通信原理相干解调系统的抗噪声性能

)
=0
pe
1 2
erfc
Eb 2n0
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：2PSK
s(t)
r(t)
Tb ( )dt 0
cocso2s2f1ftct
y
－
判决
ak'
e2FSK (t)
n(t)
Tb ( )dt 0
Vd
S0 (t) cos 2fct S1(t) cos 2fct
ccos 2 fc2tt
0 1 1X 1 0X 0 1 1 1 0 0 1 0X 1X 0X 0X 1X 1 0
0 1 1X 1 1 0 1 0X 1
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：2DPSK
yi (t)
2PSK相干解调
pe
pe'
码反变换器
输出
Pe 2P1 2P2 2Pn
Pn (1 Pe )Pen (1 Pe ) (1 Pe )2 Pen
Tb 0
S12
(t)dt
pe
1 2
erfc
Eb
1
4n0
1、0等概 不等能量
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：2ASK
1、0不等能
量 e2ASK (t) r(t)
Tb ( )dt 0
ak'
判决
Vd
s0 (t) 0
n(t) s1(t) cosct
s1(t) cosct
Vd
Eb (1 2
发送绝对码 发送相对码 (a) 无错：接收相对码
绝对码 (b) 错1：接收相对码
绝对码 (c) 错2：接收相对码
绝对码 (d) 错5：接收相对码
绝对码
0010110111
00011011010 0011011010
010110111 0 0 1 0X 0 1 1 0 1 0
0 1 1X 0X 1 0 1 1 1 0 0 1 0X 1X 1 1 0 1 0
2 Tb
cos 2fct
取样
e
判决器
d 位定时
1
图0 6.2.4 2AS0K信号的相干解1调器
t
t
(t)
门限值 b
c d
可以实现信号频 谱的反搬移！ e
t
t
t
1
0
1
1
0
2ASK相干解调器各点波形示意图
t
0
1
t
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：2FSK
s(t)
r(t)
Tb ( )dt 0
cos 2 f1t
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能
1001
s(t)
无论是哪一种调制，在某一个码元间隔内，
实际只有一种确定的波形输出
2PSK 2FSK 2 ASK
t
因此二进制调制信号实际上就是二元确知 信号，即频率及相位均精确已知的信号
t
我们可以利用二元确知信号相同的分析方 法和结论
t
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：二进制调制信号的 统一表示
数字通信原理
联合战术通信教研室 张伟明
理工大学通信工程学院
5 正弦载波数字调制
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
概述 二进制数字调制原理 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较 多进制数字调制系统
5.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能 5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能 5.3.3 其它解调系统
2PSK信号的相干解调
取样
f
判决器
e 位定时
1
0
1
1
0
0
1
结论
在信号能量相同的情况下，二进 pe2ASK 制调制信号采用相干解调方式时，
1 2
erfc
Eb 4n0
2PSK信号的抗噪声性能最好，
2FSK信号其次（差3dB），2ASK 信号最差（比2FSK差3dB）。
pe 2 FSK
1 2
erfc
)
n0
ln
pH0 p H1
=0
Vd
Eb 2
n0
ln
pH0 p H1
等概
Vd
Eb 2
pe
1 2
erfc
Eb 4n0
5.3.1 2ASK相干解调 各点波形示意图
wk.baidu.com
1
0
1
s(t )
s2 ASK (t ) a
a 接收信号 x(t) s2ASK (t) n(t)
b
Tb dt
0
c
(t)
y
－
判决
ak'
e2FSK (t)
n(t)
Tb ( )dt 0
Vd
s0 (t) cos 2 f1t s1(t) cos 2 f2t
cos 2 f2t
相干解调
一般选择两频率正交，即满足=0
最佳检测
Vd (n0 / 2)ln p(H0) / p(H1) 等概 Vd 0
pe
1 2
erfc
Eb (1 2n0
Pe 2(1 Pe )2 (Pe Pe2 L Pen L ) 2(1 Pe )2 Pe (1 Pe Pe2 L Pen L )
发送波形 接收波形
e(t) ss01((tt))
发送符号“1”时 发送符号“0”时
t 0,Tb
H0 : r(t) s0 (t) n(t) H1 : r(t) s1(t) n(t)
0 t Tb
接收机的目的 判断发送的到底是比特0还是比特1
接收机的基本结构 二元检测
接收机的基本结构（条件：n(t)为AWGN）
Eb 2n0
如果我们以“1”“0”码元内平均能
量相等来衡量的话，则2ASK与
2FSK性能相同，但均比2PSK信号
1
差3dB。
pe 2 PSK
2
erfc
Eb n0
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：2DPSK
yi (t)
2PSK相干解调
pe
Tb 码反变换器
pe'
输出
问题：当已知2PSK相干解调误码率Pe时，Pe’与Pe之间的关系如何？
Vd (n0 / 2)ln p(H0) / p(H1)
相干解调
等概
Vd 0
最佳检测
pe
1 2
erfc
Eb
(1 2n0
)
=1
1
pe
2
erfc
Eb n0
5.3.1 2PSK相干解调各点波形示意图
1
0
1
1
0
0
1
x(t) s2PSK (t) n(t)
c
Tb dt
0
d
a
b
(t) cos2 fct
s(t)
r(t)
n(t)
Tb ( )dt 0
－
s0 (t)
y
－
判决
ak'
＋
Tb ( )dt 0
s1 (t )
相关接收
Vd
一元检测
最佳检测
二元检测
5.3.1 相干解调系统的抗噪声性能：最佳接收机结构
s(t)
r(t)
n(t)
Tb ( )dt 0
s0 (t )
Tb ( )dt 0
s1 (t )
相关接收
y
ak'
－
判决
Vd
最佳检测
1、0等能量
Vd
n0 2
ln
p(H0 ) p(H1)
相关系数
Tb 0
s1
(t
)s0
(t)dt
Eb
1、0不等能 量
Vd
Eb (1 2
)
n0
ln
pH0 p H1
pe
1 2
erfc
Eb
(1 2n0
)
1、0等概 等能量
信号能量
Eb
Tb 0
S02 (t)dt