第6章基于无线通信的测控技术ppt课件.ppt
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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1第第6 6章章 基于无线通信的测控技术基于无线通信的测控技术 主要内容 p 无线通信技术基本原理 p 模拟信号的调制 p 数字信号的调制 p 信号的解调 p 无线电波的发射与接收 p 无线通信系统 p 典型应用 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1 无线通信技术基本原理无线通信技术基本原理 单工通信系统的原理单工通信系统:通信只有一个方向,及从发射器到接收器,广播系统即属于此例严格执行突发事件上报制度
2、、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1 无线通信技术基本原理无线通信技术基本原理 全双工通信:普通的电话即是全双工通信的例子。这个系统的构成需要两个发射器、两个接收器以及通常情况下的两个信道全双工通信系统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1 无线通信技术基本原理无线通信技术基本原理 半双工通信:民用波段(CB)无线电台进行交谈即是半双工通信的例子。半双工系统使用同一信通进行双向通信,节省了带宽。不过,它牺牲了全双工通信所体现出的一些自然性。半双工通信系统严格
3、执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1 无线通信技术基本原理无线通信技术基本原理 当有多个用户同时使用时,或者当两个用户相距遥远,彼此不能直接通信时,就需要其他形式的网络星型网络蜂窝电话和个人通信系统(Personal Communication System,PCS)都有精心布置的中继站网络严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 模拟信号的调制模拟信号的调制调制对一个适宜在信道传播的射频载波,用所要发送的信号按一定规律去控制载波的某个参数
4、,从而把要发送的信号寄托在所选定的参数上,然后发送已调制载波,达到传送消息的目的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 模拟信号的调制模拟信号的调制调制的作用1.已调波具有频率高、相对带宽窄和各路信号不重叠的特点,易于电磁波发射及多路频分复用,减少噪声和干扰的影响。2.在接收端易于分离和恢复信号。3.利用调制可以把信号变换到易于满足现有器件对信号设计要求的频率上,克服了元器件的限制。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 模拟信号的调
5、制模拟信号的调制调制器的模型其中 为调制信号或基带信号,为载波,为已调波信号。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 模拟信号的调制模拟信号的调制调制方式分类1.按调制信号的不同:模拟调制和数字调制。为连续变化的模拟量时为模拟调 制;为离散的数字量时为数字调制2.按载波的不同:连续载波调制和脉冲载波调制。连续正弦波时为连续载 波调制;为离散脉冲时为脉冲载波调制严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 模拟信号的调制模拟信号的调制3.按调制
6、信号改变载波参数的不同幅度调制:改变的振幅参数,如普通调幅AM、单边带调 幅SSB、脉冲振幅调制PAM、振幅键控ASK等频率调制:即改变的频率参数,如调频FM、脉冲频率调 制PFM、移频键控FSK等相位调制:即改变的相位参数,如调相PM、脉冲相位调 制PPM、移相键控PSK等严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。调制中广泛用到的运算是模拟乘法运算。它可以看作一种频率的搬移,其电路也称为频率变换器或变频器(Frequency Converter,FC)。6.2 模拟信号的调制模拟信号的调制频率变换器严格执行突发事件上报制度
7、、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制幅度调制(Amplitude Modulation)按已调波信号频谱结构的不同,可分为:1.普通调幅AM2.抑制载波的双边带调制DSB(Double Sideband)3.抑制载波的单边带调制SSB(Single Sideband)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.AM调幅调幅6.2.1 幅值调制幅值调制 时域表达式为AM调制系统框图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时
8、发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制 2.双边带调制频率表达式如果输入的基带信号没有直流分量,输出信号就是无载波分量的双边带调制信号,或称为双边带抑制载波(Double Sideband-Suppressed Carrier,DSBSC)调制信号严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制DBS信号的波形及频谱双边带调制抑制了载波,提高了调制效率,但已调信号的带宽仍与调幅信号一样,是基带信号带宽的两倍。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做
9、到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制 3.单边带调制只产生一个边带的调制方式称为单边带(Single Sideband,SSB)调制。SSB可以在DSB基础上利用边带滤波器实现,利用低通滤波器(LPF)可取用下边带(SSB-LSB),利用高通滤波器(HPF)可取用上边带(SSB-USB)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制理想低通滤波器传递函数下边带信号频谱是该LPF传递函数与DSB频谱的乘积严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度
10、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制对式(1)进行傅立叶反变换将式(2)写成数学卷积表达式,并根据三角函数关系严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.1 幅值调制幅值调制式(3)中,是 的希尔伯特变换。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。可得6.2.1 幅值调制幅值调制严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。上边带SSB信
