第三章软件无线电关键技术要点.ppt

计算机与通信学院—Keith 软件无线电基础 任课老师：杜青松 第三章　软件无线电关键技术 本章学习的主要内容 概述 射频/微波的含义 射频/微波的含义 射频/微波技术 无线电波的传播 无线电波的传播 无线电波的传播 无线电波的传播 无线电波的传播 无线电波的传播 无线电波的传播 直射波传输特性 定义：在自由空间中, 电波沿直线传播而不被吸收, 也不发生反射、 折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式称为直射波传播。 直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗Lfs, 表示式为 射频功率的计量单位 射频功率的计量单位 射频功率的计量单位 微波“铁三角” 微波“铁三角” 微波“铁三角” 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 射频前端技术 天线的基本概念 天线的基本概念 天线的基本概念 天线的基本概念 天线的基本概念 半波振子 半波振子 半波振子 半波振子 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的方向性 天线的极化 天线的极化 天线的极化 天线的极化 天线的极化 天线的极化 天线的种类 概述 软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接数字化，将其变为适合于数字信号处理器（DSP）或计算机处理的数据流，然后由软件（算法）来完成各种各样的功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性。 如何对所感兴趣的模拟信号进行采样？采样率应该多大？软件无线电的采样有些什么特性？ 概述 信号采样图示 低通采样技术 Nyquist采样定理 设有一个频率带限信号 x(t)，其频带限制在 ( 0, fh ) 之间，如果以不小于fs＝2fh 的采样速率对 x(t) 进行等间隔采样，得到时间离散的采样信号 x(n) ＝ x(nTs) （其中Ts＝1/fs称为采样间隔）,则原信号 x(t) 将被所得的采样值 x(n) 完全地确定。 如果( ) ，将发生混叠 因此，要求 ，即 带通信号采样理论 如果信号的频率分布在某一有限的频带 (fL，fH) 上时，如果仍然按照Nyquist定理采样，则采样频率将会非常的高，以致很难实现。其后的处理也很难满足要求，怎么办？ 带通信号采样理论 注意： 1） 上述采样定理的适用前提条件是：只允许在其中的一个频带上存在信号，而不允许在不同的频带上同时存在信号，否则将引起混叠。 2） 为了能使用最低采样速率即：fS = 2B ，带通信号的中心频率必须满足 即信号的最高频率加上最低频率是带宽的整数倍。 带通信号采样理论 3） 带通采样的结果是把位于 ( nB, (n+1)B ) ( n=0, 1, 2 …. ) 不同频带上的信号，都挪位于 (0, B) 上相同的基带信号频谱来表示，但是当 n 为基数时，其频率对应关系是相对于中心频率“反折”的，即奇数通带上的高频分量对应基带上的低频分量，奇数通带上的低频分量对应基带上的高频分量。 带通信号采样理论 信号调制通用模型 　　在当代通信中，通信信号的种类繁多，如果按照常规的方法，产生一种信号就要一种硬件电路，那么，要使一个通信机产生多种信号，其电路就会极其复杂，体积、重量都会很大。 软件无线电中，各种调制信号是以一个通用的数字信号处理平台为支撑，利用各种软件来产生的。 信号调制通用模型 信号调制通用模型 从理论上来说，各种信号都可以用正交调制的方法来实现，其表达式： 调制信号的信息都应该包括在I(t)和Q(t)内。另外，由于各种调制信号都在数字域实现的，因此，在数字域上实现时要对上式进行数字化。 模拟信号调制算法 1.调频（FM） 调频就是载波频率随调制信号成线性变化的一种调制方式。 模拟信号调制算法 令： 将s(t)的表达式展开，带入u(t)化简，可得： 可以看出： 模拟信号调制算法 2. 调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。 从信号表达式中，我们很容易得出： 模拟信号调制算法 3.双边带信号是由载波同调制信号直接相乘得到的，只有上、下边带分量，无载波分量。