各种二进制数字调制系统的比较

各种二进制数字调制系统的比较

摘要: 一、传输带宽和频带利用率在码元速率相同的情况下，2ASK、2PSK 和2DPSK 占据的频带比2FSK 窄，均为，而2FSK 的带宽为，因此如果信道带宽紧张就不应考虑使用2FSK 方式。频带利用率是数字传输系统的有效性指标...

一、传输带宽和频带利用率

在码元速率相同的情况下，2ASK、2PSK 和2DPSK 占据的频带比2FSK 窄，均为，而2FSK 的带宽为，因此如果信道带宽紧张就不应考虑使用2FSK 方式。

频带利用率是数字传输系统的有效性指标，它被定义为式中。传码率在数值上与相同；B 表示传输带宽，频带利用率越高，说明系统的有效性越

好，三种键控方式的频带利用率为

2ASK/2PSK 和2DPSK：当收、发基带滤波器合成响应为升余弦滚降特性时，对于相位离散的2FSK：可见2PSK 和2ASK 的频带利用率高，系统有效性好；相位离散的2FSK 的频带利用率比其他的低。故系统有效性

低。

二、误码率

二进制数字调制方式在不同接收情况下的误码率见表1。从表中可见，在每一对采用相干解调和非相干解调的键控系统中，相干解调方式略优于非相

干解调方式。它们基本上是和之间的关系，而且随着它们将趋于同一极限

值。另外，三种相干（或非相干）方式之间，在相同的误码率条件下，在信

噪比要求上2PSK 比2FSK 小3dB、2FSK 比2ASK 小3dB 。由此看来，在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK 最好，2FSK 次之，2ASK 最差。图1 是按表1 画出的误码率曲线。表1 二进制数字调制系统误码率公式

相干解调

非相干解调

相干解调

非相干解调

相干解调

2DPSK

相干解调

差分相干解调

图1 各种二进制数字调制系统的误码率曲线三、对信道特性变化的敏感性

在选择数字调制方式时，还应考虑判决门限对信道特性的敏感性，我们希望判决门限不随信道变化而变。在2FSK 系统中，判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决，不需要人为的设置判决门限。在2PSK 系统中，当发送符号概率相等时，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关，判决门限不随信道特性的变化而变化。2ASK 系统，判决器的最佳判决门限为[当P(1)=P(0)时]，它与接收机输入信号的幅度有关。当信道特性发生变化时，接收机输入信号的幅度将随着发生变化，从而导致判决门限也随之变化。这时，接收机不容易保持在最佳判决门限状态，从而导致误码率增大。因此，对信道特性变化的敏感性而言，2ASK 性能最差。

当信道存在严重的衰落时，由于在接收端难以得到与发送端同频同相的本地载波，通常采用非相干解调。但是，在远距离通信中，当发射机有着严格的功率限制时，则选择相干解调，因为在保证同样误码率的条件下，相干解调所需的信噪比比非相干解调小。

四、设备的复杂程度与成本

设备越复杂，成本越高。2ASK、2FSK 和2PSK 的发送设备的复杂程度不

相上下，所以主要取决于接收设备。总的来说，相干解调比非相干解调复杂，而在非相干解调中，复杂程度最高的是2DPSK，其次是2FSK和

2ASK。