通信原理数字带通传输系统概要课件.pptx

1、1通信原理第第7章数字带通传输系统章数字带通传输系统 2l概述概述n数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号 的过程。的过程。n数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程 的数字传输系统。的数字传输系统。n数字调制技术有两种方法：数字调制技术有两种方法：u利用模拟调制的方法去实现数字式调制；利用模拟调制的方法去实现数字式调制；u通过开关键控载波，通常称为键控法。通过开关键控载波，通常称为键控法。u基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控控3n正弦形载波正弦形载波 ：n

2、 n3 3种基本的键控方法：种基本的键控方法：u振幅键控振幅键控ASK ASK u频移键控频移键控FSK FSK u相移键控相移键控PSK PSK )cos()(0tAtsTTT“1”“1”“0”“1”“1”“0”T4l7.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理n7.1.1 二进制振幅键控二进制振幅键控(2ASK）u基本原理基本原理 振幅键控振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控（键控（2ASK2ASK）。）。5p“通通-断键控断键控(OOK

3、)”信号表达式信号表达式 p波形波形”时发送“以概率，”时发送“以概率0P101Pt,Acos)(cOOKte101t0sT( )S t载波tt2ASK6nSnnTtgatb)()(二进制振幅键控信号可表示为二进制振幅键控信号可表示为tAnTtgacnSncos. )(tAccos1 1、2ASK2ASK信号的产生信号的产生 载波信号：载波信号： 数字基带信号：数字基带信号：tAtbtscASKcos).()(27 2ASK2ASK信号的波形随数字基带信号信号的波形随数字基带信号b(t)b(t)通通- -断断变化，所以又称为变化，所以又称为通断键控信号通断键控信号（OOKOOK信号信号）。）。

4、8 二进制振幅键控信号调制器原理框图二进制振幅键控信号调制器原理框图图图(a)(a)是采用模拟相乘的方法，是采用模拟相乘的方法， 图图(b)(b)是采用数字键控的方法。是采用数字键控的方法。乘法器乘法器coscosw wc ct te e2 2ASKASK( (t t ) )( (a a) )coscosw wc ct t开关电路开关电路b b( ( t t ) )e e2 2ASKASK( ( t t ) )( (b b) )b b( ( t t ) )9 二进制振幅键控信号解调器原理框图二进制振幅键控信号解调器原理框图 2 2、OOKOOK信号的解调信号的解调OOKOOK信号可采用包络检波

5、法和相干解调。信号可采用包络检波法和相干解调。带通带通滤波器滤波器全波全波整流器整流器低通低通滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器输出输出a ab bc cd d定时定时脉冲脉冲( (a a) )SookSook( (t t) )相乘器相乘器coswcoswc ct t( (b b) )带通带通滤波器滤波器低通低通滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器定时定时脉冲脉冲输出输出包络检波包络检波SookSook( (t t) )S S( (t t) )y y( (t t) )10 2ASK 2ASK信号相干解调过程的时间波形信号相干解调过程的时间波形tccos)(tsOOK)(ts)(ty113 3、OOK

6、OOK信号的功率谱信号的功率谱)()(4)(2cbcbsffPffPAfP 已调信号功率谱是基带信号功率谱已调信号功率谱是基带信号功率谱 被被线性搬移到载波频率线性搬移到载波频率 位置上。位置上。)( fPbcf 二进制振幅键控信号的带宽二进制振幅键控信号的带宽B B2ASK2ASK是基带信号是基带信号波形带宽的两倍。波形带宽的两倍。 12 2ASK 2ASK信号的功率谱密度示意图信号的功率谱密度示意图 13p结论：结论： 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分 组成。组成。 2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若信号的带宽是基带信号带宽的两倍，若 只

