资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2.9,带通和低,通,通随机过,程,程,1,带通信号,与,与系统的,表,表示,定义：,假设：,广,广义平稳,随,随机过程,样,样本函数,n,(,t,),零均值,功率密度,谱,谱,nn,(,f,),窄带带通,过,过程,表达式：,x,(,t,)、,y,(,t,),是零均值,联,联合WSS随机过,程,程；,等效低通,过,过程,特性：,（,（证明,略,略）,x,(,t,)、,y,(,t,),具有相同,的,的功率谱,密,密度；,x,(,t,)、,y,(,t,),两者都是,低,低通过程,，,，即它们,的,的功率谱,密,密度位于,f,=0,附近,带通和低,通,通随机过,程,程,广义,平,平稳随机,过,过程，其自相关函,数,数是带通或,低,低通信号,，,，带通过程,的,的功率谱位于,f,0,附近，低通过程,的,的功率谱位于零频,附,附近。,2,带通信号,与,与系统的,表,表示,互相关对,称,称,n,(,t,),零均值,x,(,t,)、,y,(,t,),也一定是,零,零均值,n,(,t,),平稳性,x,(,t,)、,y,(,t,),的自相关、,互,互相关满足：,下面讨论,带,带通过程,与,与等效低,通,通过程在,相,相关函数,、,、功率谱,方,方面的关,系,系：,等效低通,过,过程,自相关相,等,等,3,带通信号,与,与系统的,表,表示,n,(,t,),的自相关,函,函数,等效低通,过,过程：,定义自相关函,数,数：,代入,z,(,t,),后,根据对称,性,性质,带通随机,过,过程的自,相,相关函数,nn,(,),可由等效低通,过,过程,z,(,t,),的,自相关函,数,数,zz,(,),和中心频率,f,0,唯一确定,。,。,4,带通信,号,号与系,统,统的表,示,示,n,(,t,),的功率,谱,谱,1.,正,正交分,量,量,x,(,t,)、,y,(,t,)的性,质,质,互相关,函,函数：,奇函数,x,(,t,),和,y,(,t,),不相关！,（仅对于 ）,下面进,一,一步讨,论,论:,推论,5,带通信,号,号与系,统,统的表,示,示,例：特殊情,况,况,当,n,(,t,),是高斯,随,随机变,量,量时：,联合PDF,方差：,x,(,t,),和,y,(,t,+,),是联合高,斯,斯型；且,=0,时，它,们,们统计,独,独立。,2.,白,白噪声,特点：,在整个,频,频率范,围,围内，功率谱,密,密度保,持,持为常,数,数。,白噪声通过理,想,想带通,滤,滤波器产生的,噪声,带通白,噪,噪声,表达式,：带通信,号,号的3种表,示,示法（如等,效,效低通,噪,噪声表,示,示）,6,白噪声,和,和带通,白,白噪声,的,的功率谱,密,密度关,于,于,f,=0,对,对称,。,。所以，,对于任,意,意,带通信,号,号与系,统,统的表,示,示,自相关,函,函数,：,互相关,：,等效低,通,通噪声,的,的功率,谱,谱,结论：,正交分,量,量,x,(,t,)、,y,(,t,),对所有,时,时间偏,移,移,都是不,相,相关的,；,；,z,(,t,)、,x,(,t,)、,y,(,t,),的自相,关,关函数,都,都是相,等,等的。,7,第,3,章,数,数字调,制,制方法,8,为什么,要,要调制,？,？,信号传,输,输时，,信,信道的,自,自然属,性,性会带,来,来各种损,伤,伤（噪声,，,，衰减,，,，失真,，,，干扰,）,传输的,二,二进制,流,流必须,经,经过变,换,换，要,求,求变换,后,后的信,号,号满足,：,：,应能表,示,示二进,制,制数据,，,，即能方便,地,地从中,恢,恢复出,数,数据流,。,。