高级通信原理第5章数字信号频带传输

第5章数字信号的频带传输数字调制原理ASK、PSK、FSK、QAM调制和解调原理

功率谱密度和频带利用率在理想限带及AWGN条件下的最佳接收数字调制系统的最佳接收和误码率分析数字调制方式的比较带限信号和功限信号带宽和维度本章主要内容5.1数字调制原理5.1

.1ASK基带信号：带通信号的等效低通表示：结论：带通性数字调制信号的功率谱密度是将复包络的功率谱从零频搬移到载频上。OOK信号的功率谱

问题：如果基带信号为升余弦滤波器的冲激响应，则功率谱密度为多少？频带利用率为多少？或称为MPAM频带信号练习：练习：误码率分析？当信道带宽受限时，如果发送信号设计成带限且具有零ISI，则相对于无带宽限制的通信系统，不会造成误码率性能的损失。复习：2ASK2ASK信号的功率谱基带信号功率谱频带信号功率谱与基带信号功率谱的关系最佳接收机AWGN信道：匹配滤波器、相关器接收AWGN带限信道（类似于基带传输系统）5.1.2PSK5.1.3QAM

4pointsQAM假定先验等概，则平均发送功率（or能量？）8pointsQAMPav={6A26.83A26A24.73A2}Disthebest假定先验等概，则平均发送功率练习5.1.4FSK随着M的增大，MFSK信号功率谱的主瓣宽度随之增大，频带利用率随之减小。练习基带PAM信号总结：频带利用率(假定基带信号采用不归零矩形脉冲)ASK信号或频带PAMPSK、QAM信号FSK信号基带PAM信号频带利用率(假定基带信号采用滚降频谱的波形)ASK信号或频带PAMPSK、QAM信号5.2AWGN条件下的最佳接收及误码率分析1)信号的矢量表示2)AWGN下的最佳接收3)误码率分析复习:

AWGN条件下的最佳接收最佳接收机结构1、相关解调器

MF解调器2、最佳检测器如果所有信号具有相同的能量，相关度量可写成r·smM=2M=4误符号率例题：4PSK如何由误符号率得到误比特率？结论：4PSK的误比特率和2PSK相同。4PSK参见北邮教材200页例题数字调制系统的最佳接收机的误码分析M进制PAM的错误概率M进制PSK的错误概率M进制QAM的错误概率M进制FSK的错误概率总结：UseGraycoding,5.3数字调制方式的比较可靠性的比较根据要达到的错误概率比较所需的SNR；根据要达到的错误概率（比如10－5）比较所需的比特SNR（即Eb/No)。－＞所需的比特SNR越低，则系统的功率效率较高。有效性的比较频带利用率（或称为“带宽效率”）η=R/W(bit/s/Hz)结论：一个好的系统就是在给定的错误概率条件下，对给定的比特信噪比能提供最高η的系统；或是对给定的η要求最小比特信噪比的系统。带限信号：要求信息频带利用率较高；MASK、MPSK、MQAM；电话信道和数字微波信道。功限信号：同样的误码率，要求比特信噪比低；正交MFSK、双正交信号；深空通信信道。好的系统(给定的误码率)给定的比特信噪比，更高的频带利用率；给定的频带利用率，更低的比特信噪比；带宽和维度问题：N＝1,2,M时，带宽效率为多少？香农公式(功率有效性和带宽有效性)当r＝R/W趋于0时（带宽变为无穷大），可得到通信系统所需的比特信噪比的基本限制，即为－1.6dB的香农极限。上式给出了可靠通信可行的条件，该关系式对所有通信系统都成立。由式(1)可确定一条曲线理论上，在该曲线以下的任何点通信是可能的，在其以上的点通信是不可能的。式(1)调制原理、功率谱密度和频带利用率在理想限带及AWGN条件下的最佳接收在AWGN条件下的最佳接收误码率分析P