BPSK的误码率

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下图是一个BPSK系统,在[0,Tb]时间内,如果发送端要传“1”,就发送s1(t)=Acos(2*pi*fc*t);如果要传“0”,就发送s2(t)=-s1(t)http://s4/middle/72dcd189x9c85fa980103&690&690
接收端是一个相关器,其输出是接收信号r(t)与g(t)的相关值。g(t)是一个正弦脉冲,是cos(2*pi*fc*t)在[0,Tb]内的部分。g(t)的能量是Eg=Tb/2。
相关器的输出z由两部分构成:z=a+n,a是发送信号si(t)的贡献,n是白噪声的贡献。
n是零均值的高斯随机变量,其方差是N0/2*Eg=N0*Tb/4。
a与发送的是1还是0有关。假设发送s1(t),输出是s1(t)和g(t)=s1(t)/A的相关,s1(t)和s1(t)的相关是其能量,为A^2Tb/2,因此发送s1(t)时,a=A*Tb/2
a是随机变量,其随机性来自发送数据的随机性。在给定条件为“发送s1(t)”时,a就是给定的值。此时z=A*Tb/2+n是均值为A*Tb/2,方差为N0*Tb/4的高斯随机变量,它的概率密度函数为
http://s3/middle/72dcd189x9c8666d12da2&690
发送“1”或“0”对应的z都是高斯随机变量,只是均值不同,前者是正A*Tb/2,后者是负A*Tb/2。如果判决器是一个极性检测器件,判决规则就应该是正对应“1”,负对应“0”。 当然,如果已知发送数据“1”“0”的出现概率,极性检测未必最好。但如果1、0出现机会均等,那么从对称性方面来看,极性检测(即设置门限为0)是最合理的,因为一切都是对称的,最优解也应该是对称的。
发送s1条件下的判决错误概率就是发s1条件下,z为负值的概率,其值等于f1(z)在左半平面的面积,即在区间[-int,0]上的积分。也可以这样做:z为负值的概率就是A*Tb/2+n<0的概率,就是n<-A*Tb/2的概率,就是n>A*Tb/2
的概率,就是n/sqrt(s)>(A*Tb/2)/sqrt(s)的概率,其中s=N0*Tb/4是n的方差。
注意到对于标准正态高斯N(0,1),其大于x的概率是Q(x),因此发送s1时的判决错误概率就是:
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由于对称性,发送“0”(即发送s2)条件下的错误率也等于p1,这样,平均的错误率也等于p1