7、计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有只计谱的主瓣（第一个谱零点位置），则有即即2ASK信号的传输带宽是码元速率的两倍信号的传输带宽是码元速率的两倍。 BsASKRfB22214n7.1.2 二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK）u基本原理基本原理 p表达式：载波的频率随二进制基带信号在表达式：载波的频率随二进制基带信号在f1和和f2两个频率点间变化。故其表达式为两个频率点间变化。故其表达式为 ”时发送“”时发送“0),cos(A1),cos(A)(212FSKnnttte15 2FSK 2FSK信号用不同频率信号用不同频率f f1 1和和f f2 2的正弦信号分别表示的正弦信号分别表示二进

8、制二进制1 1和和0 0，波形如图所示。，波形如图所示。16 2FSK 2FSK信号的产生，可以采用信号的产生，可以采用模拟调频电路和模拟调频电路和数字键控数字键控的方法来实现。的方法来实现。 相位连续相位连续 相位不连续相位不连续 K Ke e0 0(t)(t) 模拟模拟 调频器调频器s(t)s(t) (a) (a)s(t)s(t) f f1 1载波载波。e e0 0(t)(t)开关电路开关电路(b)(b) f f2 2载波载波17 相位连续的相位连续的2FSK2FSK信号的波形信号的波形182 2、2FSK2FSK的解调的解调 2 2FSKFSK信号的解调有非相干解调和相干解调。信号的解调

9、有非相干解调和相干解调。原理是将原理是将2FSK2FSK信号分解为两路信号分解为两路2ASK2ASK信号，通过信号，通过对两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。对两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。包络检波法包络检波法 19 2FSK 2FSK包络检波法时间波形包络检波法时间波形 20相干解调相干解调21 3 3、2FSK2FSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 对相位不连续的对相位不连续的2FSK2FSK信号，可以看成由两个信号，可以看成由两个载波频率为载波频率为f1 f1和和f2 f2的的2ASK2ASK信号的叠加。因此，相位信号的叠加。因此，相位不连续的不连续的2FSK2FSK信号

10、的功率谱密度可以近似表示成两信号的功率谱密度可以近似表示成两个不同载波的个不同载波的2ASK2ASK信号功率谱密度的叠加。信号功率谱密度的叠加。 )()(41)(11112ffPffPfPssFSK)()(412222ffPffPss22 相位不连续相位不连续2FSK2FSK信号的功率谱示意图信号的功率谱示意图sFSKfffB212223结论：结论：p 相位不连续相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散信号的功率谱由连续谱和离散 谱组成。谱组成。p 连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，连续谱的形状随着两个载频之差的大小而变化，若若| f1 f2 | fs ，则出现双峰；，则出现双峰；

11、p 若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽，则其带宽近似为信号的带宽，则其带宽近似为sfffB2122FSK24n7.1.3 二进制相移键控（二进制相移键控（2PSK） u2PSK信号的表达式：信号的表达式：在在2PSK中，通常用初始相位中，通常用初始相位0和和 分别表示二进制分别表示二进制 “1”和和“0”。式中，式中， n表示第表示第n个符号的绝对相位：个符号的绝对相位：因此，上式可以改写为因此，上式可以改写为)cos(A)(2PSKnctte”时发送“”时发送“，1,00nPtPttecc1,cosA,cosA)(2PSK概率为概率

12、为25 二进制相位键控二进制相位键控(2PSK)(2PSK)通常是用两个频率相同通常是用两个频率相同但相位相差但相位相差 的载波信号来表示二进制数字的载波信号来表示二进制数字1 1和和0 0。 2PSK2PSK信号可表示为双极性信号可表示为双极性NRZNRZ信号和载波的乘积：信号和载波的乘积： tAtbtscPSKcos).()(2tAnTtgacnSncos. )(26u2PSK信号的调制器原理方框图信号的调制器原理方框图p模拟调制的方法模拟调制的方法 p键控法键控法 乘法器)(2tePSK双极性不归零tccos)(ts码型变换tccos)(ts)(2tePSK开关电路移相0180027u2

