最新无线调制与编码--第四章概要课件PPT.ppt 78页

'无线调制与编码--第四章概要 §4.0引言●调制解调器合称modem●解调往往比调制复杂困难得多●基于软件无线电全数字化实现●多媒体业务对数字终端的数据吐率、BER及延时要求●调制技术线性非线性●解制技术相干和非相干同步《返回〈上页下页〉 §4.1modem结构1.一般结构此部分在现代系统中通常用DSP实现 2)GMSK调制器两种方法●幅度调制脉冲（AMP)分解法将GMSK信号分解为两种类似高斯波形的脉冲分别调制同相和正交载波后所得信号之和如图4－3●相位调制法直接产生所需相位轨迹如图4－4 图4.3用AMP分解法产生GMSK信号由两个信号脉冲序列（虚线）合成同相分量（实线）同相分量合成所得的近似信号（实线）与精确信号比较（虚线）（注x轴每个刻度对应两个单位，或一个符号周期 图4.4用直接相位法产生GMSK信号1高斯滤波2积分，频率转相位3由相位产生同相和正交分量 §4.3相干解调器1.相干解调器概念使用原始信号相位相干复制品，既同频又同相，进行工作●能充分利用接收信号中的信息，得到最佳或最大似然解调2.一般原理 ●框图★整个结构为匹配于已调信号的滤波器★I/Q解调器 ●信号波形 ●分析 §4.4非相干解调器1.基本概念●相干解调可获得绝对相位，而非相干不能，须采用别的手段来估计传输符号●仅由幅度信息来估计被传信息是不够的现代调制不采用幅移键控●非相干解调器使用两类信息：瞬时频率和相对相位●限幅鉴频器差分解调器均可用于各种调制恒包络调制常用限幅鉴频解调器 ●非相干解调属于次最优解调由于缺化乏绝对相位信息比相干解调差1dB以上●对信道损伤更强壮瑞利衰落本振相位噪声受无线通信亲睐 §4.4.1包络检波器1.二极管检波器●简单模拟电路●波形 2.理想包络检波器★本质上是一个I/Q解调器，而后取I/Q分量平方和的开方，即得所需包络★包络检波器的数字实现方式 3.BER性能●输出统计特性数据0，仅有噪声，输出幅度服从瑞利分布数据1，信号噪声均有，输出幅度服从莱斯分布其中为0阶修正的贝塞尔函数 ●最佳检测门限概率分布的交点，一般并不是在0和1电平的中点随着信噪比增加，趋于为方便，取该固定值●误比特率计算 数值上，第一项起主导作用，即《返回〈上页下页〉 ●BER曲线及与相干解调的比较图4.8非相干ASKBER(a)与相干解调(b)比较★非相干比相干恶化1～3dB★若根据实际信噪比选择最佳门限，非相干性能会好于上述结果 §4.4.2限幅鉴频解调器1.鉴频器1）特性输出电压正比于输入信号的瞬时频率2）电路图4.9模拟FM鉴频器两个调谐电路(一个调谐频率略高于载波,一个略低于载波）后跟一对包络检波器,输出为检出的幅度之差，在载波频率处输出为0。●模拟FM鉴频器 ●基于PLL的鉴频器图4.10用于FM鉴频器的锁相环PD相位监测器VCO输入电压正比于输入频率3)全数字实现●数学描述其中为接收信号的相位 ●数字实现图4.11限幅鉴频器的数字实现 2.基于限幅鉴频器的非相干解调1）频移键控数据可直接从解调信号中提取2）相移键控线性调制须在鉴频器后接积分器（在一个符号间隔内积分），这样得到的输出将正比于一个符号到下一个符号的相位变化 §4.4.3差分解调器1.原理用前一个符号作为当前符号的相位参考2.实现●DBPSK ●多于两个相位的DPSKI/Q解调器3.