11、号的时域表达式为SSB可用如图所示的平衡调幅器完成6.2.1 幅值调制幅值调制严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.2 频率调制频率调制用调制信号去改变载波的频率参数或相位参数,使之随调制信号的变化规律而变化,这一过程称为频率调制FM(Frequency Modulation)或相位调制PM(Phase Modulation)。由于频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化,故又把频率调制和相位调制统称为角度调制(Angle Modulation)。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及
12、时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.2 频率调制频率调制频率调制的特点已调波频谱与基带信号频谱之间不再保持线性对应关系,称为非线性调制,具有较好的抗噪声能力,FM信号带宽越宽,抗噪声性能越好。角度调制的一般表示式为式中:信号的瞬时相位;瞬时相位偏移严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.2 频率调制频率调制FM调制时,载波的幅度和角频率保持不变,调制信号改变载波的瞬时角频率,且载波的瞬时角频率偏移与 成正比,即载波瞬时相位为:严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现
13、、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.2 频率调制频率调制已调频波在不考虑初始相位时的表示式为FM波最大角频率偏移为FM波的调频指数为 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2.2 频率调制频率调制PM调制时,同样载波振幅不变,调制信号改变载波的相位,且载波的瞬时相位偏移与 成正比 称为调相灵敏度,PM调制信号为 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3 数字信号的调制数字信号的调制数字信号调制可以采用键控法,具有性能稳定可靠、
14、调整测试方便及体积小等优点。二进制振幅键控BASK(Amplitude-Shift Keying)移频键控BFSK(Frequency-Shift Keying)移相键控BPSK(Phase-Shift Keying)差分移相键控DPSK(Differential PSK)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3 数字信号的调制数字信号的调制二进制数字调制电路的原理框图及波形严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3 数字信号的调制数字信号的
15、调制设数字信号的数字序列为 ,则数字基带信号可以表示为式中:随机变量,代表数字信号1或0;基带信号码元波形,常见的有矩形脉冲、升 余弦脉冲、钟形脉冲等;二进制编码码元宽度。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.振幅键控6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制二进制振幅键控(BASK)是振幅调制的特殊形式,它通过数字信号1、0控制载波传输信息的有无。其时域表达式为BASK调制可由DSB调制电路实现,或采用键控方法实现。BASK信号的带宽是基带信号的两倍。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时
16、发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.移频键控6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制二进制移频键控(BFSK)采用两个不同的频率来表示数字信号0、1码(1通常称为传号,0通常称为空号);根据频率变换时相位是否连续,分为相位连续FSK(CPFSK)和相位不连续FSK(DPFSK)。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制BFSK信号可以表示为其中 为 的反码严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.
17、3.1 二进制数字调制二进制数字调制BFSK信号的带宽可用下式进行估计式中:偏频 FSK调频指数严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制最小频移键控MSK调制为了尽可能减少已调波的带宽,需采用包络恒定和相位连续的窄带数字调制技术MSK可以看作是调制指数为0.5的CPFSK。在MSK中,频移刚好等于码元速率的四分之一,即在一个码元时间内,频率和的波形刚好相差1/2周,所以在任何码元转换时刻上相位总是连续的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇
18、报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制3.移相键控 PSK调制是一种利用数字基带信号控制载波的相位,使固定振幅的载波相位随数字基带信号的变化而跳变的数字调制方式。在抗干扰能力上优于ASK和FSK,并且带宽利用率较高。PSK信号可以表示为其中,取值为1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制PSK信号等价于抑制载波的双边带调幅波形,可以由DSB调制电路实现,不过在PSK调制时数据信号取值为+1、-1,这种数据信号被称为双极性非归零信号。PSK信号的带宽
19、与ASK信号带宽相同,是基带信号带宽的两倍。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字调制绝对移相键控直接利用载波的相位偏移来表示数字信号,已调波与载波同相表示数字信号0,已调波与载波反相表示数字信号1。DPSK利用载波的相对相位偏移来表示数字信号。相对相位不变代表数字信号0,相对相位反相代表数字信号1。绝对移相键控PSK和差分移相键控DPSK严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.1 二进制数字调制二进制数字
20、调制进行DPSK时,首先要将数据信号由绝对码转换为相对码,相对码又称为差分码。绝对码与相对码的相互转换通过异或门和延迟器组成的电路实现。(a)差分编码器 (b)差分译码器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3.2 多进制数字调制多进制数字调制*信号状态大于2的数字信号称为多进制数字信号振幅调制相位调制正交调幅MQAM与MPSK比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.4 信号的解调信号的解调解调也叫“检波”,是调制的逆过程,其目的是从已调
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