老師課件上冊

1、8.6隨參信道特性及對傳輸?shù)挠绊?1)隨參信道是指短波電離層反射，超短波流星余跡散射，超短波及微波對流層散射，短波電離層散射以及超短波超視距繞射等媒質(zhì)的調(diào)制信道。對傳輸?shù)挠绊?，傳輸媒質(zhì)主要，轉(zhuǎn)換器的影響是次要的，主要研究媒質(zhì)的共性及對信號傳輸?shù)挠绊?。隨參信道特性：對信號的衰減隨時(shí)間而變化傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間而變化多徑18.6隨參信道特性及對傳輸?shù)挠绊?3)R(t)的統(tǒng)計(jì)特性n Xc t ui (t ) cosi (t )X t 、X t 是i 1ncs平穩(wěn)過程X t ui (t ) sini (t )si 1R(t)是窄帶過程V(t)的一維分布服從瑞利分布， (t)的一維分布服從均勻分布,V )

2、Vexp2VV 0, 0瑞利型f (222f ( ) 1 2 , 2n足夠大8.6隨參信道特性及對傳輸?shù)挠绊?4)（1）平坦性：多徑相關(guān)性小，瑞利、頻率彌散。若有一徑很強(qiáng)，多徑接收后為:廣義瑞利（Rican）（2）頻率選擇性：某些頻率分量在不同路徑上的相位相同，矢量相加后該分量得到增強(qiáng)；某些頻率分量在不同路徑上的相位相反，相互抵消。因而導(dǎo)致接收信號不同頻率分量的幅度大小發(fā)生變化。這種現(xiàn)象類似于信號通過一個(gè)衰減具有選擇性的網(wǎng)絡(luò)，故稱頻率選擇性衰落38.6隨參信道特性及對傳輸?shù)挠绊?5)以兩條路徑且衰減恒定為例t0 固定時(shí)延 相對時(shí)延差V0f (t)V0 f ( t - t0 ) + V0 f (

3、 t - t0 -)V0cos( )2H () 2VH ( ) V e j t1 e j0002V0 j j j j t0 e V ee e2220 j fj t0 e V e2 cos2 3 252 1 20204當(dāng)一個(gè)傳輸波形頻譜約寬于1/ 時(shí)，波形將產(chǎn)生畸變延遲 t0+延遲t08.6隨參信道特性及對傳輸?shù)挠绊?6)是變化的，故傳輸特性零點(diǎn)、極點(diǎn)是變化的多徑的頻率選擇性同樣依賴于相對時(shí)延差，通常用最大多徑時(shí)延差 m 來表征1 mf 相關(guān)帶寬當(dāng)信號帶寬B f 時(shí)，R(t) 波形一定有畸變，產(chǎn)生頻率選擇性當(dāng)信號帶寬B 相干帶寬時(shí)延擴(kuò)散符號周期1.2.信號帶寬相干帶寬時(shí)延擴(kuò)散符號周期1.2.基于

4、擴(kuò)散快慢1.2.3.1.2.3.頻移大相干時(shí)間符號周期信道變化慢于基帶信號的變化98.7 分集接收（1）分集(diversity)。分集接收就是為了克服各種，提高系統(tǒng)性能而發(fā)展起來的移動(dòng)通信中的一項(xiàng)重要技術(shù)，基本思路是：將接收到的多徑信號分離成不相關(guān)的(獨(dú)立的)多路信號，然后將這些信號的能量按一定規(guī)則合并起來，使接收的有用信號能量最大對數(shù)字系統(tǒng)而言，使接收端的誤碼率最小對模擬系統(tǒng)而言，提高接收端的信噪比108.7 分集接收（2）分集方式時(shí)間分集：采用時(shí)間交織與信道編碼，在時(shí)間域內(nèi)提供信號的副本頻率分集：在不同的載波頻率上發(fā)送符號，在頻率域內(nèi)提供信號的副本空間分集：利用多副天線實(shí)現(xiàn)為獲得好的分集

5、效果，時(shí)間分集要求發(fā)送冗余信號的若干時(shí)隙之間相互獨(dú)立，頻率分集要求幾個(gè)載波頻率之間相互獨(dú)立，而空間分集為保證多個(gè)發(fā)送或多個(gè)接收信號之間的獨(dú)立性，要求各副天線之間的距離要足夠大(大于若干波長)空間分集技術(shù)是在不犧牲信號頻率帶寬和保證數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)獲得分集增益，得到了廣泛的應(yīng)用。常用的空間分集有接收分集、發(fā)送分集、極化分集和角度分集等。118.7 分集接收（4）信號合并方式Kk 1 r (t )r(t ) k k最佳選擇式合并：選擇信噪比最好的一路信號等增益合并：各支路信號以相同的增益直接相加最大比合并：各支路增益與本支路信噪比成正比12第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制的定義和分類幅度調(diào)制的原理及抗噪聲

