通信原理数字带通传输系统电学习教案

1、会计学1通信原理数字通信原理数字(shz)带通传输系统电带通传输系统电第一页，共37页。21 0 1 1 0（相对码）n2PSK调制后的相位: (0) 0 0 0n变换规律：n绝对码元“1”使相对码元改变；n绝对码元“0”使相对码元不变。第1页/共37页第二页，共37页。3码变换器（双稳触发器）绝 对码相 对码s(t)载波移相e2DPSK(t)码变换第2页/共37页第三页，共37页。4b相 乘带通滤波低通滤波抽样判决d延迟Tsea本 地 载波提取相 乘带 通 滤波低 通 滤波抽 样 判决逆码变换第3页/共37页第四页，共37页。5脉冲展宽逆码变换器微分整流cbabc 1 1 1 0 0 1 1

2、 0 1（绝对码）a(0) 1 0 1 1 1 0 1 1 0（相对码）(a) 原理方框图(b) 波形图第4页/共37页第五页，共37页。6第5页/共37页第六页，共37页。7ttnttntnsc00sin)(cos)()( ”时。当发送“”时，当发送“01cos)(tntntatyc”时发送“”时发送“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnttnttnatycscccscc第6页/共37页第七页，共37页。8h*P(1/0)f0(x)f1(x)P(0/1)ba ”时当发送“”时当发送“0)(1)()(tntnatxcc2212/)(exp21)(nnaxxf2202/e

3、xp21)(nnxxf第7页/共37页第八页，共37页。9n当信噪比r1时，duexerfxu022)(2/21rerfcPe4/1reerP*)(*)(01bfbfbnaberfdxxfP2121211)(1/0bnberfdxxfP202121)(0/1nneberfaberfPPP214121410/1211/021第8页/共37页第九页，共37页。10”时发送“”时发送“0)()(1)()()(2222tntntntnatVscsc当发送(f sn)“1”时,V(t)的概率密度等于：当发送(f sn)“0”时,V(t)的概率密度等于：广义瑞利分布瑞利分布2222/2021)(naVnn

4、eaVIVVf222/20)(nVneVVf第9页/共37页第十页，共37页。11 dVeaVIVdVVfdVVfdVVfbVPPnaVnbnbb22222021010111/0上式第二项可用Q函数(hnsh)来表示，Q函数(hnsh)的定义为：dtettIQt2/022,令 =a/n ， = b/n ， t=V/n 式中，h0=b/n 归一化门限值 r =a2/2n2 信噪比dVeaVIVbaQnaVnbnnn2222202,0,21,11/0brQbaQPnn第10页/共37页第十一页，共37页。12 2/2/2/22/2220202222222222210/1bbbVbVnVbnbeee

5、VdedVeVdVVfbVPPnnnn 当P(0)=P(1)时，系统(xtng)总的误码率为：求最佳(zu ji)门限值：即两边取对数0/11/0210/1211/021PPPPPe*01bfbf222222/*22/*202*nnbnabnnebeabIb1*222/20naneabI222/20*naneabI2022*ln2nnabIar第11页/共37页第十二页，共37页。13222*2nnaba 最佳(zu ji)门限值归一化最佳(zu ji)门限值 最佳门限值归一化最佳门限值2*ab 2/2*0rabbnn2222*412nnaba22*nb2*0nbb第12页/共37页第十三页，

6、共37页。142*ab此时(c sh)， =a/n1 ， = b/n 1 2211,erfcQ221,1erfcQ则最小误码率Pe：当r1时,上式第一项趋于0 4/21reeP2/*2*021,1210/1211/021bnneebaQPPP2/*0rb 4/4/4/*2124121224121241rrnrneererfceaerfcebaerfcP第13页/共37页第十四页，共37页。15分别为：它们和本地载波相乘，并经过低通滤波后，得出和定 时 脉冲低通滤波低通滤波抽样判决输出带通滤波1带通滤波2输入相乘相乘cos1tcos2tx1(t)x2(t)y2(t)y1(t)ttnttntysc

7、22222sin)(cos)()(ttnttnatysc11111sin)(cos)()()()(11tnatxc)()(22tntxc第14页/共37页第十五页，共37页。16式中，P(1/0)和P(0/1)相等，故总误码率为：221rerfcPe)0()()(1/0212121ccccnnaPnnaPxxPP002/)(22121)()0(1/022rerfcdzedzzfzPPzazz222/nar第15页/共37页第十六页，共37页。17为图中右部阴影的面积等于：因此，总误码率等于：”时当发送“”时当发送“0)(1)()(tnatnatxcc本 地 载波提取带 通 滤波低 通 滤波相

