无线通信调制第二章.pptx

无线通信调制与编码;本课程主要内容;;第二章 线性调制原理;;§2.1 调制原理和分析工具 1. 调制的目的 将信号变换为适于信道传输的形式 （在无线通信中）频率变换 2. 基本方法 用待传信号以某种方式改变载波（如正弦） ; 依改变哪个（或哪几个）参数可得到不同的 调制类型;§2.1.1 复基带表示 1.基本概念 任何已调信号（实际上任何带通信号）均 可表示为复指数信号（表示载波）和复基 带信号的乘积 ★ 基带信号包含了已调信号中除载波外的所有 重要信息 ★ 给出了已调信号的简洁表示;2. BPSK ● 调制相位;● 已调信号建模为载波和基带信号的乘积;● 基于模型的实现;3. I/Q 调制器;★ 在此，BPSK 中单个基带信号被一对信号 （分别称作同相和正交基带信号）所取代， 已调信号为;★ 数学证明;§2.1.2 星座图 1. 基本概念;2. BPSK及QPSK的星座图;§2.1.3 已调信号的频谱 1. 已调信号频谱与复基带信号频谱的关系 ● 一般描述 频谱搬移关系：上边带 下边带 ★ 实基带信号： 频谱对称 上下边带镜像对称 ;★ 复基带信号 频谱并不一定镜像对称 上下边带也并非一定镜像对称 ;● 数学表述; ★ 复基带信号包含了已调信号所有重要的信 息。 ★ 已调信号的频谱，仅为基带谱简单搬移到载 波处的结果 ;2. 已调信号功率与复基带信号功率间的关系;§2.1.4 噪声的复基带表示 1. AWGN ● 平坦功率谱密度 单边功率谱密度 ● 高斯概率密度函数 ;2. 带限高斯白噪声 ● 带限平坦功率谱密度 单边功率谱密度 ;● 表示式;● 若 服从高斯分布 ★ 和 必独立也为高斯分布，且 方差相同;★ 、 特性;§2.1.5 脉冲叠加模型 1. 复基带信号模型 数据加权的时移脉冲叠加 表示第 i 个符号的值，一般为复数 ; 通常的形状 ▲ 时长为一个符号周期的矩形脉冲 图2－13 ▲ 对其进行低通滤波后的波形（可能导 致相邻??号波形间的交叠） 图2－14 ★ 该模型适用范围很宽，但并非对所有信号 均适用 ;2. 复基带信号的频谱;§2.2 线性和指数调制 1. 线性调制 适用于脉冲叠加模型的调制 ★ 已调信号和符号值间为线性关系 ★ 通过适当选择 可能的取值，线性调制可 产生所希望的任何幅度和相位组合，从而 ;任何幅度键控、相位键控以及两者任意的组 合均为线性调制 2. 指数调制 ● 定义 FSK 包含对相 位变化率的调制，即复基带 信号的相位 , 而幅度恒定（不失 一般性，令其为1）, 从而;2FSK;● 指数调制的复基带信号;★ 已调信号的幅度恒定不变，线性调制可 能是变化的;§2.3 数字传输基础 奈奎斯特滤波器 匹配滤波器 独立应用于基带信号 联合应用于无线系统 2.3.1 奈奎斯特滤波器 1. 基本概念 通信信号必须位于限定的带宽之内，这意 味着复基带信号的带宽也是受限的 限制信号带宽会引起信号在时域的扩展 ;● 例 经三阶勃脱瓦兹滤波，截止频率;★ 时域扩展是限制信号带宽的必然结果。通过 仔细选择滤波器，有可能消除 ISI ★ 要求滤波后的脉冲在除当前抽样时刻外的所 有其它抽样时刻均过零;2. 奈奎斯特时域准则;★ 残留对称性;4. 升余弦滤波器 ● 频域数学式 ;● 频谱图;● 信号带宽（频带信号）;2.3.2 匹配滤波器 1. 二进制基带接收机结构;2. 推导 （ 输入噪声为高斯白噪声）;由柯西－许瓦兹不等式;即 ;3. 时域形式;4. 最大输出信噪比;