相对相移键控因解调器对相位差而非对绝对相位响应，故采用相移键控方案时，发端须进行相对相移键控★乘法器为复数乘法器，本码元复数一码元的复共扼相乘 4.DPSK的BER●数学推导设接受到的第k个符号（以复数形式表示）为其中为相对于本地振荡器的载波相位（未知）判决变量为 第一项为信号项，第二、三项为不相关的高斯噪声项，方差均为，第四项与第二、三项潜在相关，但在感音区兴趣的信噪比范围，其很小，可忽略●结论由上可看出，总噪声功率是相干解调时的2倍，所以预估其性能下降3dB5.DBPSKBER●表达式 ●曲线图4.13BER曲线(a)相干BPSK/QPSK(b)非相干DBPSK(c)非相干DQPSK(精确)(d)近似DQPSK★与ASK时一样，低BER时，非相干DPSK比相干BPSK恶化小于1dB，而非相干DQPSK比相干QPSK约2.3dB，十分接近近似值3dB 6.基于差分解调器的非相干解调1）频移键控●MSK相位变化以门限0对乘法器输出的虚部进行判决，即可直接得到判决数据 ●GMSK由于预滤波引入ISI，相位变化不再为，这将大大减小差分解调器输出图4.14GMSK眼图，时间带宽积0.3采用1比特延迟差分解调器采用2比特延迟差分解调器 ★ISI影响比相干解调时要严重得多，性能恶化可超过6dB★采用2比特差分解调可减小恶化量如图4－14(b)眼图展开变大，然而不再对称，所以最优判决门限不再为0，为解得原始数据需要较复则杂的解码器2）相对相移键控直接得到相位差 §4.4.4滤波-包络检测器1.FSK解调方法相干解调非相干解调限幅-鉴频差分滤波-包络检测2.滤波-包络检测器带通滤波器中心频率实现匹配滤波二进制有两个滤波器M进制有m个滤波器 3.解调过程分析传输信号匹配与“1”信号的滤波器对于“1”和“0”信号的输出 无噪声时 同样地，匹配与“0”信号的滤波器对于“0”和“1”信号的输出为性能最佳，应有 ★相干解调时，h仅需为0.5的整数倍滤波-包络非相干解调时，h需为非零整数使其不像别的FSK解调器应用那么广泛4.误码性能h为非零整数，所选包络检测器输出（如传1时为）服从赖斯分布，而没选检测器的输出服从瑞利分布 2.3.3π/4－DQPSK《返回〈上页下页〉1.问题的提出调制方式频谱效率相位最大跳变幅度解调旁瓣衰减速率QPSK高相干慢OQPSK高相干快 ●OQPSK尽管频谱得到了改善，但仍须用相干解调●希望寻找一种调制系统，既能改善QPSK频谱,2.π/4－DQPSK1）概念即相位跳变最大值小于，同时又能采用相干解调的相位编码规则●《返回〈上页下页〉 输入码组载波相位11-11-1-11-1的相位编码规则《返回〈上页下页〉 ●π/4－DQPSK是一种差分相位调制系统的相位编码规相位编码规则可由则得出的相位编码规则●《返回〈上页下页〉 输入码组载波相位变化11-11-1-11-1的相位编码规则《返回〈上页下页〉 2）特点●相位特性:◆属差分（相对）相位调制系统，因而可采用非相干解调方法，以避免相干检测中的相干载波提取困难及相位模糊问题。◆最大相位跳变幅度为3π/4，优于QPSK，比OQPSK稍差。从而改善了QPSK那样180°相位突跳而产生的100%包络起伏。从而在通过带限非线性信道时，频谱扩散不严重。