数字带通传输系统精简学习教案

1、会计学1数字带通传输数字带通传输(chun sh)系统系统 精简精简第一页，共75页。2ns(t)是单极性的不归零码。是单极性的不归零码。n则相应的则相应的2ASK信号就是信号就是OOK信号。信号。 ttsteccos)(2ASKnsnnTtgats)()(P0P1an1,概率为概率为2SnsSnT1s(t)a g(t nT)Sa ( fT)(f)44第2页/共75页第二页，共75页。3 ttsteccos)(2ASK乘法器)(2teASK二进制不归零信号tccos)(tstccos)(ts)(2teASK开关电路第3页/共75页第三页，共75页。4 ttsteccos)(2ASK带通滤波器全

2、波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(2teASKabcd带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(2teASKtccos 2ccs ts ts t costcos2t22 s t2第4页/共75页第四页，共75页。5第5页/共75页第五页，共75页。6n知道了知道了Ps (f)即可确定即可确定P2ASK (f) 。 ttsteccos)(2ASK)()(41)(2ASKcscsffPffPfP第6页/共75页第六页，共75页。7得到得到msssssmffmfGPffGPPffP)()()1 ()()1 ()(220)()(nSaTmfGSS )()0()1 ()()1 (22

3、22fGPffGPPffPsss)()(41)(2ASKcscsffPffPfP221)()()1 ()()()(fGfGPPffPfPfPSvusmSSSSmffmfGPmfPGf)()()1 ()(221提示(tsh)：第7页/共75页第七页，共75页。8222ASKscscscc222scc11PP (ff )P (ff )f P(1 P) G(ff )G(ff )441f (1 P) G(0)(ff )(ff )4)()(SSTfSaTfGSTG)0(222)()(sin)()(sin16)(scscscscsASKTffTffTffTffTfP)()(161ccffff )()0()

4、1 ()()1 (2222fGPffGPPffPsss第8页/共75页第八页，共75页。9222)()(sin)()(sin16)(scscscscsASKTffTffTffTffTfP)()(161ccffff第9页/共75页第九页，共75页。10sASKfB22222)()(sin)()(sin16)(scscscscsASKTffTffTffTffTfP)()(161ccffff第10页/共75页第十页，共75页。11”时发送“”时发送“0),cos(A1),cos(A)(212FSKnnttte第11页/共75页第十一页，共75页。12第12页/共75页第十二页，共75页。13)cos

5、()()cos()()(212FSKnnsnnnsntnTtgatnTtgatePPan1, 0, 1概率为概率为PPan概率为概率为, 01, 1 ttsttste22112FSKcoscos)(第13页/共75页第十三页，共75页。14 ttsttste22112FSKcoscos)( nsnnTtgats)(1 nsnnTtgats)(2振荡器1f1反相器振荡器2f2选通开关选通开关相加器基带信号)(2teFSK第14页/共75页第十四页，共75页。15带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出包络检波器包络检波器12)(2teFSK定时脉冲第15页/共75页第十五页，共75页。16带通滤波器带

6、通滤波器抽样判决器输出低通滤波器低通滤波器12)(2teFSK定时脉冲相乘器相乘器t1cost2cos第16页/共75页第十六页，共75页。17限幅微分整流脉冲展宽输出低通)(2teFSKabcdef第17页/共75页第十七页，共75页。18信号频谱中的信号频谱中的fc分别替换为分别替换为f1和和f2，然后，然后代入上式，即可得到下式：代入上式，即可得到下式：ttsttsteFSK22112cos)(cos)()()()(41)()(41)(221122211ffPffPffPffPfPssssFSK第18页/共75页第十八页，共75页。19 )()0()1 ()()1 (2222fGPffG

7、PPffPsss2112112FSK)()(sin)()(sin16)(sssssTffTffTffTffTfP222222)()(sin)()(sin16sssssTffTffTffTffT)()()()(1612211ffffffff)()(41)()(41)(221122211ffPffPffPffPfPssssFSKssG(f)TSa( Tf),G(0)Ts222)()(sin)()(sin16)(scscscscsASKTffTffTffTffTfP)()(161ccffff第19页/共75页第十九页，共75页。20sfffB2122FSK第20页/共75页第二十页，共75页。21n

