数字调制系统性能比较

1、数字调制系统性能比较 现代通信原理数字调制系统性能比较 1.1 二进制数字调制系统的性能比较 表 5-2 数字调制系统误码率公式 以上公式是在下列条件下得到的。 (1) 二进制数字信号“1”和“0”是独立的且等概率出现的； (2) 信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，功率谱密度为n0(单边)； (3) 通过接收滤波器HR()后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为 ，则 (4) 由接收滤波器引起的码间串扰很小， 可以忽略不计；(5) 接收端产生的相干载波的相位误差为零。这样， 解调器输入端的功率信噪比定义为 其中，A为输入信号的振幅，为输入信号功率， 为输入噪声功率，则r就是输入功率信噪

2、比。 图 46 二进制调制的误码率曲线 总的来说，二进制数字传输系统的误码率与下列因素有关：信号形式(调制方式)、 噪声的统计特性、 解调及译码判决方式。 无论采用何种方式、何种检测方法，其共同点是输入信噪比增大时，系统的误码率就降低； 反之， 误码率增大。 由此可得出以下两点： (1) 对于同一调制方式不同检测方法，相干检测的抗噪声性能优于非相干检测。但是，随着信噪比r的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显， 误码率曲线越靠拢。另外，相干检测系统的设备比非相干的要复杂。 (2) 同一检测方法不同调制方式的比较，有以下几点： 相干检测时， 在相同误码率条件下，信噪比r的要求是：2PSK

3、比 2FSK小 3 dB, 2FSK比 2ASK小 3 dB。非相干检测时， 在相同误码率条件下，信噪比r的要求是：2DPSK比 2FSK小 3 dB, 2FSK比 2ASK小 3 dB。 2ASK要严格工作在最佳判决门限电平较为困难， 其抗振幅衰落的性能差。2FSK、2PSK、2DPSK最佳判决门限电平为 0， 容易设置，均有很强的抗振幅衰落性能。 2FSK的调制指数h通常大于 0.9，此时在相同传码率条件下，2FSK的传输带宽比 2PSK, 2DPSK, 2ASK宽, 即 2FSK的频带利用率最低。 1.2 多进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统的误码率是平均信噪比及进制数M的函

4、数。对移频、移相制就是r, 对移幅制是各电平等概率出现时的信号平均功率与噪声平均功率之比。M一定，增大时，Pe减小，反之增大；一定，M增大时，Pe增大。可见，随着进制数的增多，抗干扰性能降低。 (1) 对多电平振幅调制系统而言，在要求相同的误码率Pe的条件下，多电平振幅调制的电平数愈多，则需要信号的有效信噪比就越高；反之，有效信噪比就可能下降。 在M相同的情况下， 双极性相干检测的抗噪声性能最好， 单极性相干检测次之，单极性非相干检测性能最差。虽然MASK系统的抗噪声性能比 2ASK差，但其频带利用率高，是一种高效传输方式。 (2) 多频调制系统中相干检测和非相干检测时的误码率Pe均与信噪比及

5、进制数M有关。在一定的进制数M条件下，信噪比越大，误码率愈小；在一定的信噪比条件下，M值越大，误码率也愈大。MFSK与MASK、MPSK比较，随M增大，其误码率增大得不多，但其频带占用宽度将会增大，频带利用率降低。 另外，相干检测与非相干检测性能之间相比较，在M相同条件下，相干检测的抗噪声性能优于非相干检测。但是，随着M的增大，两者之间的差距将会有所减小，而且在同一M条件下， 随着信噪比的增加，两者性能将会趋于同一极限值。由于非相干检测易于实现，因此实际应用中非相干MFSK多于相干MFSK。 (3) 在多相调制系统中，M相同时，相干检测MPSK系统的抗噪声性能优于差分检测MDPSK系统。在相同误码率条件下，M值越大，差分移相比相干移相在信噪比上损失得越多，M很大时，这种损失达到约 3 dB。但是，由于MDSKP系统无反向工作(即相位模糊)问题，收端设备没有MPSK复杂，因而实际应用比MPSK多。多相制的频带利用率高，是一种高效传输方式。 (4) 多进制数字调制系统主要采用非相干检测的MFSK, MDPSK和MA