数字无线电技术基础讲稿

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1、第一讲无线电系统与结构一、典型的无线电应用系统1．无线电广播、电视、电报系统2．无线电对讲、差转系统3．无线电移动通信系统4．无线电导航系统（航海、航空、航天）5．无线电探测系统（雷达：单/多基、陆/海/空/天基）二、无线电应用系统1．单工无线电接收机的设计案例1：中波调幅收音机的设计参数：射频频率：800kHz；信号带宽：10kHz；调制方式：AM。NF−1NF−1NF−1(1)直放式23nNF=NF++++1GGGGGG11212n−1选频射频AM音频滤波放大检波放大优点：结构简单，动态范围小；缺点：选频效果差，灵敏度低。(信

2、号带宽一定的情况下，信号中心频率越高，要求选频滤波器的Q值越高。)(2)超外差式800kHz选频混滤AGCAM音频滤波频波放大检波放大1265kHz本振优点：选频效果好，灵敏度高，动态范围大；缺点：结构复杂，有镜频干扰（镜频抑制比）。2．双工无线电收发机的设计案例2：短波双向无线数传电台的设计发射参数：发射频率：210～230MHz可调；数据码率：19.2kbps；信道带宽：100kHz；调制方式：2DPSK。接收参数：接收频率：240～260MHz可调；数据码率：19.2kbps；信道带宽：100kHz；调制方式：2DPSK。170

3、MHz/210~230MHz/同步、纠错50kHz100kHz20MHz信道发送PSK晶体混滤功双编码滤波调制滤波频波放工至接收机载波本振数据19.2kbps70MHz140~160MHz输入(a)发射端结构1电视伴音6.5MHz/300MHz/210~230MHz/50kHz100kHz1MHz20MHz信道发送PSK滤混滤混滤功编码滤波调制波频波频波放陶瓷晶体载波本振1本振2数据19.2kbps6.5MHz293.5MHz510~530MHz输入(b)发射端结构2基本概念：信源数字化→无线数字通信信道数字化→数字无线电信道软件化→

4、软件无线电2第二讲正交调制/解调与数字接收机一、实信号复解析与正交调制解调1．窄带信号的复解析窄带信号的表示x(t)=a(t)cos[ωt+φ(t)]0其正交分量为H[x(t)]=a(t)sin[ωt+φ(t)]0H[]为Hilbert变换。两个相互正交的分量可表示为复解析式zt()=ate()jtt[ωφ0+()]=ate()jtφ()⋅=⋅ejtω00zte()jtωBZB(t)为基带调制信号ztzte()=⋅=⋅⋅⋅()−−jtω0ate()jtφ()eejtωω00jtB=at()cos[()]j()sin[()]φφt+at

5、t=ztzt()j+()BIBQ其中，zBI(t)就是I信号，zBQ(t)就是Q信号。因此，由已调信号x(t)获得基带信号zBI(t)、zBQ(t)后，其幅度、相位或频率的调制信息可通过运算获得：2222a(t)=Re[z(t)]+Im[z(t)]=x(t)+H[x(t)]−1Im[z(t)]−1H[x(t)]φ(t)=tan=tanRe[z(t)]x(t)dtφ()Hxtxt′′[()]()−xtHxt()[()]ω()t==22dtxt()+Hxt[()]-1其中，式(1.22)中tan为四象限反正切。通过信号的复解析，很容易获得

6、信号的基带调制信息，因此这一过程也称为正交解调或正交分解，其相反的过程称为正交调制。正交分解的目的：获得基带I、Q分量。正交分解的好处：同时获得基带的幅度调制信息和角度调制信息。32．正交解调的电路实现借用复解析式去除载波的思想，采用两个通道获得基带信号的I、Q分量。cosωotzBI(t)LPFx(t)LPFzBQ(t)-sinωotxt()cos⋅=ωtat()cos[ωφt+⋅()]costωt00011=++at()cos[()]φtat()cos[2ωφt()]t022xt()(sin⋅−ωt)=at()cos[ωφt+()

7、](sint⋅−ωt)00011=−+at()sin[()]φtat()sin[2ωφt()]t022相应的正交调制电路为cosωotzBI(t)y(t)BPFzBQ(t)-sinωot3．幅相一致性对正交分解的影响二、数字接收机的设计案例：AM、FM通用接收机参数：射频频率：438MHz（业余频段）信号带宽：8MHz（音视频）1．零中频数字基带接收机4(1)系统结构与参数zBI(t)A/D6cos2π⋅438×10tx(t)RTfS=2fA同步DSPLNA=12MHzAGC90°6-sin2π⋅438×10tA/DzBQ(t)(2)

8、低通采样定理的应用A．信号带宽、抗混叠滤波器带宽与采样率确定1）通带、过渡带均不混叠2）通带不混叠、过渡带混叠3）通带、过渡带均有混叠B．量化位数的选择N2量化位数：N量化电平：∆V＝2VFS/2量化噪声功率：Nq=∆V