8、因此因此(ync)，上式可以改写为，上式可以改写为)cos(A)(2PSKnctte00,11nPP， 发送“ ”时, 概率为发送“ ”时,概率为PtPttecc1,cosA,cosA)(2PSK概率为概率为 1 0 0矢量图载波相位作为参考相位第21页/共75页第二十一页，共75页。22为二进制绝对相移方式。 ttsteccos)(2PSKnsnnTtgats)()(PPan1, 1, 1概率为概率为第22页/共75页第二十二页，共75页。23第23页/共75页第二十三页，共75页。24乘法器)(2tePSK双极性不归零tccos)(ts码型变换tccos)(ts)(2tePSK开关电路移相

9、01800第24页/共75页第二十四页，共75页。25带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(2tePSKtccosabcde第25页/共75页第二十五页，共75页。26为了解决上述问题，可以采用节中将要讨论的差分相移键控（DPSK）体制。第26页/共75页第二十六页，共75页。27n应当注意，这里的应当注意，这里的Ps(f)是双极性矩形脉是双极性矩形脉冲序列的功率谱。冲序列的功率谱。 ttsteccos)(2ASKPtPttecc1,cosA,cosA)(2PSK概率为概率为)()(41)(2cscsPSKffPffPfP第27页/共75页第二十七页，共75页。28 )()0()

10、21 ()()1 (42222fGPffGPPffPsss)()()0()21 (41)()()1 (222222PSKccsccsffffGPfffGffGPPfP)()(SSTfSaTfGSTG)0(222)()(sin)()(sin4)(scscscscsPSKTffTffTffTffTfP第28页/共75页第二十八页，共75页。29第29页/共75页第二十九页，共75页。3011,10, 0nnnn”表示数字信息“，”表示数字信息“ 0 0 0 00 0 0 0 0 02DPSK01 1 0 0 1 0 1 1或：信号相位二进制数字信息：n第30页/共75页第三十页，共75页。31 0

11、 0 0 00 0 0 0 0 02DPSK01 1 0 0 1 0 1 1或信号相位：二进制数字信息：第31页/共75页第三十一页，共75页。32参考相位参考相位/2/2(a) A方式 参考相位参考相位/2/2(b) B方式 11,10, 0nnnn”表示数字信息“，”表示数字信息“第32页/共75页第三十二页，共75页。33n波的相位遇到原数字信息波的相位遇到原数字信息“1”变化，遇变化，遇到到“0”则不变。则不变。anbn第33页/共75页第三十三页，共75页。34tccos)(ts)(2teDPSK开关电路移相01800码变换1nnnbab1nnnbbabnan第34页/共75页第三十

12、四页，共75页。35第35页/共75页第三十五页，共75页。36带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2tetccos码反变换器abcdef第36页/共75页第三十六页，共75页。37带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2te延迟Tsabcde第37页/共75页第三十七页，共75页。38第38页/共75页第三十八页，共75页。39sfB2B2PSKDPSK2第39页/共75页第三十九页，共75页。40性(可取其传输系数为K)；信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响，因而分析系统性能是在接收端进行的。第40页/共75页第四十页，

13、共75页。41带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP第41页/共75页第四十一页，共75页。42”时发送“”时发送“001)()(tutsTTtTttAtuScT其它00cos)(”时发送“”时发送“0)(1)()()(tntntutyiiii第42页/共75页第四十二页，共75页。43输出噪声。tTtttuSci其它00cosa)(”时发送“”时发送“0)(1)()()(tntntutyi第43页/共75页第四十三页，共75页。44ttnttntncsccsin)(cos)()(ttnttnttnttntaty

14、cscccscccsin)(cos)(sin)(cos)(cos)(”时发“”时发“0sin)(cos)(1sin)(cos)(ttnttnttnttnacscccscc ”符号发送“”符号发送“0),(1),()(tntnatxcc第44页/共75页第四十四页，共75页。45421rerfcPe0bPe) 1 ()0(ln22*PPaabn若发送若发送(f sn)“1”和和“0”的概率相等，则最佳判决门限为：的概率相等，则最佳判决门限为：b* = a / 22ASK信号采用相干解调（同步检测）时系统的误码率为：信号采用相干解调（同步检测）时系统的误码率为：式中222nar为解调器输入端的信噪