8、乘抽 样 判决x(t)rerfcPe21)0/0(0/ 1”时发送“xPP)1/0(1/0”时发送“xPP02/)(21210/122rerfcdxePnaxn1 /00/ 11 /0210/ 121PPPPPe第16页/共37页第十七页，共37页。18本 地 载波提取相 乘带 通 滤波低 通 滤波抽 样 判决逆码变换第17页/共37页第十八页，共37页。19 1 1 1 0 0 1 1 0 1 (绝对码) (0) 1 0 1 1 1 0 1 1 0 (相对码) 1 1 0 0 1 1 1 0 1 (绝对码) (0) 1 0 0 0 1 0 1 1 0 (相对码) 1 1 0 1 0 1 1

9、0 1（绝对码） (0) 1 0 0 1 1 0 1 1 0（相对码） 1 1 0 0 0 1 1 0 0 (绝对码) (0) 1 0 0 0 0 1 0 0 0（相对码）(a) 无误码时(b) 有1个误码时(c) 有2个误码时(d) 有一串误码时第18页/共37页第十九页，共37页。20tnttntatxttnttntatxcQcIccQcIcsincos)(cos)(sin)(cos)(cos)(222111”时发“”时发“10aaa)()()(21txtxtyttnnatnanaccQIcIIsincos)(cos)(21221tnnttnnacQQccQI22112sinsincos)

10、()(21)(2121QQIInnnanatz”判为“”判为“1000zz)(0)()0()0/1 (212121RRPnnnanaPzPPQQII22122122212211)()()()2(QQIIQQIInnnnRnnnnaR第19页/共37页第二十页，共37页。2122214)4(210211222)(naRnneaRIRRf22242222)(nRneRRf102211)()()0/1 (dRdRRfRfPR0124224)4(21021122222212dRdReReaRIRRRnaRnnnn014442102122122212dReeaRIRnnRaRnnnRt1nartedte

11、ttIeP21)(21)0/1 (0202222reP21)1/0(reeP21第20页/共37页第二十一页，共37页。22-6 -3 0 3 6 9 12 15 18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第21页/共37页第二十二页，共37页。234/21reeP221rerfcPe2/21reeP221rerfcPereeP21)211 (rerfcrerfcPererfcPe21 相干2PSK 相干2DPSK 非相干2DPSK 相干2FSK 非相干2FSK 相干2ASK非

12、相干2ASK误码率公式键控方式第22页/共37页第二十三页，共37页。24第23页/共37页第二十四页，共37页。25(a) 基带多电平单极性不归零信号(b) MASK信号0010110101011110000t0t0101101010111100000101101010111100000t00000t01011010101111(c) 基带多电平双极性不归零信号(d) 抑制载波MASK信号第24页/共37页第二十五页，共37页。260t0101101010111100000t01011010101111000001010t10101011110000001t10101011110000第25

13、页/共37页第二十六页，共37页。27TTTTf3f1f2f4fc1ffc2fc3fc4P(f)fb8fb第26页/共37页第二十七页，共37页。28式中，由上式看出，M-PSK信号码元可以看作是两个正交的MASK信号码元之和。因此，其带宽和后者的带宽相同。)cos()(0kktAtstbtattskkkk000sincos)cos()(kkacoskkbsin第27页/共37页第二十八页，共37页。29相邻k之间仅差1比特。格雷码优点：误比特律小。abkA方式B方式0090225101803151127045010135序号序号12340 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

14、0 10 0 1 00 0 1 056780 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 1 00 1 1 19101112131415161 1 0 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 01 0 1 11 0 0 11 0 0 0 1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10111001045参 考 相位01001011参 考 相位 (a) A方式 (b)B方式 第28页/共37页第二十九页，共37页。30载波提取相乘低通抽判/2相乘低通抽判并/串A(t)s

15、(t)abcos0t-sin0t定时提取第29页/共37页第三十页，共37页。31ab k kA方式B方式0090135010451127031510180225第30页/共37页第三十一页，共37页。32当前输入的一对码元及要求的相对相移前一时刻经过码变换后的一对码元及所产生的相位当前时刻应当给出的变换后一对码元和相位ak bkkck-1 dk-1k-1ck dkk0 0900 00 11 11 09002701801 00 00 11 11809002700 10 0 00 11 11 09002701800 00 11 11 0900270 180 1 12700 00 11 11 09002701800 11 11 00 00270180901 01800 00 11 11 09002701801 11 00 00 1270180900QDPSK码变换(binhun)关系: 第31页/共37页第三十二页，共37页。33110-110-210-310-410-510-6Per (dB)2/121311rMerfcMPererfcPe21第32页/共37页第三十三页，共37页。3401110010