《返回〈上页下页〉 3)调制原理《返回〈上页下页〉 《返回〈上页下页〉 输入码组载波相位变化11-11-1-11-1《返回〈上页下页〉 《返回〈上页下页〉●串/并信号变换LPFLPF 123456781,1-1,11,-1-1,11,1-1,-11,1-1,-11-11-11-11-111-111-11-1-10-100-101《返回〈上页下页〉 五电平信号、《返回〈上页下页〉 4)星座图《返回〈上页下页〉 5)相位转移（跳变）图●度为已调载波相位跳变的最大幅《返回〈上页下页〉 6)检测相干解调差分检测鉴频●基带差分检测◇框图本地载波只需同频，不需同相《返回〈上页下页〉 ◇原理同相支路正交支路《返回〈上页下页〉 解码电路运算规则《返回〈上页下页〉 ●中频差分检测◇框图《返回〈上页下页〉 ◇原理同相支路正交支路《返回〈上页下页〉 ●鉴频器检测◇框图◇原理《返回〈上页下页〉 7)π/4－DQPSK性能●频谱特性发射机中功率放大器的负反馈对改善频谱特性有显著效果《返回〈上页下页〉 《返回〈上页下页〉 可以证明：上述三种非相干解调方式是等价的。●误码性能《返回〈上页下页〉 脏腑之间的相互关系中国协和医科大学中医教研室齐贺彬 脏与脏之间的关系 心与肺生理状态火克金心血为气母血能载气肺主主血气为血帅气能行血气病理状态心肺气虚心气不足不能帅血而行，影响肺的宣发肃降肺气不足不能朝会百脉，导致心血瘀阻。 心与肝生理状态木生火血液情志主神志－情志调节－主疏泄心肝心主血－血液循行－藏血病理状态心肝血虚肝热扰心肝失疏泄－郁久化火－上扰心神－心神不宁心血不足－肝无所藏－心肝血虚－心神失养 心与脾生理状态火生土心脾气健运化源充足心血充盈脾主统血心血充足脾有所养脾气健运血病理状态心脾两虚心血不足脾失所养运化失司化源不足脾气不足虚无所统心血失养心神不宁 心与肾生理状态水火既济（心肾相交）心心火温肾水肾水不寒肾阳肾水滋心火心火不亢阴病理状态水火不济（心肾不交）心火不能养肾水肾水独寒肾水不能滋心火心火独亢 肺与脾生理状态土生金（气、水液）肺水之上源通调水道脾气水之转枢运化水湿气病理状态土不生金脾气不足，水湿不运，聚而成痰，贮藏于肺。痰湿阻肺，肺失宣降，脾不升清，肺脾双亏。 肺与肾生理状态金生水（水液、呼吸）主呼吸协调呼吸主纳气肺肾通调水道协调水液代谢主水病理状态水寒射肺肾不纳气肾阳不足，水饮内停，上犯肺气，肺失宣降。肾不纳气，呼多吸少，肺气不降，水道不通。 肺与肝生理状态金克木（气机）肺肺之宣降以助肝之疏泄肝主调气肺之宣降以防肝疏泄太过气病理状态木火刑金（肝火犯肺）肝火旺盛，上犯肺金，出现胁痛、咳嗽、咳血等。 肝与脾生理状态木克土（肝旺乘脾）肝脾之运化依赖肝气疏泄脾主主疏肝之藏血依赖脾气统摄运泄化病理状态木乘土（肝脾不调）见肝之病，知肝传脾，当先实脾。肝气郁结，脾失健运，肝脾不和。 肝与肾生理状态水生木肝精血同源，精血互生肾藏藏血肾阴滋肝，滋水涵木精病理状态水不涵木（肝肾阴虚）肾阴虚损，肝阴失养，精血俱虚肝阴不足，下劫肾阴，肝肾阴虚 脾与肾生理状态土克水脾后天养先天肾为主主为后运先天促后天藏先天化精天病理状态（脾肾阳虚）肾阳虚损，脾失温煦，脾肾阳虚脾气虚弱，不能生血，血不化精，肾精亏虚。 腑与腑之间的关系 腑与腑之间的关系运化全身水谷精微、津液、脾胃小肠食物腐熟泌别清浊膀胱尿液水液肾食物残渣气化大肠粪便 课堂重点1.五脏的生理功能2.六腑的生理功能3.脏腑的病理辨证4.脏与脏之间的关系 再见！'