软件无线电 第五章(软件无线电基本算法).ppt

第五章 软件无线电中的信号处理算法 主讲人：李玉柏 ybli@uestc.edu.cn 本章主要内容 基于正交调制的调制算法 基于正交调制的解调算法 同步技术及相关算法 通信调制样式识别 § 5.1 软件无线电中的调制算法 5.1.1 信号调制通用模型 在当代通信中，通信信号的种类繁多，如果按照常规的方法，产生一种信号就要一种硬件电路，那么，要使一个通信机产生多种信号，其电路就会极其复杂，体积、重量都会很大。 软件无线电中，各种调制信号是以一个通用的数字信号处理平台为支撑，利用各种软件来产生的。 从理论上来说，各种信号都可以用正交调制的方法来实现，其表达式： 调制信号的信息都应该包括在I(t)和Q(t)内。另外，由于各种调制信号都在数字域实现的，因此，在数字域上实现时要对上式进行数字化。 5.1.2 模拟信号调制算法 1.调频（FM） 调频就是载波频率随调制信号成线性变化的一种调制方式。 令： 将s(t)的表达式展开，带入u(t)化简，可得： 可以看出： 2、调幅（AM） 调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。 从信号表达式中，我们很容易得出： 3、双边带信号（DSB） 双边带信号是由载波同调制信号直接相乘得到的，只有上、下边带分量，无载波分量。 要实现正交信号只需令： 4、单边带信号（SSB) SSB是滤除双边带信号的一个边带而得到的。 LSSB表达式： USSB表达式： 其中， 代表Hilbert变换。 对LSSB:  对USSB: 5.1.3 数字信号调制算法 1、振幅键控信号（2ASK） 一个二进制的振幅键控信号可以表示为一个单极性脉冲和一个正弦信号相乘。 其中，m(t)为单极性脉冲，可以表示为： ( g(t)是持续时间为T的矩形脉冲， an 是信号源给出的二进制符号） 要实现正交调制，只要令： I(t) = 0 Q(t) = m(t) 2、二进制频移键控信号（2FSK） 2FSK是符号0对应载波频率为w1，符号1对应载波频率为w2的以调波形。 3、二进制相移键控信号（2PSK） 2PSK方式是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的数字调制方式。 ( an取值为±1；发0时取1，发1时取-1） 4、DPSK调制： DPSK调制是利用前后相邻码元的相对载波相位去表示数字信息的一种表示方式。它与PSK的区别仅仅在于编码方式不同。 5、M进制数字频率调制（MFSK）：MFSK是FSK的直接推广！ 式中， △ωm (m = 0, 1, …, M-1) 是与an 相对应的载波角频率偏移 6、M进制数字振幅调制（MASK） 7、四进制数字相位调制（QPSK） 是受信息控制的相位参数，它有四种可能的取值。对QPSK而言： 8、正交振幅调制（QAM） QAM是一种多进制混合调幅调相的调制方式。通常用星座图可以直观的表示出来。 QAM信号的数学表达式为： 只要令： 就可以实现QAM信号了。 9、最小频移键控（MSK） 所谓MSK，就是调制指数最小（h=0.5)的连续相位的FSK。 式中T为码元宽度，an为±1， 是第n个码元的起始相位 只要把数据进行适当的编码，同样可以用调频的方法实现MSK信号的调制 10、GMSK信号 GMSK调制就是把输入数据经过高斯低通滤波器进行预调制滤波后，再进行MSK调制信号的数字调制方式。 这种信号具有恒复包络，功率谱集中，频谱较窄等特点。 § 5.2 软件无线电解调算法 5.2.1 信号解调通用模型 软件无线电几乎所有的功能都靠软件来实现，解调也不例外。从理论上说，正交解调法可以对所有的样式进行解调，所以，在软件无线电中，选取了数字正交解调法。 根据以上思想，我们可以构建一