接收机的构成原理课件

数字通信(第九讲)接收机的构成原理(3)20131若发送信号频率为f1，则接收信号为：假设发送信号集为调制到互不交叠的载频f1,f2,f3,f4M阶正交调制信号误码率推导2在f1上接收信号的pdf函数可表示为

在其他频率上接收到的信号为3

利用非相干解调，由于只有一个频率发送信号，在接收的四个频率上选取幅度/能量最大者被判决为1，其余判决为0在f1,f2,f3,f4上接收信号的pdf函数(a)(b)(c)(d)4正确接收信号概率的求法：当发送信号为s1时，接受信号采样值r1大于所有噪声采样值由于信号之间相互独立，其概率密度函数可以表示为各项的乘积，其中每一项为5因此正确接收概率为上式对所有M-1个分项都成立，即：错误接收概率为：注意：f1发射信号时，接收信号错判为f2,f3,f4的概率是相等的，即这里不存在格林编码的问题。2.上式给出的是M元正交信号的误符号率，其误符号率与误比特率不存在k倍关系6误符号率与误比特率关系推导每个符号错成其他符号的概率为：（共有M-1个可能）每符号错n个比特的情况：平均每符号的错误比特数为：误比特率为（上式除以k）：7Orthogonalsignals8设ak及bk均为二进制符号，编码端有：差分编码误码率推导9设ak及bk均为复数相位符号，则有表示为相位关系，则有10差分编码(DPSK)的解调

接收信号相位与其前一个接收信号的相位相减

接收信号与其前一个符号相除设11DPSK信号解调框图12DPSK信号的误码率不失一般性，假设

k-

k-1=0

与nk,nk-1具有同等量级。而,即两噪声的乘积远小于噪声本身因此化简后可得13这里讨论：DPSK的误码率求法与PSK相似DPSK的噪声为两个噪声的和，其能量是PSK信号的两倍由此得到相位:1415BPSK&4PSKhavethesameBER4phaseDPSKworsethan2phaseDPSK16几种调制方式比较1。星座图2。载波携带信息方式3。误码原因4。误码特性及误码率求法5。实际系统的问题17部分响应信号(Duobinarycoding,correlativecoding)设信息序列In(-1,+1),duobinary编码器表示为部分响应信号误码率推导18Example:PartialresponsesignalingIn:(1,-1)随即过程，均值为零E[InIm]=1，m=n；E[InIm]=0，m

n1920功率谱密度21信号In的脉冲波形

x(t)的托尾以1/t2

衰减，而sinc(x)以1/t

衰减!!2223检测可以为检测因为(对与信息数据bn=0,1,..)预编码避免了差错传播注意:如果In-1判决出错，In将出错，导致差错传播24有2526预编码:映射:Pm=0

Im=-1;Pm=1

Im=1

发送的信号：经推导得：部分响应信号判决方法的推导或写成Im=2Pm-127因为所以判决28优化双二进制信号:信号的谱在f=0为零2930部分响应信号的扩展(M阶PAM信号)预编码:

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部分响应信号的错误概率逐符号检测发送信号的分布Bm=0,2d,4d,…,2(M-1)d3233因为所以3435性能损失(/4)2

或2.1dB采用ML序列检测,2.1dB的损失可以补偿36关于软判决值硬判决：通过判决给出发送信号的确切值。存在问题：每次判决都有一定的概率发生错误，而硬判决没有给出发生错误的可能性。软判决：给出信号的硬判决值，同时给出该硬判决值的可信度。例：图中接收信号A的可靠度明显低于B。但进行硬判决以后其值均为+137软判决值的定义定义软判决值为可能的两个判决结果的对数似然比（LogLikelihoodRatio，orLLR），即其中p(r|si)为似然函数38以BPSK为例推导软判决值设发射信号为+1、-1，则不考虑系数部分的影响，可以得到接收信号r

的实际值即为软判决值。39软判决讨论：软判决值的正负号表示发射信号为+1或-1；软判决值的绝对值大小表示判决可信度的高低： 绝对值大→可信度高；绝对值小→可信度低；在序列检测中，绝对值大的软判决值对检测结果贡献大于绝对值小的软判决值。40多中继系统的误码率推导中继的作用：将传输过程中衰减的信号进行放大发射机中继器(信道)信号衰减41多中继系统的误码率推导中继的种类直接中继：将接收信号直接进行放大后传输出去再生中继：将接收信号解码、判决后，重新调制再发射出去42特性比较直接中继系统：将信号放大过程中也放大了噪声值，多个中继导致噪声信号的增加再生中继系统：解调和判决过程可以消除部分噪声的影响43例：设某系统需要进行100次中继器才能够将信号从甲地送到乙地，每个中继区间发端到收端的误码率为10-7。---对于再生中继系统，每一次中继增加一个比特错误，100次中继平均增加100个错误比特，因此得到BER为：根据BER-SNR曲线可知，等效于SNR下降了11dB，即：44

---对于直接中继系统，每一次中继为噪声的累加，即噪声增大了100倍：根据BER-SNR曲线可知，等效于SNR下降了29dB，即：要想使两个系统的最终BER相等，系统2比系统1需要多发射的功率为29.6dB-11dB=18.6dB(70多倍)。45仿真大作业按照下图产生通信系统，要求如下0,1数据要随机产生调制方式为64QAM插值倍数为8采用平方根升余弦低通滤波器，用三种方式实现方式一：采用每个符号调制一个成型滤波函数，然后将各个函数进行时域叠加的方法方式二：采用信号与低通滤波器响应函数卷积的方法方法三：采用MATLAB自带的平方根升余弦函数4664QAM基带仿真系统4764QAM调制低通滤波AWGN信号低通滤波0,1数据产生0,1数据判决64QAM解调8倍插值1/8倍采样图1图2图3图4图5图6图7图8+比较误码率BER图947仿真大作业要求按照框图完成每个模块的功能，仿真报告内容包括原理表达式，原理框图仿真程序（带注释）仿真结果（图或者数据）图1-图4为仿真的时域样点图形图5中将加入AWGN信号前(图4)与加入后的波形画在同一张图上，用不同颜色区分，并标注图6中将图4(原信号)、图5(加入AWGN)、滤波后的图形（图6）画在同一张图上，用不同颜色区分，并标注图7为接收信号的pdf图图8中将发射的0,1信号(图1)与接收的0,1信号画在同一张图上，用不同颜色区分，并标注图9中将理论误码率与仿真误码率画在同一张图上并进行比较SNR（dB）为横