北邮通信原理PPT第9讲.ppt

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1、第六章数字信号的频带传输发送低通调制发送带通信道接收带通解调接收低通取样判决噪声高频的余弦信号载波载波用数字基带信号去调制载波的某个参量1）振幅键控；2）相移键控；3）频移键控；4）正交幅度调制一、2ASK信号定义：用二进制基带数据信号调制或控制一个载波的幅度2ASK产生：一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘基带形成发送带通信道接收带通接收低通取样判决噪声2ASK信号的数学表示一般情况下调制信号是具有一定波形形状的二进制序列，即：二进制序列幅移键控信号的一般表达式为：产生e2ASK(t)信号的

2、两种方法：1）相乘器2）开关电路二进制序列幅移键控信号的解调与模拟双边带AM信号方法一样，分为相干解调和包络检波两种方法实现采用低通滤波器的相干解调在进行相干解调时，一般要求本地载波频率与发送载波频率同频2ASK信号的接收—相干解调本地载波是通过载波提取电路（窄带滤波器、锁相环、移相器）从y(t)中提取2ASK信号的接收—匹配滤波采用匹配滤波器的最佳接收因为：故匹配滤波器应与s1(t)匹配，则匹配滤波器的冲击响应为：令t0为Ts，且K=1对h(t)做傅氏变换即可得到匹配滤波器的传递函数先对s1(t

3、)做傅氏变换则系统的传递函数为：一般令载波周期为Ts，则上式可化简为：此即为匹配滤波器的传递函数匹配滤波器的冲激响应及匹配滤波输出冲激响应：匹配滤波输出：在t=Ts时刻ys(t)达到最大SNR达最大值。当发送s1(t)信号时，即“1”码，接收信号r(t)可表示为：则匹配滤波器的输出为：假设在t=Ts时，对y(t)进行采样，则抽样值为：令：则：则在发送s1(t)信号时，抽样值y的条件均值、方差、概率密度为：则在发送s2(t)=0信号时：匹配滤波器的错判概率：平均误比特率：当“0”、“1”码等概出现时

4、：在t=Ts时，y(t)抽样值为：2ASK信号的接收—包络检波对于上图，进入接收带通滤波器的信号应为e2ASK(t)+n(t)当噪声信号通过BPF后，变成一个窄带的高斯噪声，即窄带的平稳随机过程定义：令X(t)为平稳随机过程，其功率谱密度形状如图所示若，则称X(t)为窄带平稳随机过程窄带随机过程X(t)的双边功率谱密度窄带随机过程的表达式窄带随机过程可以用下式表示其中:称作X(t)的包络函数;称作X(t)的随机相位函数写成同向分量和正交分量的形式令：其中称作X(t)的同相分量;称作X(t)的正交分

5、量且有则根据窄带随机过程的概念，通过BPF后的噪声可表示为：而BPF接收到的信号为：则信号e2ASK(t)+n(t)通过BPF后的输出y(t)可表示为：则BPF的输出y(t)的包络为：当发送“1”码时：在某一时刻T时，V(t)的眼图睁开程度最大，则在T时刻对其进行采样，所得样值V的概率分布满足广义瑞利分布，也称莱斯分布，其概率密度函数：其中I0(x)为零阶修正贝塞尔函数，当x大于等于0时，I0(x)是单调升函数I0(0)=1当发送“0”码时：样值V的概率分布满足瑞利分布：则根据右侧概率密度曲线图以

6、及样值V的概率密度，即可求得误判概率那么误码率（“1”“0”等概）：最佳判决门限（“1”“0”等概）：定义用基带数字信号控制载波频率。当传送“1”码时送出一个频率f1，传送“0”码时送出另一个频率f22FSK信号的数学表示：二、2FSKe2FSK(t)可以看成是两个频率不同的e2ASK(t)信号的叠加2FSK的相干解调2FSK的非相干解调对于2FSK信号的解调与2ASK信号解调一样可以采用相干解调和包络检波两种方法，只是需要两套相干解调和包络检波电路此外，2FSK信号的解调还有鉴频法、过零检测法及

7、差分检波法采用匹配滤波器接收正交2FSK信号信号的正交性：有两个信号f(t)与g(t)，其内积为：若内积为零，则表示两个信号正交物理意义：信号的内积表示两个信号的相似程度，内积越大，相似程度越大；为0时表示正交上支路匹配滤波器的冲击响应为：上支路匹配滤波器的冲击响应为：接收系统的输入r(t)为（s1(t)与s2(t)正交）：上支路下支路那么当信号s1(t)+n(t)通过下支路时，下支路匹配滤波器的采样输出为：根据正交性原理，上式第一项为0，则此时的采样输出：同理，当信号s1(t)+n(t)通过下支

8、路时，上支路的采样输出为：即：s1(t)信号不会出现在下支路，s2(t)信号不会出现在上支路s1(t)s2(t)2FSK进入上支路的信号进入下支路的信号假设r(t)只有一个码元周期的信号进入接收系统，则：若上述情况相反，则：因此有判决公式：其中因y1与y2为高斯过程，则l也为高斯过程。我们可以将l看作是上下支路组成的等效系统的输出的抽样，那么确定最佳判决门限和平均误比特率的方法与用匹配滤波接收2ASK信号的方法相同定义：用数字基带信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以