13、PSK信号的解调器原理方框图和波形图：信号的解调器原理方框图和波形图：带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(2tePSKtccosabcde283 3、 2PSK2PSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2PSK2PSK信号可表示为双极性信号可表示为双极性NRZNRZ基带信号与正弦基带信号与正弦载波相乘，因此载波相乘，因此2PSK2PSK信号的功率谱变化为信号的功率谱变化为 2PSK 2PSK信号功率谱带宽是基带信号带宽的信号功率谱带宽是基带信号带宽的两倍两倍。当当NRZNRZ的的1 1和和0 0出现概率相等时，则不存在离散谱。出现概率相等时，则不存在离散谱。)()(4)(2cb

14、cbsffPffPAfP29 “0”“0”和和“1”1”等概率时等概率时2PSK2PSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度30l采用采用2PSK2PSK解调存在的问题：解调存在的问题：l 第一，存在第一，存在 “倒倒”现象现象；l l 第二，信号波形长时间地为连续的正弦波形第二，信号波形长时间地为连续的正弦波形l时，会使接收端无法辨认码元的起止时刻。时，会使接收端无法辨认码元的起止时刻。 l 解决办法：解决办法：l 采用差分相移键控采用差分相移键控(DPSK)(DPSK)体制。体制。 31 波形图中，假设相干载波的基准相位与波形图中，假设相干载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位一致。

15、但是，由于在信号的调制载波的基准相位一致。但是，由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即好相反，即“1”变为变为“0”，“0”变为变为“1”，判决，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的方式的“倒倒”现象现象。这也是。这也是2PSK方

16、式在实际中方式在实际中很少采用的主要原因。很少采用的主要原因。327.1.4 7.1.4 差分移相键控差分移相键控 l1 1、差分移相键控的产生、差分移相键控的产生l 差分移相键控（差分移相键控（DPSKDPSK）采用前后相邻码元的载采用前后相邻码元的载l波相对相位变化来表示数字信息，先对基带信号进波相对相位变化来表示数字信息，先对基带信号进l行差分编码，再进行行差分编码，再进行BPSKBPSK调制。调制。33p假设假设为当前码元与前一码元的载波相位为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与差，定义数字信息与 之间的关系为之间的关系为于是可以将一组二进制数字信息与其对应于是可以将一组二进

17、制数字信息与其对应的的2DPSK信号的载波相位关系示例如下：信号的载波相位关系示例如下： ”表示数字信息“，”表示数字信息“10, 0( )( )0 0 0 00 0 0 0 0 02DPSK01 1 0 0 1 0 1 1或信号相位：二进制数字信息：34相应的相应的2DPSK信号的波形如下：信号的波形如下：由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相由此例可知，对于相同的基带信号，由于初始相位不同，位不同，2DPSK信号的相位可以不同。即信号的相位可以不同。即2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的相对相位才决定信息符号。的相对相位才决定

18、信息符号。35u2DPSK信号的产生方法信号的产生方法 先对二进制数字基带信号进行差分编码，然后先对二进制数字基带信号进行差分编码，然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。载波的相位遇到原数字信息相移键控信号。载波的相位遇到原数字信息“1”变变化，遇到化，遇到“0”则不变。则不变。36p2DPSK信号调制器原理方框图信号调制器原理方框图tccos)(ts)(2teDPSK开关电路移相01800码变换1nnnbab37u2DPSK信号的信号的相干解调相干解调原理：先对原理：先对2DPSK信号进行相干解调，恢复信号进行相干解调，恢复

19、出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是的相对码也可能是“1”和和“0”倒置，但经差分倒置，但经差分译译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。问题。 38带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2tetccos码反变换器abcdef39

20、u2DPSK信号的差分相干解调法信号的差分相干解调法 p用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔，然后与信号延时一个码元间隔，然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信滤波后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信息，故解调器中不需要码反变换器。息，故解调器中不需要码反变换器。p2DPSK系统是一种实用的数字调相系统，但其抗加系统是一种实用