15、比。当r 1，即大信噪比时，上式可近似表示为41reerP第45页/共75页第四十五页，共75页。46n当发送当发送“0”符号时，包络检波器符号时，包络检波器的输出波形为的输出波形为”时发“”时发“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnttnttnatycscccscc)()()(22tntnatVsc)()()(22tntntVsc第46页/共75页第四十六页，共75页。47412rePe包 络41124rerPerfcer相干第47页/共75页第四十七页，共75页。48Hz016 . 926BRBW0192. 1n802Bn1261092. 1210128622nar

16、第48页/共75页第四十八页，共75页。4945 . 641066. 1261416. 311eerPr/e45 . 64105 . 72121eePre第49页/共75页第四十九页，共75页。50带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出t1cos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(1ty)(1txeP带通滤波器相乘器低通滤波器t2cos2)(2ty)(2tx12第50页/共75页第五十页，共75页。51”时发送“”时发送“0)(1)()(01tututsTTTtTttAtuST其它00cos)(11tTttAtuST其它00cos)(20第51页/共75页第五十一页，共75

17、页。52”时发送“”时发送“0)()(1)()()(01tntKutntKutyiTiTi ”时发送“”时发送“0),(cos1),(cos21tntatntatyiii第52页/共75页第五十二页，共75页。53上下两个带通滤波器的输出噪声窄带高斯噪声，其均值同为0，方差同为n2，只是中心频率不同(b tn)而已，即”时发送“”时发送“0)(1)(cos)(1111tntntaty”时发送“”时发送“0)(cos1)()(2222tntatnty第53页/共75页第五十三页，共75页。54221rerfcPe212rePer第54页/共75页第五十四页，共75页。55带通滤波器带通滤波器抽样

18、判决器输出包络检波器包络检波器12)(2teFSK定时脉冲2FSK信号(xnho)包络检波时系统的总误码率为：221reeP第55页/共75页第五十五页，共75页。56212rePe包 络2e11222rrPerfcer大信噪比r1相干第56页/共75页第五十六页，共75页。571200Hz300298015802122FSKsfffB600Hz22BsRfB第57页/共75页第五十七页，共75页。581644r482107 . 12121eePre5821039. 3e32121reerP第58页/共75页第五十八页，共75页。59n当然，当然，sT(t)代表代表2PSK信号时，上信号时，上

19、式中式中“1”及及“0”是原始数字信息是原始数字信息（绝对码）；当（绝对码）；当sT(t)代表代表2DPSK信信号时，上式中号时，上式中“1”及及“0” 是绝对是绝对码变换码变换(binhun)成相对码后的成相对码后的“1”及及“0”。”时发送“”时发送“0)()(1)()(101tutututsTTTTtTttAtuScT其它00cos)(1第59页/共75页第五十九页，共75页。60带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP”时发送“，”时发送“0sin)(cos)(1,sin)(cos)()(ttnttnatt

20、nttnatycscccscc”符号发送“”符号发送“0),(1),()(tnatnatxcc第60页/共75页第六十页，共75页。61) 1/0()0() 1/0() 1 (PPPPPererfc21reerP2121( )xerfc xex第61页/共75页第六十一页，共75页。62时的误码率公式来确定。于是，时的误码率公式来确定。于是，2DPSK信号采用极性比较信号采用极性比较-码反变换法的系统误码反变换法的系统误码率，只需在码率，只需在2PSK信号相干解调误码率信号相干解调误码率公式基础上再考虑码反变换器对误码率公式基础上再考虑码反变换器对误码率的影响即可。的影响即可。带通滤波器相乘器

21、低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2tetccos码反变换器abcdef第62页/共75页第六十二页，共75页。63eP码反变换器eP相对码绝对码 nb na 1001010110111001101nnab 1001011011100101nnab nnb10101011 10a1 1 1111001 0101110101nnab（无误码时） （1个错码时） （连续2个错码时） （连续n个错码时） 第63页/共75页第六十三页，共75页。64 22(1)(1)(1)eeeeeePPPPPPP正确2222211 (1)1 12222(1) eeeeeeeeeePPPPPPPPPPP正确第64页/共75页第六十四页，共75页。65eeePPP)1 (2第65页/共75页第六十五页，共75页。66可近似为rerfcPe21eeePPP)1 (22112(1)21221111 111 22211()2eeePPPerfcrerfcrerfrerfrerfrerfrerfreePP2eeePPP)1 (2