6、性能角度調(diào)制的原理及抗噪聲性能各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較頻分復(fù)用(FDM)及應(yīng)用超外差噪聲系數(shù)13調(diào)制的定義和分類(1)調(diào)制目的：將原始電信號變換成頻帶適合信道傳輸?shù)男盘柗绞剑喊凑{(diào)制信號的變化規(guī)律去改變載波的某些參數(shù)作用：頻譜搬移，多路影響系統(tǒng)的傳輸有效性和可靠性調(diào)制信號：原始基帶信號模擬調(diào)制：調(diào)制信號取值連續(xù)數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號取值離散載波：攜帶調(diào)制信號的信號正弦波調(diào)制：正弦型信號作為載波脈沖調(diào)制：脈沖串作為載波正弦波模擬調(diào)制正弦波數(shù)字調(diào)制脈沖模擬調(diào)制 脈沖數(shù)字調(diào)制14調(diào)制的定義和分類(2)正弦波模擬調(diào)制調(diào)制信號：模擬信號 m ( t ) s t 0載波：連續(xù)正弦波已調(diào)信號t cos c t t

7、sA t 已調(diào)信號的瞬時(shí)幅度 t 已調(diào)信號的瞬時(shí)相位幅度調(diào)制：At 隨m t 成比例變化相位調(diào)制： t 隨m t 成比例變化 線性調(diào)制角度調(diào)制/非線性調(diào)制d t 隨m t 成比例變化頻率調(diào)制：dt154.2幅度調(diào)制幅度調(diào)制：正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號作線性變化的過程時(shí)域sm t Am t cos c t 0 ， m t 基帶調(diào)制信號A,c ,0 常數(shù)假定m t M 頻域A M e j 0 eS j 0Mmcc2A M 0 0 Mcc2線性調(diào)制16已調(diào)信號的頻譜是調(diào)制信號頻譜的線性搬移。幅度調(diào)制器的一般模型幅度調(diào)制器的一般模型m t ht H sm t cos c t sm t m t cos

8、c t h t 1 M M H S2 mcc雙邊帶調(diào)幅(DSB)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅(AM)單邊帶調(diào)幅(SSB) 殘留邊帶調(diào)幅(VSB)載波A規(guī)一化17m t , h t 不同h t 4.2.1 雙邊帶(DSB-sc-AM)SDSB (t) f (t) cos(wct c )信號表達(dá)式調(diào)制：SDSB (t)f (t)cos(wct )184.2.1 雙邊帶(DSB-sc-AM)(2)已調(diào)信號的包絡(luò)與m(t)不同反相點(diǎn)：當(dāng)載波與m(t)同時(shí)改變符號時(shí)出現(xiàn)(不影響性能)sm(t)例. m t cos t s c 4t Tt19反相點(diǎn)反相點(diǎn)提取 包絡(luò)4.2.1DSB-sc-AM(3)m t 無直流分量h t 理

9、想帶通濾波器雙邊帶(DSB)信號1 M t m t cos t M sS2 c20DSBcDSBc4.2.1 DSB信號的頻譜特點(diǎn)DSB信號的頻譜特點(diǎn)無載波分量，信號頻譜搬移至 c處.已調(diào)信號帶寬擴(kuò)展為調(diào)制信號帶寬的2倍：H 2H .雙邊帶頻譜上邊帶 c , c H或 c H , c .下邊帶 c H , c 或 c , c H.Sm ( )M ( )2AAc Hc Hccc Hc HHH0021上下邊帶分別包含調(diào)制信號的全部信息.4.2.1 DSB相干解調(diào)DSB信號的解調(diào)相干解調(diào)mo t t sDSB t mcos c t t cos c t m t cos c t cos c t m t

10、s DSB 1 m t 1 m t cos 2 t c22 1 M1 M 2 M 2 M4 cc2m t 1 m t o2載波提?。喊l(fā)端加小功率導(dǎo)頻t t m t ss DSBc22LPF4.2.1 DSB功率譜密度 T2 R t, t 1TE s t s t dtT0c1Tt dttmt cos t cos A E m2cccT0 11 cos cos 2 t dtT 2 A2 RcmcccT012A2 R cos cmc2A f f P PPc42ymcmcAf P ff Pc4Pymcc234.2.2 常規(guī)調(diào)幅 (AM)確知零均值時(shí)域表達(dá)式直流調(diào)制信號隨機(jī)SAM (t) m0m(t) c