21、的数字调相系统，但其抗加性白噪声性能比性白噪声性能比2PSK的要差。的要差。40带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2te延迟Tsabcde41u功率谱密度功率谱密度 2DPSK可以与可以与2PSK具有相同形式的表达式，具有相同形式的表达式，不同的是不同的是2PSK中的基带信号中的基带信号s(t)对应的是绝对码序对应的是绝对码序列；而列；而2DPSK中的基带信号中的基带信号s(t)对应的是码变换后对应的是码变换后的相对码序列。因此，的相对码序列。因此，2DPSK信号和信号和2PSK信号的信号的功率谱密度是完全一样的。信号带宽为功率谱密度是完全一样的。信号带宽为与与2AS

22、K的相同，也是码元速率的两倍。的相同，也是码元速率的两倍。sfB2B2PSKDPSK2427.2 7.2 噪声对二进制数字调制系统性能的影响噪声对二进制数字调制系统性能的影响 在数字通信系统中，信道的噪声会造成误码，衡在数字通信系统中，信道的噪声会造成误码，衡量系统抗噪声性能的重要指标是误码率。因此，量系统抗噪声性能的重要指标是误码率。因此， 分分析二进制数字调制系统的抗噪声性能，可得出误码率析二进制数字调制系统的抗噪声性能，可得出误码率与信噪比之间的数学关系。与信噪比之间的数学关系。 在数字调制系统中，假设信道特性是恒参信道，在数字调制系统中，假设信道特性是恒参信道，噪声为等效加性高斯白噪声

23、。噪声为等效加性高斯白噪声。 437.2.1 2ASK7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 2ASK2ASK信号可采用相干解调和包络检波进行解调。信号可采用相干解调和包络检波进行解调。下面将分别针对两种解调方法进行分析。下面将分别针对两种解调方法进行分析。 1 1、相干解调、相干解调 对对2ASK2ASK系统，相干解调法的分析模型如图所示。系统，相干解调法的分析模型如图所示。44发送发送“1”1”符号时的抽样值的概率密度函数符号时的抽样值的概率密度函数f f1 1(y)(y)为为2212)(exp21)(nnayyf发送发送“0”0”符号时的抽样值的概率密度函数符号时的抽样值的

24、概率密度函数f f0 0(y)(y)为为2202exp21)(nnyyf45 抽样值抽样值 的一维概率密度函数的一维概率密度函数46当当1 1和和0 0出现出现等概率等概率时，门限可以设置为时，门限可以设置为Vth =A/2Vth =A/2，l此时有最低的错误概率：此时有最低的错误概率：l其中其中 为信噪比。为信噪比。 221rerfcPe)2/(22nAr47 2 2、包络、包络解调法解调法 对对2ASK2ASK系统，包络解调法的分析模型如图所示。系统，包络解调法的分析模型如图所示。48 误码率误码率PePe等于图中阴影的面积，其大小将随判等于图中阴影的面积，其大小将随判决门限而变化。当判决

25、门限取两条曲线相交点决门限而变化。当判决门限取两条曲线相交点VthVth时，时，系统的误码率系统的误码率PePe最小。最小。49 当发送的当发送的1 1和和0 0等概时，且判决门限取等概时，且判决门限取Vth= A/2Vth= A/2时，时， 此时的误码率此时的误码率P Pe e 为最小：为最小： 其中其中 ，为解调器输入信噪比。，为解调器输入信噪比。421reeP)2/(22nAr50 例例 设某设某2ASK2ASK系统中码元传输速率为系统中码元传输速率为9600bit/s9600bit/s，发送发送“1”1”和和“0”0”的概率相等。已知接收端输入信的概率相等。已知接收端输入信号幅度号幅度

26、A=1mVA=1mV，高斯白噪声的双边功率谱密度，高斯白噪声的双边功率谱密度 。 试求试求: : (1) (1) 相干解调法解调时系统总的误码率；相干解调法解调时系统总的误码率； (2) (2) 包络检波法解调时系统总的误码率。包络检波法解调时系统总的误码率。 HzWn/104213051 解解 2ASK2ASK信号带宽为信号带宽为 B=2R B=2RB B=2=29600=19200 Hz9600=19200 Hz 输出噪声平均功率为输出噪声平均功率为 2 2n n=2 =2 B=2B=24 41010-13-1319200=1.53619200=1.5361010-8 -8WW信噪比为信噪

