《无线调制与编码》ppt课件

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1、第一章调制与编码概论调制和编码的作用图1-1通信系统的简略图图1-2无线系统中发射机的结构1第一章调制与编码概论编码器/调制器的功能2第一章调制与编码概论调制和编码的性能参数功率利用率带宽利用率“功率利用率”也称为“能量利用率”，它描述调制/编码技术对低功率数字信息的保真能力。功率利用率通常定义为：在保证一定错误概率（如10-6）的前提下，接收端所要求的每比特信号能量与噪声功率谱密度之比，即：“带宽利用率”描述的则是调制/编码策略在有限带宽内提供数据的能力。一般而言，增加数据率就意味着减小数字码元的脉冲宽度，即

2、增加信号的带宽。因此，数据率和带宽占有之间存在着一种矛盾关系。3第一章调制与编码概论其定义为在一给定的频谱带宽（1Hz）内的数据通过率。若为数据率（也称为比特率，单位：bit/s），是被调制信号所占据的带宽，则带宽利用率定义为：任何调制/编码策略可实现的“带宽利用率”存在一上限。根据Shannon信道编码定理可知，对于任意小的错误概率，最大可能的带宽利用率受到噪声的限制，其可用信道容量（单位：）表示为：式中：S/N为信号噪声功率比4第一章调制与编码概论和关系曲线5第一章调制与编码概论先进调制和编码策略的优势增加

3、容量（具有更高的数据传输速率或容纳更多用户）带宽效率增加（在无线移动系统中具有更低的频谱价格成本）功率需求降低：可降低发射机功率可降低所需的天线增益（比如，卫星系统中更小的截抛物面反射器尺寸）容忍更高的路径损耗增加对同频干扰的容忍度：在蜂窝系统中可降低频率再用距离，即总容量增加在CDMA系统中可更有效的克服小区内干扰增加对多径效应的克服6第二章　无线系统中的调制技术2.1概述2.2数字频率调制2.3数字相位调制2.4正交幅度调制2.5多载波调制和正交频分复用72.1概述1、调制的分类调制：把要传输的信号变换成适

4、合信道传输的信号。解调：接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号。根据可否采用“脉冲迭代模型”来描述：线性调制：符号值和已调信号之间存在一个简单的线性关系，且可采用“脉冲迭代模型”来描述；非线性调制（或指数调制）：符号值和已调信号之间不存在简单的线性关系，且不可采用“脉冲迭代模型”来描述；82.1概述下图给出了调制策略的简单分类图。92.1概述2、无线信道的特征频带受限干扰、噪声影响大存在多径效应系统干扰（蜂窝：同频干扰）3、无线系统对调制技术的要求频谱利用率要高（功率谱特性好）功率谱尽可能窄，即已调信号主瓣窄

5、同时旁瓣幅度要低，即带外辐射低误码性能好（较强抗噪声、干扰、衰落）线路复杂度适中易于解调（相干或非相干解调）101）线性调制技术从信号变换、放大到发射，都需要高度的线性，因此，功放设计难度大，成本高；但频谱利用率很高。例：QPSK、OQPSK、、QAM等；2）非线性调制技术它避开了线性要求，可使用高效的C类功放，降低了放大器的成本；也称为“恒定包络”或“连续相位”调制；例：MSK、GMSK等。2.1概述11第二章　调制解调2.1概述2.2数字频率调制2.3数字相位调制2.4正交幅度调制2.5多载波调制和正交频分

6、复用122.2数字频率调制2.2.1二进制频移键控2.2.2连续相位频移键控2.2.3最小相位频移键控2.2.4高斯滤波的最小频移键控2.2.5高斯滤波的频移键控132.2.1二进制移频键控在二进制频移键控（BFSK：binaryfrequencyshiftkeying）中，载波频率随两个可能的信息状态（与二进制数1和0对应）而变化，1对应于载波频率，0对应于载波频率。二进制频移键控已调信号的时域表达式为：（2-1）（2-2）142.2.1二进制移频键控设输入到调制器的比特流为，即则FSK已调信号在第n个比特区

7、间的时域表达式为：（2-3）即当输入为传号“+1”时，输出频率为f1的正弦波；当输入为空号“-1”时，输出频率为f2的正弦波；152.2.1二进制移频键控由式（2-1）可知，二进制频移键控已调信号可以看成是两个不同载频的振幅键控（ASK）已调信号之和，因此的频带宽度为两倍基带信号带宽与两载频之差之和，即：（2-5）式中，fs是基带信号的带宽图2-12FSK调制器162.2.1二进制移频键控相关系数定义为：(2-6)对于2FSK信号而言，当其相关系数为0时，和互为正交信号（其二者的相关系数为0），此时信号形式最佳

8、。172.2数字频率调制2.2.1二进制频移键控2.2.2连续相位频移键控2.2.3最小相位频移键控2.2.4高斯滤波的最小频移键控2.2.5高斯滤波的频移键控182.2.2连续相位频移键控（CP-FSK）已调波相位连续，使得信号在通过滤波器和限幅器时，可以减小带外辐射功率；且其相位连续使得当前出现的波形必然与其前面的波形保持记忆关系，从而检测时可利用几个码元来进行判决，这有利于改善检