無(wú)線(xiàn)通信原理與應(yīng)用-第三章 數(shù)字調(diào)制解調(diào)ppt課件.ppt

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1、3.5非線(xiàn)性調(diào)制3.4非線(xiàn)性信道的線(xiàn)性調(diào)制方案3.3線(xiàn)性調(diào)制3.2數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)及分析工具3.1概述第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)3.6OFDM調(diào)制1.數(shù)字調(diào)制概念2.數(shù)字調(diào)制分類(lèi)3.解調(diào)4.數(shù)字調(diào)制性能指標(biāo)§3.1概述第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)1.數(shù)字調(diào)制概念數(shù)字調(diào)制是指用一類(lèi)信號(hào)m(t)去控制另一類(lèi)信號(hào)c(t)的過(guò)程。m(t):是原始數(shù)據(jù)信息（…d0，d1，d2…di…）的電信號(hào)的承載形式，其幅度的取值是離散且有限的，所以稱(chēng)為數(shù)字調(diào)制信號(hào)。c(t)稱(chēng)之為被調(diào)制信號(hào)，當(dāng)其為模擬載波時(shí)，如下式（3-1）第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)式中，Ac為載波的振幅、θ0為初相位、fc為載波頻率，其值遠(yuǎn)大于m(t)的最高頻率。

2、以上三個(gè)參量稱(chēng)為模擬載波信號(hào)的三要素。數(shù)字調(diào)制的具體過(guò)程是:以m(t)去控制c(t)的三個(gè)參量，形成幅度鍵控、相位鍵控、頻率鍵控。2021/9/1經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)稱(chēng)為已調(diào)信號(hào)S(t)。數(shù)字調(diào)制從頻域上講是將數(shù)字調(diào)制信號(hào)m(t)的頻譜m(ω)搬移到載頻fc的過(guò)程。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)數(shù)字調(diào)制是現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)，如果把調(diào)制放到通信協(xié)議系統(tǒng)中來(lái)認(rèn)識(shí)，它處于物理層，所以調(diào)制（包括解調(diào)）是通信整體概念體系中最重要的環(huán)節(jié)之一.數(shù)字調(diào)制的本質(zhì)是：頻譜搬移或轉(zhuǎn)換。2.數(shù)字調(diào)制分類(lèi)線(xiàn)性調(diào)制和指數(shù)調(diào)制（非線(xiàn)性調(diào)制）功率有效調(diào)制和帶寬有效調(diào)制2021/9/13.解調(diào)(1)概念通信的目的是要將調(diào)制信號(hào)無(wú)畸變地傳

3、送到目的地，從信號(hào)的角度來(lái)說(shuō)，這也就意味著在信源和信宿，調(diào)制信號(hào)必須是一致的，調(diào)制過(guò)程是將調(diào)制信號(hào)m(t)的頻譜m(ω)搬移或改變；那么在接收端就必須進(jìn)行相反的過(guò)程：假設(shè)在接收端接收到的信號(hào)為x(t)，則x(t)=k(t)S(t)?+n(t)（3-2）第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)2021/9/1k(t)和n(t)為干擾信號(hào)。那么這個(gè)相反的過(guò)程就是要將調(diào)制信號(hào)m(t)從x(t)還原出來(lái)，我們稱(chēng)之為解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程。從頻譜的角度來(lái)看，解調(diào)也是頻譜搬移或變換，即解調(diào)是已調(diào)波頻譜的逆搬移或逆變換的過(guò)程。在通信協(xié)議系統(tǒng)中，解調(diào)和調(diào)制是對(duì)等層，是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)2021/9

4、/1（3-2）中表明，已調(diào)信號(hào)S(t)受到了無(wú)線(xiàn)信道中噪聲的侵?jǐn)_和各種衰落的影響，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真和畸變，而解調(diào)過(guò)程要盡量減弱、克服這些作用的影響，以保證解調(diào)后的信號(hào)與發(fā)端的調(diào)制信號(hào)m(t)接近一致。所以無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的解調(diào)過(guò)程更復(fù)雜，在解調(diào)技術(shù)及解調(diào)器的設(shè)計(jì)方面，往往需要考慮更多的問(wèn)題。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)（2）分類(lèi)相干解調(diào)（coherentdemodulation）非相干解調(diào)（noncoherentdemodulation）2021/9/1(a)相干解調(diào)充分利用了原始載波信號(hào)的信息，包括相位和頻率，得到最佳或最大似然解調(diào)。但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尤其是在移動(dòng)的變參信道中，實(shí)現(xiàn)完全的同頻、

5、同相較為困難。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)(b)非相干解調(diào)沒(méi)有利用原始載波的絕對(duì)頻率或相位信息，因此不是最佳解調(diào)；然而由于不需要獲得相位和頻率同步信息，從而使解調(diào)器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了復(fù)雜性，在移動(dòng)通信中更多使用。2021/9/1非相干解調(diào)可分為差分相干檢測(cè)鑒頻包絡(luò)檢波等第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)4.數(shù)字調(diào)制性能指標(biāo)(1)有效性指標(biāo)（2）可靠性指標(biāo)（3）仙農(nóng)界(1)有效性指標(biāo)傳碼率R傳信率Rb帶寬W頻譜效率（頻帶利用率）2021/9/1(a)傳碼率R單位時(shí)間所傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，單位為B（Baud）。R=1/T（3-3）T為碼元間隔，單位為S(秒)。R是數(shù)字通信系統(tǒng)中的一個(gè)基本指標(biāo)。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)(

6、b)傳信率Rb單位時(shí)間傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，單位為bit/s（比特/每秒）。（3-4）2021/9/1M代表數(shù)字信號(hào)的進(jìn)制數(shù)或可取值數(shù)或電平數(shù)，k代表M進(jìn)制所含的比特?cái)?shù)，也表示一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間T內(nèi)有k個(gè)比特，將每比特的持續(xù)時(shí)間以Tb表示，則T=kTb。。Rb是數(shù)字通信系統(tǒng)中的常用指標(biāo)。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)(c)帶寬W帶寬是通信系統(tǒng)體現(xiàn)有效性最為基本的指標(biāo)，其量綱為Hz或rad/s。它表明了信號(hào)和通信系統(tǒng)對(duì)頻率資源的絕對(duì)占用和分配情況。帶寬分為:調(diào)制信號(hào)帶寬、已調(diào)波信號(hào)帶寬、系統(tǒng)帶寬。2021/9/1(d)頻譜效率（頻帶利用率）數(shù)字通信系統(tǒng)中，單一的傳碼率（或傳信率）或帶寬不能全面反映系統(tǒng)的有

7、效性，例如某系統(tǒng)的傳碼率雖然很高，但占用的頻帶卻也很高，其有效性并不高，因此將這兩類(lèi)指標(biāo)結(jié)合起來(lái)，對(duì)系統(tǒng)的有效性進(jìn)行綜合地分析，這個(gè)指標(biāo)就是頻譜效率或頻譜利用率。第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)定義兩種頻譜效率，即：（3-6）（3-5）單位為：B/Hz，單位為：bit/s.Hz。2021/9/1（2）可靠性指標(biāo)信噪比（SNR）數(shù)字通信系統(tǒng)中的信噪比Eb/N0誤碼率（誤符號(hào)率）Pe誤信率Pb(BER)基于Eb/N0與Pb的瀑布曲線(xiàn)第三章數(shù)字調(diào)制解調(diào)(a)信噪比（SNR:Signalt