11、os(w t )cc調(diào)制m (t)S(t)AMf (t)m0cos(wc t)244.2.2 調(diào)幅指數(shù)m(t )調(diào)制信號調(diào)幅信號(t) m 1 m(t) cos(w t) m 1 m(t) cos(w t)SAM0c0cm0 m01 AMmn (t) cos(wct)調(diào)幅指數(shù) 1max 無失真包絡(luò)檢波條件：AMAMm0m(t ) 1定義：m(t )m (t ) m(t )nAMm(t )max25maxm (t )與書中符號體系的關(guān)系SAM (t) m01 AMmn (t) cos(wct) Ac 1 mn (t) cos(wct)信號形式AM調(diào)幅指數(shù)AM1過調(diào)制264.2.2 頻域分析變換)

12、 FourierFf(t(w)wFoturier( ww( w)wcos)ccc頻域表達(dá)式w() 1S F() w *(C)wAM2) 1 F( wA ( ww)w0cc2) 1 F(wA ( ww)w0cc2信號分量直流分量274.2.2過調(diào)制調(diào)幅系數(shù) 1max m 0AM t t s AM s AM m t m0m 0m t m 0 m t m 0 maxmax包絡(luò)若1過調(diào)制AM 28m t 已調(diào)信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成比例變化.4.2.2 AM信號的解調(diào)AM信號的解調(diào)相干解調(diào)mo t t t msAMcos c t t cos c t m 0 m t cos c t cos c t m t

13、 s AM 1 m m t 1 cos 2 t 2 0cm t 1 m1 m t m t 2 o02非相干解調(diào)包絡(luò)檢波整流+低通濾波前提：不過調(diào)29去直流LPF4.2.2 AM信號的功率AM信號的功率 t m 0 m t cos c t s AM cos 2 t t t m2s 2m tPAM AM0c1 m1 cos 2 t 2m t2 0c1 m2m t2 01 m 2 1 m 2 t 022載波功率邊帶功率304.2.2 調(diào)幅信號的功率分配功率組成m2 (t)m2 Pc Pf0 2PAM2調(diào)制效率：PfPf 2 AMAMP P2 2PAMcfAM最大：1/331AM的調(diào)制效率定義：攜帶信

14、息的已調(diào)信號功率與總已調(diào)信號的功率載波不攜帶信息 mt 2t c o s E ct 2 sE0 / 20 RRmm0 /0 22A/22RR2ARmm0 2aaPmmnn0 1 1 22aRaPmmnn324.2.2 調(diào)幅信號的小結(jié)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)容易，適用于廣播通信。缺點(diǎn)：功率效率非常低，最大為1/3頻譜效率也不高，為信號最高頻率的2倍。334.2.3單邊帶(SSB)（1）單邊帶(SSB)信號m t 無直流分量h t LPF/HPF/BPFm t sm t cos c t USBLSB34h t 4.2.3單邊帶(SSB)（2）sgn c sgn c 1-c0-1 1 sgn sgn H

15、2 S DSB LSB cc H S LSBLSB 1 M M 1 sgn sgn 2 2 cccc sgn c M c M c sgn c M c M c sgn c M c M c M c sgn c M c1 m t cos t1 M M S4 cLSB cc2 1 M sgn M sgn 4 cccc1 m t sin t35c21c0-14.2.3單邊帶(SSB)（3）t 1 m t cos t 1 m t sin tsLSBcc22t 1 m t cos t 1 m t sin tsUSBcc22SSB信號的產(chǎn)生濾波法：頻域相移法：時(shí)域cos c tsSSB t +m t +/-s

16、in tcm t 2SSB信號的解調(diào)相干解調(diào)mo t m t sSSB t t cos c t m t s SSBcos c t 1 m t 1 m t cos 21 m t sin 2 tt cc4144mo t m t 364LPF 24.2.4 殘留邊帶(VSB)殘留邊帶(VSB)信號m t 無直流分量h t 殘留邊帶濾波器m t t sVSBHVSB cos tcS 1 M M H st m t cos t ht 2 sVSB VSBccVSBcm t t cos c tmo t t t msVSBM 1 S S cos t 2 VSBcVSBccM 1 M 2 M H 1 M M 2 H 4 4