二進制數(shù)字調(diào)制包括2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK等方式。由于噪聲干擾的影響最終表現(xiàn)在接收時的誤碼性能上,所以系統(tǒng)抗噪聲性能可以用系統(tǒng)平均誤碼率來表征,即用平均誤碼率Pe對信噪比r的曲線來表示系統(tǒng)的抗噪聲性能。為了比較方便,幾種調(diào)制方式的誤碼率公式詳見下表1。
表1:幾種二進制數(shù)字調(diào)制方式的誤碼率公式
根據(jù)上表各式,Pe-r的曲線如下圖1所示。我們可以看到,在通常感興趣的Pe<10-4區(qū)域,PSK的抗噪聲性能最好,其次是DPSK系統(tǒng)。為了獲得與PSK系統(tǒng)相同的誤碼率,DPSK的信號功率要增加大約1dB。另外,在Pe<10-4的區(qū)域,FSK和ASK的相干解調(diào)系統(tǒng)性能相同,這兩種系統(tǒng)的非相干解調(diào)也具有相同的性能。其相干解調(diào)比非相干解調(diào)抗噪聲性能要稍好,在相同的誤碼率下,信號功率節(jié)約1dB左右。
圖1:幾種二進制數(shù)字調(diào)制方式的誤碼性能曲線
綜上所述,在抗高斯噪聲方面,PSK性能最好,DPSK次之,非相干FSK和ASK系統(tǒng)性能最差。
相干系統(tǒng)的性能優(yōu)于非相干系統(tǒng)。但是相干系統(tǒng)要求本地載波與發(fā)送信號之間保持同步,否則誤碼率會增加。因此,在高質(zhì)量的數(shù)字通信系統(tǒng)中多采用相干解調(diào),而對抗噪聲性能要求不高時,仍常常采用較為簡單的非相干解調(diào)。此外,PSK系統(tǒng)雖然優(yōu)于DPSK系統(tǒng),但可能會出現(xiàn)“反相工作”,故在實際工程中多采用DPSK系統(tǒng)。
從系統(tǒng)的頻帶利用率來看,在相同的誤碼率條件下,與FSK相比,PSK和ASK占據(jù)窄得多的信道寬度,即PSR和ASK更加有效。所以從抗噪性能和提高信道利用率角度來看,PSK是所有二進制鍵控方式中最優(yōu)的一種。
從傳輸速率與系統(tǒng)的誤碼率的關(guān)系來看,接收系統(tǒng)的誤碼率也將隨著系統(tǒng)帶寬的增加而增大,因為進入解調(diào)器輸入端的噪聲功率在增加。也就是說,同樣的調(diào)制解調(diào)方式下,較高數(shù)碼率的系統(tǒng)的誤碼率將大于較低數(shù)碼率的系統(tǒng)。
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