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1、第4章 信号失真的建模,4.1 当好的信号受到干扰 导致失真的方式 多径干扰 信道增益变化 其它用户干扰 宽带噪声 窄带干扰,4.1 当好的信号受到干扰,4.1.1 其它使用者 来源：邻近的FDM用户 解决办法：采用带通滤波器以滤除带外干扰,4.1 当好的信号受到干扰,4.1.2 宽带噪声 来源：背景噪声（热噪声-放大器本身的噪声） 解决办法：采用带通滤波器以滤除带外干扰,4.1 当好的信号受到干扰,4.1.3窄带带噪声 来源：其它附近共用同一频谱的系统，因信道非线性的低频信号的高次谐波 解决办法：带外窄带干扰采用带通滤波器，带内窄带采用陷带滤波器,4.1 当好的信号受到干扰,4.1 当好的信
2、号受到干扰,4.1.4多径干扰 来源：因反射带来不同长度的传播路径，导致频率选择性衰落。,4.1 当好的信号受到干扰,4.1.4多径干扰 解决办法： 均衡器（与信道作用时域或频域成逆关系）。,均衡器前：,4.1 当好的信号受到干扰,均衡器后：,4.1 当好的信号受到干扰,4.1.5衰落 来源：发射机与接射机的移动性，或干扰。 解决办法：平坦衰落则采用AGC,频率选择性衰落，则采用自适应均衡器。,4.2 线性滤波器,线性系统的描述方式 冲激响应 频率响应 线性差分或微分方程,4.3函数,函数是单位能量强度的信号“短时间”（相比于系统的响应时间）作用于系统的高度抽象信号。 函数的性质： 单位能量
3、（t)=0 当t 筛选性质 频谱 F(t)=1 对偶： F-1(f)=1,4.4线性系统的时域卷积,时域卷积：,卷积的频域表示：,时域相乘的频域表示：,频域响应（系统的传递函数）：,4.4线性系统的时域卷积,系统的冲激响应：,4.6改善信噪比,示例：improvesnr.m 信号：窄带信号，3和4KHz 采样频率：20KHz 噪声：白噪声 带通滤波器：3k-4kHz 演示：,第5章 模拟调制和解调,现考虑模拟上变频和下变频部分,5.1大载波的振幅调制,模拟信号：w(t),调制后的输出信号：,5.1大载波的振幅调制,输出信号的频谱：,5.1大载波的振幅调制,解调：采用包络检波器 示例：Amlar
4、ge.m,5.1大载波的振幅调制,优点：接收端无需载波的相位及频率同步 缺点：给信号加入载波，增加了传输功率，却没有增加发射信号数量；对抗干扰不利,5.2抑制载波的振幅调制,模拟信号：w(t),调制后的输出信号：,5.2抑制载波的振幅调制,输出信号的频谱：,5.2抑制载波的振幅调制,解调：需频率同步，相位同步，需LPF,优点：无需浪费载波频率处的额外功率 缺点：接收机需要准确的载波相位、频率同步,5.2抑制载波的振幅调制,接收机的载波不同步时：相位不同步，频率不同步,5.2抑制载波的振幅调制,接收机的载波不同步时：当只有相位不同步,5.2抑制载波的振幅调制,接收机的载波不同步时：当只有频率不同
5、步,5.2抑制载波的振幅调制,接收机的载波不同步时：当只有频率不同步,5.1抑制载波的振幅调制,解调：示例：Am.m,习题：,P62: 5-9;5-10题，提交电子文档。zhongjun55 邮件题目：姓名第5章习题。 如：王东第5章习题,5.3正交调制,振幅调制中调制后的信号频谱是基带信号频谱的2倍,5.3正交调制,正交调制的目标：消除振幅调制的频带冗余,模拟信号：m1(t), m2(t),调制后的输出信号：,5.3正交调制,正交调制结构框图,5.3正交调制,正交调制接收机的输出：,习题：,P62: 5-9;5-10， P64: 5-11(a) 提交电子文档。zhongjun55 邮件题目：
6、姓名第5章习题。 如：王东第5章习题,6带自动增益控制的采样,6带自动增益控制的采样,6.1采样和混叠失真,采样器的时域表征：,6.1采样和混叠失真,采样器的频域表征：,幅度增益为fs,W(f)的周期延拓，延拓周期为fs,当fs大于W(f)最高频率的2倍：,6.1采样和混叠失真,当fs小于W(f)最高频率的2倍：,6.1采样和混叠失真,奈奎斯特采样定理：如果信虚号w(t)的带宽限制在B内，若采样速率大于2B, 那么w(t)就能从采样ws(t)中精确再现。,6.2通过采样降频,解调的方案： 采用混频，将已调制的信号与正弦波混频（仅保留差频成份。 通过采样来降频，,时域观点：,频域观点：,6.2通
7、过采样降频,奈奎斯特次采样示例：fs=1/2fc,6.4插值和重建,目标：重采样信号（离散信号）来重建原如信号（模拟信号） 证明：？ 示例：sininterp.m,6.5迭代和优化,三个步骤： 1）设定一个目标-选择一个“性能”或“目标”函数。 2）选择一个实现目标的方法-最大化或最小化这个目标函数。 3）检验以确定这个方法能否达到预期效果,6.6最优化举例,目标：求下列多项式的最小值 J(x)=x2-4x+4,方法一：采用求导的方法求驻点 方法二：采用最陡下降法迭代,示例：polyconverge.m,6.7自动增益控制,目标：放大弱信号，削弱强信号来使信号尽可能地保持在接收机的正常工作范围
