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时间:2020-04-18
《卫星通信第4章信号传输.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、SignalTransmission信号传输主要内容n语音编码n调制n信道编码n自动重传机制(ARQ)n移动卫星通信中典型的差错控制系统4.1语音编码n语音编码的目的是将模拟的声音信号转换为数字信号,而所采用的码率尽可能低n也就是数字化时,语音信号的冗余度尽可能的低n语音编码的原则:1.话音质量尽可能的好2.编码复杂度尽可能的低3.编译码所带来的时延应该受限:<50ms4.在移动通信中,编码信号必须对背景噪声和传输过程中的其他噪声具有鲁棒性4.1语音编码n语音编码的基本过程带宽限制300-3400Hz采样(8000样值/
2、s)(模拟信号)A/D转换编码,去除冗余度,8bit/样值信号速率降低原始速率64kbits/s4.1.1编码话音质量nMOS标准4.1.1编码话音质量n应用中的要求n数字语音信号的典型速率:网络话音质量:16kb/s,32kb/s,64kb/s移动广播通信:2.4—13kb/s4.1.2语音编码体系概述4.1.2语音编码体系概述n脉冲编码调制PCM,64kb/s,4.3nADPCM(差分~),32kb/s,4.1nLPC(线性预测编码),2.4kb/s,2.5CELP(码激励~),低速率语音编码VSELP(矢量和激励~
3、)nIMBE(改进多频带激励),6.5kb/s,3.4宽带语音、视频编码4.2调制技术4.2.1移动卫星通信系统中的调制体系n由于多径衰落、多普勒频移、频飘、功率放大器和卫星发射机应答器的非线性,移动卫星通信系统的调制必须具有充分的鲁棒性;同样,高的带宽效率也是必需的。相位调制载波信号:s(t)=Acos(wtt+F())cco=AsF()tggcoswwt-FAsin()ttsincccosF=()tI同相分量,sinF=()tQ正交分量BPSK,二进制移相键控n发射载频的相位分别为0,180。nTs=Tb2æösin
4、()pfTL()fT=ç÷sn功率频谱密度:spfTèøsnf代表基带频率21n解调:r(t)=a(tt)cos,wca(t)coswwcct=a(tt)×+(1cos2)2QPSK,四相移键控n2个bit被合成为一个符号发送nT=2T,E=2Esbsbn功率谱密度:22æsin(ppfT)öæösin(2)fTsbL(f)2==TTç÷ç÷sbppfTfTèsbøèønQPSK是卫星传输中标准的调制方式,在码率相同的情况下,QPSK所需带宽是BPSK的一半O-QPSK与p/4-QPSK11100100CPFSK,连续相
5、位频移键控MSK,最小位移键控,GMSK,高斯滤波器MSKnCPFSK在相位的变化上呈线性特性—带宽效率高nCPFSK信号的幅度恒定—对接收器的非线性鲁棒性强nMSK是CPFSK的特殊情况MSKnGMSK功率谱密度实际的移动卫星通信系统采用的调制方式4.2.2调制信号的带宽要求n从功率谱密度分布来看,在无滤波器的情况下,调制信号的带宽是无限的n需要使用带通滤波器:减少码间干扰、提高带宽利用率n使用Nyquist滤波器:对采样时刻的信号无影响、相邻的符号之间在采样时刻无影响Nyquist滤波器nNyquist滤波器的频率响
6、应1+bìTffor0££
7、
8、s2TïsïTspT1-b11-+bbH(f)=PfGfR()()(f)=í{1+cos[(
9、ff
10、-)]}for
11、
12、<<2b2Ts22TTssï1+b0for
13、
14、f³ïî2Tsnb表示的是滤波器斜率的陡度带宽要求nR=1/T数字信号的比特速率,M表示调制的状态数,则bb带宽可以表示为:1+b(1)+bRB==bTMlogs2n对于2进制调制,M=2,四进制调制,M=4,我们有:T==TlogM1/RMlogsbb22E=EMlogsb2n带宽效率可以定义为:bitratelogMb/sh=
15、=2inbbandwidth1+bHz4.2.3高斯信道的比特误码率nBPSK调制:¥t22p==11erfcE//NerfcENerfc()x=òedtb22bs00pxnQPSK调制:p==11erfcE/NerfcEN/2b22bs00nMSK调制(用非连续FSK解调):p=1erfcEN/bb20nDPSK调制:p=1exp()-Ebb22N0n二进制FSK调制:p=-1exp(EN/2)bb204.2.3高斯信道的比特误码率4.2.4莱斯/瑞利衰落信道的误码率a(t)=m++x(t)yt()2n莱斯衰落:,E{
16、
17、at()
18、}1=m22c1/22n莱斯因子:c=,m=,s=22s1+c1+cn莱斯衰落的幅度概率密度函数:n瑞利衰落,n高斯信道,12n误码率的计算:对于BPSK调制,pbs(a)/=2erfcaEN0n当a趋近于0时,深度衰落,产生突发错误,因此,交织¥p=paf()()ada器是需要的。此时bò0ban瑞利衰
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