,应当匹配信,道,道的特,征,征（带宽,适,适配，,抗,抗损伤,）,将数字,序,序列映射成一组,相,相应的,信,信号波,形,形,数字调,制,制,信息序,列,列,a,n,波形信,号,号,s,m,(t),信息空间,波形空间,一组二进制,比,比特,映射为其中,一,一个波形,数字调制信,号,号,数字调制后,的,的输出是一,个,个带通信号,9,数字调制信,号,号,调制的分类,：,：,无记忆调制,有记忆调制,二进制调制,多进制调制,线性调制,非线性调制,调制器将K比特数据符号映射成,相,相应的波形,S,m,(,t,)1,m,M,假设每,T,s,秒发送某个,映,映射的波形,（,（信号）,T,s,信号传输间,隔,隔,下面先介绍,一,一些常用概,念,念的含义：,符号速率（信号传输,速,速率）,10,数字调制信,号,号,每一个信号,携,携带,k,个比特信息,，,，比特间隔：,已调信号,S,m,(,t,)，能量,m,比特率,平均信号能,量,量,p,m,：第m个信,号,号的概率,平均比特能,量,量：,发送机在,T,b,秒内发送该,平,平均能量，,则,则平均发送功,率,率：,消息等概时,等能量信号,的,的情况下：,11,无记忆调制,无记忆调制,脉冲幅度调,制,制PAM,幅移键控ASK,信号波形,假定调制器输入,端,端的二进制,数,数字序列的,速,速率为Rbit/s,特点：用,不,不同的载波,幅,幅度来承载,信,信号，（共,有,有M=2,k,个）,1.基带,PAM,p,(,T,),：持续时间,为,为T的脉冲,；,；,A,m,：脉冲幅度,能量,12,无记忆调制,2.PAM,信号被载波,调,调制成带通,信,信号,等效低通信,号,号：,A,m,和,g,(,T,),是实信号,信号波形,与基带PAM相比：,注意：,在带通PAM中：,13,无记忆调制,2.PAM,信号被载波,调,调制成带通,信,信号,符号速率：,R,/,k,比特间隔：,T,b,=1/,R,；,符号间隔：,T,s,=,k,/,R,=,kT,b,能量,14,矢量表示：,PAM,信号是一维,的,的,基函数：,无记忆调制,基带PAM,带通PAM,一维矢量,15,最小距离：,信号星座图（M=2，4，8）,相邻信号点之间的距离,任何一对信,号,号点之间的欧氏距离：,无记忆调制,|,m,-,n,|=1,K个信息比,特,特与M=2,k,个信号,幅度的分配：Gray编,码,码,（带通PAM）,（基带PAM）,16,最小距离,d,min,用能量,bavg,来表示：,无记忆调制,3.单边,带,带（SSB,）,）PAM,信号波形,SSB信号,的,的带宽是DSB的一半,。,。,4.M元PAM当M=2（二进,制,制）时：双,极,极性信号,这两个信号,具,具有相等的,能,能量，互相,关,关系数为-1,代入,17,3.2.2,相,相位调制,PSK,相移,键,键控PSK,信号波形,能量：,特点：用载,波,波的M个相,位,位传送数字,信,信息（提供M,个,个相位取值,）,）,这些信号可,以,以表示为两,个,个标准正交,波,波形,1,(,t,)、,2,(,t,),的线性组合,。,。,无记忆调制,18,最小距离：,信号空间图（M=2，4，8）,相邻信号点之间的距离,向量表达式,（二维）：,任何一对信,号,号点之间的,欧,欧氏距离,|m,-,n|,=1,无记忆调制,19,由：,无记忆调制,最小距离用,能,能量表示为,：,：,当M值很大,时,时：,代入,20,3.2.3,正,正交,幅,幅度,调,调制,QAM,QAM信,号,号波,形,形,另一,种,种表,示,示,从正,交,交PAM,、,、SSBPAM,信,信号,的,的形,成,成谈,起,起。