第3篇信号失真的建模

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4.3δ函数δ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。δ函数的性质：单位能量δ（t)=0当t<-ε及t>ε筛选性质频谱F{δ(t)}=1对偶：F-1{δ(f)}=14.4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：Amlarge.m5.1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@163.com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@163.com邮件题目：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通过采样降频奈奎斯特次采样示例：fs=1/2fc6.4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.m6.5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.m6.7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。(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s[k]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：s[k]的平均能量超过d2,a[k+1]就减少。s[k]的平均能量小于d2,a[k+1]就增大。示例：agcgrad.m习题：P85:6-17，提交电子文档。zhongjun55@163.com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：h[k]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w[k]为实数时W*[n]=W[N-n]2）passevel定理3）线性系统的频率响应H[n]是脉冲响应h[k]的DFT4)离散时间的时延特性w[k-l]->W[n]e-j(2π/N)l5)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：01234IwishIwereanOscarMeyerwiener56789编码：文本->ASCII码->4PAMm[i]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=[00.50.61]；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