27、比为20n55.3210072. 310110536. 121012868622nar52 1 1、相干解调法解调时系统总的误码率为、相干解调法解调时系统总的误码率为51089. 2421rerfcpe 2 2、 包络检波法解调时系统总的误码率为包络检波法解调时系统总的误码率为 4-138. 84101.462121eepre53结论：结论： 在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。然而，包络检波法不需要相干载波，因相差不大。然而，包络检波法不需要相干载波，

28、因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。同步检测法无门限效应。547.2.2 2PSK7.2.2 2PSK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 2PSK2PSK信号的解调通常都是采用相干解调方式，信号的解调通常都是采用相干解调方式， 其性能分析模型如图所示。其性能分析模型如图所示。55 2PSK 2PSK信号采用相干解调方式与信号采用相干解调方式与2ASK2ASK信号采用信号采用相干解调方式分析方法类似。在发送相干解调方式分析方法类似。在发送“1”1”和发送和发送“0”0”概率相等时，最佳判决门限概率相等时，最佳判决门限V

29、th=0Vth=0。此时，。此时，2PSK2PSK系统的总误码率系统的总误码率PePe为为)2(2122AerfcPe)(21rerfc5657u 2DPSK信号相干解调系统性能信号相干解调系统性能 原理是：对原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相信号进行相干解调，恢复出相对码序列，再通过码反变换器变换为绝对码序列，对码序列，再通过码反变换器变换为绝对码序列，从而恢复出发送的二进制数字信息。于是，从而恢复出发送的二进制数字信息。于是，2DPSK信号采用极性比较信号采用极性比较-码反变换法的系统误码码反变换法的系统误码率，只需在率，只需在2PSK信号相干解调误码率公式基础上信号相干解调误

30、码率公式基础上再考虑码反变换器对误码率的影响即可。再考虑码反变换器对误码率的影响即可。带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出)(DPSK2tetccos码反变换器abcdef58 2DPSK信号采用相干解调加码反变换器信号采用相干解调加码反变换器方式时的系统误码率为方式时的系统误码率为当当Pe 1时，式时，式可近似为可近似为2)(121rerfPeeePP2eeePPP)1 (259u2DPSK信号差分相干解调系统性能信号差分相干解调系统性能p 带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(1ty)(txeP延迟Ts)(2ty2DPSK2

31、DPSK信号差分相干解调系统的总误码率为信号差分相干解调系统的总误码率为 reeP2160p例例7.2.3 假设采用假设采用2DPSK方式在微波线路上传送二方式在微波线路上传送二 进制数字信息。已知码元速率进制数字信息。已知码元速率RB = 106 B，信道中加，信道中加 性高斯白噪声的单边功率谱密度性高斯白噪声的单边功率谱密度n0 = 2 10-10 W/Hz。 今要求误码率不大于今要求误码率不大于10-4。试求。试求(1)采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率；号功率；(2)采用相干解调采用相干解调-码反变换时，接收机输入端所需码反变换时，接

32、收机输入端所需的信号功率。的信号功率。61p【解解】(1)接收端带通滤波器的带宽为接收端带通滤波器的带宽为 其输出的噪声功率为其输出的噪声功率为 所以，所以，2DPSK采用差分相干接收的误码率为采用差分相干接收的误码率为Hz01226BRB2106402 102 104 10Wnn B41021reeP求解可得求解可得又因为又因为所以，接收机输入端所需的信号功率为所以，接收机输入端所需的信号功率为25 . 8r222/narW104 . 310452. 852. 823422na62（2）对于相干解调）对于相干解调-码反变换的码反变换的2DPSK系统，系统，根据题意有根据题意有 ，即，即 即即

