，此時(shí)誤碼率用Q函數(shù)如何表示？函數(shù)如何表示？3、如果是單極性數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率呢？、如果是單極性數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率呢？4、如果信道噪聲功率為、如果信道噪聲功率為 呢？呢？2n5、如果用互補(bǔ)誤差函數(shù)來(lái)表示呢？、如果用互補(bǔ)誤差函數(shù)來(lái)表示呢？ 12AAP e/sP nAf n

6、 dnP e/sP nAf n dn 總結(jié)：誤碼率的分析方法總結(jié)：誤碼率的分析方法n抽樣判決時(shí)刻的信號(hào)和噪聲抽樣判決時(shí)刻的信號(hào)和噪聲n噪聲的概率密度（均值和方差）噪聲的概率密度（均值和方差）n發(fā)送已知時(shí)，發(fā)送已知時(shí)，“信號(hào)信號(hào)+噪聲噪聲”的概率密度的概率密度n判決準(zhǔn)則判決準(zhǔn)則1、雙極性基帶信號(hào)的誤碼分析、雙極性基帶信號(hào)的誤碼分析0bNEerfc21MFeP碼率的雙極性基帶系統(tǒng)的誤則利用（1）當(dāng)發(fā)送）當(dāng)發(fā)送“s1”時(shí)，錯(cuò)判為時(shí)，錯(cuò)判為“s2”的條件概率的條件概率（3）誤碼率）誤碼率 1122ePP sP e/sP sP e/s11|dVTP e/sP yVfy sdy（2）當(dāng)發(fā)送）當(dāng)發(fā)送“s2”

7、時(shí)，錯(cuò)判為時(shí)，錯(cuò)判為“s1”的條件概率的條件概率22|dTVP e/sP yVfy sdy比較比較LPF接收和接收和MF的分析思路的分析思路用匹配濾波器代替接收濾波器用匹配濾波器代替接收濾波器221erfc22enAP因?yàn)殡p極性基帶系統(tǒng)的誤碼率0bNEerfc21MFeP碼率的雙極性基帶系統(tǒng)的誤則利用用匹配濾波器代替接收濾波器用匹配濾波器代替接收濾波器2b1010EE11MFerfc=erfc24N E22NeP則利用的單極性基帶系統(tǒng)的誤碼率221erfc28enAP因?yàn)閱螛O性基帶系統(tǒng)的誤碼率單極性基帶信號(hào)的誤碼分析單極性基帶信號(hào)的誤碼分析單極性與雙極性的比較單極性與雙極性的比較LPF解調(diào)與最佳接收的比較解調(diào)與最佳接收的比較以雙極性不歸零矩形脈沖的基帶信號(hào)為例來(lái)分析。以雙極性不歸零矩形脈沖的基