8、。,(a) 削弱强信号 (b)放大弱信号,6.7自动增益控制,原理框图：调节增益a,使输出功率大致保持恒定（d2）,6.7自动增益控制,增益a 的确定：,不足之处：对后端接收机中DSP模块，r(t)不能直接得到。因此无法求出a。,6.7自动增益控制,采用迭代优化的方法： 1） 性能函数选取为采样信号sk的平均功率与期望的理想功率之差最小化。即：,2)实现目标的方法,6.7自动增益控制,6.7自动增益控制,另一迭代优化的方法：,主要思想： sk的平均能量超过d2,ak+1就减少。 sk的平均能量小于d2,ak+1就增大。 示例：agcgrad.m,习题：,P85: 6-17， 提交电子文档。zh
9、ongjun55 邮件题目：姓名第6章习题。 如：王东第6章习题,6.8用自动增益控制对抗衰落,示例：agcvsfading.m,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,上述框图中用到线性滤波器的地方： 1.下变频中的低通滤波器 2.脉冲匹配滤波器 3.均衡器 4.帧同步中的相关器,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,输入：,系统的单位冲激响应：hk,系统的输出：,7.1 离散时间和离散频率,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,输入：,其离散傅立叶变换：,其离散傅立叶反变换：,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,性质： 1）对称性。当wk为实数时 W*n=WN-n 2）p
10、assevel 定理 3）线性系统的频率响应Hn是脉冲响应hk的DFT 4) 离散时间的时延特性 wk-l-Wne-j(2/N)l 5) 调制特性 6) 离散正弦波的频谱特性 7）离散卷积性质 8）离散时间相乘性质 9）离散时间系统的传递函数,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,b 所设计的滤波器的冲激响应 fl：所设计滤波器的冲激响应的项数 fbe：反映频带边缘取值的向量 damps：反映频带向量在每个频带边缘处的幅度值,第7章 数字滤波和离散傅立叶变换,b = remez(fl,fbe,damps),b 所设计的滤波器的冲激响应 fl：所设计滤波器的冲激响应
11、的项数 fbe：反映频带边缘取值的向量 damps：反映频带向量在每个频带边缘处的幅度值,第8章 从比特到符号再到信号,自学章节,第9章 困难的发生,满足：信道理想，载波同步，符号同步，帧同步。,第9章 困难的发生,第9章 困难的发生,发送的文本： 01234 I wish I were an Oscar Meyer wiener 56789 编码：文本-ASCII码-4PAM mi 符号周期：T=1 脉冲成形函数：T宽的汉明窗 载波频率：fc=20Hz 载波相位：0,发射机：,第9章 困难的发生,采样周期：Ts (= T/M) 过采样率：M=100 接收信号的采样：,接收机：,第9章 困难的
12、发生,混频频率： fc = 20 混频相位： 0 混频后的低通滤波器： remez(fl,fbe,damps) fl = 50； fbe = 0 0.5 0.6 1 ； damps=1 1 0 0 脉冲匹配滤波器： T宽的汉明窗 降采样的时刻：125+kM 降采样的初始时间：0.5*fl(低通滤波器长度的1/2）+0.5M（相关匹配滤波器长度的1/2 ）+0.5M（信号周期的1/2 ）=125,接收机：,第9章 困难的发生,量化器： 1,3 解码：4PAM-8比特-ASCII文本 程序示例：idsys.m (p114-p115),接收机：,第9章 困难的发生,发射机基带信号时频图：,第9章 困
13、难的发生,发射机射频信号时频图：,第9章 困难的发生,接收机经混频输出的时频图：,第9章 困难的发生,接收机混频器后端的低通滤波器的频率响应：,第9章 困难的发生,接收机经低通滤波器后的输出信号的时频图：,第9章 困难的发生,经匹配滤波器输出信号的的部分波形图：,最佳采样时间：0.5*fl(低通滤波器长度的1/2）+0.5M（相关匹配滤波器长度的1/2 ）+0.5M（信号周期的1/2 ）=125,第9章 困难的发生,经匹配滤波器输出信号的的部分波形图：,最佳采样时间：0.5*fl(低通滤波器长度的1/2）+0.5M（相关匹配滤波器长度的1/2 ）+0.5M（信号周期的1/2 ）=125,第9章
14、 困难的发生,眼图：,第9章 困难的发生,软判决后的星座图：,第9章 困难的发生,9.3平坦衰落 假设发送信号的前20%的信道增益为1，信号后80%的信道增益为0.5,第9章 困难的发生,无补偿平坦衰落时经软判决输出的星座图,第9章 困难的发生,通过AGC补偿平坦衰落时经软判决输出的星座图,第9章 困难的发生,9.4其它损伤（不同的信道条件） impsys.m(p122),第9章 困难的发生,加性信道噪声时的接收信号眼图,第9章 困难的发生,加性信道噪声时经匹配滤波器输出信号眼图,第9章 困难的发生,轻微多径干扰时的星座图,第9章 困难的发生,有严重多径干扰时的星座图,第9章 困难的发生,载波相位补偿,第9章 困难的发生,载波频率偏移0.01%的软判决输出星座图,第9章 困难的发生,减采样时间补偿,第9章 困难的发生,减采样周期补偿,