33、 查误差函数表，可得查误差函数表，可得 由由r = a2 / 2 n2，可得接收机输入端所需的信，可得接收机输入端所需的信号功率为号功率为 )(12rerfPPee410eP410)(1rerf9999. 0101)(4rerf56. 7rW1002. 310456. 756. 723422na637.2.3 2FSK 7.2.3 2FSK 系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 1 1、相干解调法、相干解调法 2FSK2FSK信号采用同步检测法性能分析模型如图所示。信号采用同步检测法性能分析模型如图所示。64221rerfc 当发送的当发送的1 1和和0 0等概时，误码率等概时，误码率P Pe e

34、 为：为：22421AerfcPe652 2、 包络检波法的系统性能包络检波法的系统性能 2FSK2FSK信号也可以采用包络检波法解调，性能分析信号也可以采用包络检波法解调，性能分析模型如图所示。模型如图所示。66 当发送的当发送的1 1和和0 0等概时，误码率等概时，误码率P Pe e 为：为：22421AeeP221re67p 例例7.2.2 采用采用2FSK方式在等效带宽为方式在等效带宽为2400Hz的的传输信道上传输二进制数字。传输信道上传输二进制数字。2FSK信号的频率分别信号的频率分别为为f1 = 980 Hz，f2 = 1580 Hz，码元速率，码元速率RB = 300 B。接收

35、端输入（即信道输出端）的信噪比为接收端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB。试求：。试求：（1）2FSK信号的带宽；信号的带宽；（2）包络检波法解调时系统的误码率；）包络检波法解调时系统的误码率；（3）同步检测法解调时系统的误码率。）同步检测法解调时系统的误码率。68p【解解】（1）根据式）根据式(7.1-22)，该，该2FSK信号的带宽为信号的带宽为 （2）由于误码率取决于带通滤波器输出端）由于误码率取决于带通滤波器输出端的信噪比。由于的信噪比。由于FSK接收系统中上、下支路带通接收系统中上、下支路带通滤波器的带宽近似为滤波器的带宽近似为1200Hz300298015802122FSKsff

36、fB600Hz22BsRfB69它仅是信道等效带宽（它仅是信道等效带宽（2400Hz）的）的1/4，故噪声功，故噪声功率也减小了率也减小了1/4，因而带通滤波器输出端的信噪比比，因而带通滤波器输出端的信噪比比输入信噪比提高了输入信噪比提高了4倍。又由于接收端输入信噪比倍。又由于接收端输入信噪比为为6dB，即，即4倍，故带通滤波器输出端的信噪比应为倍，故带通滤波器输出端的信噪比应为将此信噪比值代入误码率公式，可得包络检波法解将此信噪比值代入误码率公式，可得包络检波法解调时系统的误码率调时系统的误码率（3）同理可得同步检测法解调时系统的误码率）同理可得同步检测法解调时系统的误码率 1644r482

37、107 . 12121eePre5821039. 3e32121reerP70 误码率误码率PePe与信噪比与信噪比r r的关系曲线的关系曲线 840481216107106101102103104105Pe非相干DSK相干ASK非相干ASK差分相干DPSK相干DSK相干PSK 在相同的信噪比在相同的信噪比r r下，相干解调的下，相干解调的2PSK2PSK系统的误码率系统的误码率P Pe e最小。最小。71l7.3 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较n误码率2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调421rerfc421re221rerfc221re()rerf

38、c21()rerfcre2172n误码率曲线 在相同的信噪比在相同的信噪比r r下，相干解调的下，相干解调的2PSK2PSK系统的系统的误码率误码率P Pe e最小。最小。73n频带宽度u2ASK系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度u 2FSK系统的频带宽度sPSKASKTBB222sFSKTffB212274n对信道特性变化的敏感性对信道特性变化的敏感性u在在2FSK系统中，判决器是根据上下两个支路解调系统中，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，不需要人为地设置输出样值的大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。判决门限，因而对信道的变化不敏感。 u在在2PSK系统中，判决器的最佳判决门限为零，与系统中，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。因此，接收机总能接收机输入信号的幅度无关。因此，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。保持工作在最佳判决门限状态。 u对于对于2ASK系统，判决器的最佳判决门限与接收机系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。能最差。