第二十一讲 抗噪声性能

极性 变换器
bn
0相
振荡 器
门1
倒相器 π相 门 2
co s ωct (a)
输出 ＋
e(t)
an
时钟 脉冲
CP
输出 带通 滤波器
2DP SK信号
1 01 10 t t t
五、二进制数字调制系统的性能比较
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)
为P(1/0)，
2ASK系统的误码率为
Pe
1
r
e4
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比较2ASK信号非相干解调与相干解调: (1) 相干解调比非相干解调容易设置最佳判决门
限电平。 因为相干解调时最佳判决门限仅是信号 幅度的函数， 而非相干解调时最佳判决门限是信
(2) 最佳判决门限时，r一定，Pe相<Pe非，即 信噪比一定时，相干解调的误码率小于非相干解 调的误码率；Pe一定时，r相<r非，即系统误码率 一定时，相干解调比非相干解调对信号的信噪比 要求低。由此可见，相干解调 2ASK系统的抗噪
Pe

1 2
r
e4
式中r=A2/(2
2 n
)为输入信噪比。由此可见，包络解调2ASK系
统的误码率随输入信噪比r的增大，近似地按指数规律下降。
yi(t) 带 通 y(t) 滤波器
z(t) 低 通 x(t) 抽 样 s′ (t)
滤波器
判决器
cosωct
定时脉冲
2ASK信号的相干解调
相干解调时2ASK系统的误码率的计算是考虑经过带 通滤波器、乘法器以及低通滤波器以后，信号和噪声均已
(3) 通过接收滤波器HR(ω)后的噪声为窄带高斯噪声，其均 值为零，方差为 ，则

2 n

1
2

n0 2
HR () 2 d
(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

A
2


r


2
② 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
③ 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。
第二十一讲 抗噪声性能 分析
内容回顾
1、反向工作 2、带宽
第二十一讲 抗噪声性能分析
一、2ASK的抗噪声性能
yi(t) 带 通 y(t) 包 络 s(t) 低 通 v(t) 抽 样 s′ (t)
滤波器
检波器
滤波器
判决器
定时脉冲
2ASK信号的包络解调
采用包络检波的接收系统，通常是工作在大信噪比的 情况下， 这时可近似地得出系统误码率为
检出并输入抽样判决器， 无论是发送“1”还是“0”，判决 器输入信号与噪声的混合物，其瞬时值的概率密度都是正
态分布的，只是均值不同而已。当P(0)=P(1)=1/2 时，假
设判决门限电平为A/2, x>A/2判为“1”，x≤A/2判为“0”，
发“1”判为“0”的概率为P(0/1)， 发“0”判为“1”的概率
三、 2PSK的抗噪声性能
yi(t)
y1(t)
z(t)
cos ωct (a)
抽样 判决器
x(t)
输出 an′
定时 脉冲
101 1
an
t
1011
an
t
2P SK信号
t
2P SK信号
t
本地 载波
t
本地 载波
t
z(t)
t
z(t)
t
x(t)
t
x(t)
t
这时系统误码率为
四、 2DPSK的抗噪声性能
an
差分 编码器

2 n

A2
2
2 n
其中，A为输入信号的振幅，( A / 2 )2 为输入信号功率，

2 n
为输入噪声功率，则r就是输入功率信噪比。
二进制调制的误码率曲线
① 相干检测时， 在相同误码率条件下，信噪 比r的要求是：2PSK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
2

1
r
e2
2
比较相干解调与包络(非相干)解调：
(1)
(2) 在输入信号信噪比r一定时，相干解调的误 码率小于非相干解调的误码率；当系统的误码率 一定时，相干解调比非相干解调对输入信号的信 噪比要求低。所以相干解调 2FSK系统的抗噪声 性能优于非相干的包络检测。但当输入信号的信 噪比r
(3) 相干解调时，需要插入两个相干载波，因 此电路较为复杂， 但包络检测就无需相干载波， 因而电路较为简单。
(3) 相干解调需要插入相干载波，而非相干解调 不需要。可见，相干解调时设备要复杂一些，而 非相干解调时设备要简单一些。
二、2FSK的抗噪声性能
. 输入
带通滤波器 带通滤波器
包络检波器 抽样脉冲 包络检波器
包络检波法
输出 抽样判决器
输入 yi(t)
ω1 带通滤波器 y1(t)
乘法 器
z1(t) 低通滤波器
ω2 带通滤波器 y2(t)
cos ω1t 乘法 器
取样 脉冲 z2(t) 低通滤波器
cos ω2t
v1(t) 输出
取样判别器 s′(t)
v2(t)
2FSK信号相干检测方框图
系统的误码率为
Pe P(1) P(0 /1) P(0) P(1/ 0)

1
r
e 2 [P(1)

P(0)]