,其中:,上式,表,表明,：,：,QAM,信号,可,可以,看,看作,组,组合,幅,幅度,和,和相,位,位调,制,制,将信,息,息序,列,列,a,n,分离,成,成两,个,个k,比,比特,组,组，同,时,时分别,加,加在,两,两个,正,正交,载,载波,上,上,无记,忆,忆调,制,制,SSBPAM信,号,号：,正,正交PAM,或QAM,21,信号,空,空间,图,图,M,1,个幅,度,度PAM,M,2,个相,位,位PSK,M,=,M,1,M,2,组合PAM-PSK信,号,号星,座,座图,每个,符,符号,包,包含,m,+,n,个比,特,特,；,符号,速,速率：,R,/(,m,+,n,),可以,选,选择,：,：,如果,，组合,星,星座,图,图将产,生,生以,下,下结,果,果：,例：M=8,16时,，,，圆,周,周形,信,信号,星,星座,矩形,信,信号,星,星座,无记,忆,忆调,制,制,22,矢量,表,表达,式,式：,二维,（与PSK相,同,同）,二维,矢,矢量,：,：,无记,忆,忆调,制,制,能量,：,：,任何,一,一对,向,向量,之,之间,的,的欧,氏,氏距,离,离：,23,相邻,两,两点,的,的欧氏,距,距离,（,（最,小,小距,离,离）：,特殊,地,地，,当,当信,号,号幅,度,度取,值,值为,（,（2m-1-M）,时,时，信号,空,空间,图,图是,矩,矩形,的,的,无记,忆,忆调,制,制,与PAM,结,结果,相,相同,矩形,星,星座,的,的平,均,均能,量,量：,代入,24,PAM，PSK，QAM小,结,结,无记,忆,忆调,制,制,信号,通,通用,形,形式,：,：,A,m,由传,输,输方,式,式确,定,定,PAM：,A,m,是实数，取,值,值,1,3,(M-1),PSK：,A,m,是复数,，,，取值,QAM：,A,m,是一,般,般的复数，取,值,值,三种,传,传输,方,方式,均,均属,同,同一,种,种类,型,型，PAM和PSK可,认,认为,是,是QAM,的,的特,例,例。,25,无记,忆,忆调,制,制,QAM中,，,，幅,度,度和,相,相位,都,都携,带,带消,息,息；PAM和PSK只,是,是幅,度,度或,相,相位,携,携带,消,消息,。,。,三种,方,方式,的,的信号,空,空间,维,维度,都,都很,低,低，且与星,座,座的,大,大小M无,关,关。,调制,器,器结,构,构,映射,器,器：,将,将M,个,个消,息,息映,射,射到M星,座,座上,26,3.2.4,多维,信,信号,传,传输,27,多维,信,信号,无记,忆,忆调,制,制,（维,数,数高,于,于二,维,维）,，,，在,时,时域,、,、频,域,域，,或,或者,在,在两,域,域上,增,增加,维,维数,1.,正,正,交,交,信号,特点,：,：,一个等能,量,量的信,号,号集,s,m,(t)(1,m,M),，且两两,正,正交,标准,正,正交,基,基,矢量,表,表达,式,式,28,无记,忆,忆调,制,制,最小,距,距离,：,：,信号,点,点之,间,间的,欧,欧氏,距,距离,m,n,由,2.,频,频,移,移键,控,控FSK,（正,交,交信,号,号构,成,成的,一,一个,特,特例,）,）,特点,：,：,用不,同,同的,频,频率,来,来传,输,输信,号,号,其中,1,m,M,29,无记,忆,忆调,制,制,不满,足,足线,性,性叠,加,加性,质,质，是,非,非线,性,性调,制,制,FSK与QAM的,区,区别,QAM（ASK，PSK,是,QAM,的特,例,例,）,等效,低,低通,信,信号,A,m,g,(,t,)，,A,m,是复,数,数,两个,等,等效,低,低通,信,信号,之和,是,是,QAM,的等,效,效低,通,通，即,两,两个,QAM,信号,叠,叠加,是,是另,一,一个,QAM,信号,ASK,PSK,QAM是,线,线性,调,调制,FSK,30,
展开阅读全文