无线通信工程第讲-载波传输

无线通信工程第讲-载波传输汇报人：AA2024-01-20载波传输基本概念与原理模拟调制技术及其应用数字调制技术及其应用扩频通信技术在载波传输中应用多载波调制与正交频分复用（OFDM）技术载波传输性能评估与优化方法01载波传输基本概念与原理定义载波传输是指将低频信号（如音频、视频或数据信号）调制到高频载波信号上，通过无线信道进行传输，然后在接收端进行解调，还原出原始信号的过程。作用载波传输在无线通信中起到关键作用，它能够将低频信号通过高频载波信号进行远距离传输，同时提高信号的抗干扰能力和传输效率。载波传输定义及作用频率特性01载波信号的频率通常远高于低频信号，这使得信号在无线信道中传输时具有更好的穿透力和抗干扰能力。幅度特性02载波信号的幅度可以根据低频信号的变化而变化，从而实现信号的调制。在接收端，通过检测载波信号的幅度变化，可以还原出原始信号。相位特性03载波信号的相位也可以用来携带信息。通过改变载波的相位，可以实现相位调制。在接收端，通过检测载波的相位变化，可以提取出相应的信息。载波信号特性分析调制是将低频信号加载到高频载波上的过程。常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。在调制过程中，低频信号的某些特征（如幅度、频率或相位）会改变载波的相应特征。调制过程解调是从已调制的载波信号中提取出原始低频信号的过程。解调是调制的逆过程，它需要采用与调制方式相对应的解调方法。例如，对于幅度调制的信号，可以采用包络检波或同步检波等方法进行解调。解调过程调制与解调过程简述02模拟调制技术及其应用AM调制原理AM（AmplitudeModulation，幅度调制）是通过改变载波的振幅来传递信息的方式。在AM调制中，载波的频率和相位保持不变，而振幅随输入信号的幅度变化而变化。实现方法AM调制的实现主要包括两个步骤：首先，将输入信号与直流偏置相加，得到一个包含直流分量的调幅信号；然后，将这个调幅信号与载波相乘，得到AM已调波。AM调制原理及实现方法FM（FrequencyModulation，频率调制）是通过改变载波的频率来传递信息的方式。在FM调制中，载波的振幅和相位保持不变，而频率随输入信号的幅度变化而变化。FM调制原理FM调制的实现主要包括两个步骤：首先，将输入信号进行预加重处理，以补偿高频分量的衰减；然后，将这个预加重后的信号送入压控振荡器（VCO），控制VCO的输出频率随输入信号的变化而变化，从而得到FM已调波。实现方法FM调制原理及实现方法VSPM（PhaseModulation，相位调制）是通过改变载波的相位来传递信息的方式。在PM调制中，载波的振幅和频率保持不变，而相位随输入信号的幅度变化而变化。实现方法PM调制的实现主要包括两个步骤：首先，将输入信号进行限幅处理，以保证其幅度在一定范围内；然后，将这个限幅后的信号送入相位调制器，控制载波的相位随输入信号的变化而变化，从而得到PM已调波。PM调制原理PM调制原理及实现方法03数字调制技术及其应用ASK调制原理及实现方法ASK调制原理振幅键控（ASK）是一种基本的数字调制方式，通过改变载波的振幅来传输数字信号。在ASK调制中，数字信号的二进制状态（0或1）对应于载波振幅的两个不同水平。实现方法ASK调制的实现主要包括模拟电路法和数字电路法。模拟电路法通过模拟开关控制载波的振幅，而数字电路法则利用数字逻辑电路实现调制功能。FSK调制原理频移键控（FSK）是一种通过改变载波的频率来传输数字信号的调制方式。在FSK调制中，数字信号的二进制状态对应于载波频率的两个不同值。实现方法FSK调制的实现可以采用直接调频法和间接调频法。直接调频法通过改变振荡器的控制电压来实现频率的切换，而间接调频法则利用相位调制器（PM）和鉴频器（FD）的组合来实现FSK调制。FSK调制原理及实现方法相移键控（PSK）是一种通过改变载波的相位来传输数字信号的调制方式。在PSK调制中，数字信号的二进制状态对应于载波相位的两个不同值。PSK调制的实现可以采用模拟电路法和数字电路法。模拟电路法通过模拟移相器来改变载波的相位，而数字电路法则利用数字逻辑电路和数模转换器（DAC）来实现PSK调制。此外，还可以采用差分PSK（DPSK）等改进型PSK调制方式来提高传输性能。PSK调制原理实现方法PSK调制原理及实现方法04扩频通信技术在载波传输中应用

扩频通信技术概述扩频通信技术的定义通过扩展信号的频谱宽度，提高信号抗干扰能力和传输可靠性的通信技术。扩频通信技术的原理利用比原始信号带宽更宽的频带进行传输，接收端通过相关处理恢复原始信号。扩频通信技术的特点抗干扰能力强、抗多径干扰、低截获概率、保密性好等。在发送端，将原始数据与伪随机码进行异或操作，扩展信号频谱；在接收端，使用相同的伪随机码进行解扩，恢复原始数据。DSSS技术原理实现简单、抗干扰能力强、适用于高速数据传输等。DSSS技术特点广泛应用于无线局域网（WLAN）、蓝牙（Bluetooth）等无线通信标准中。DSSS技术应用直接序列扩频（DSSS）技术发送端和接收端在预定的频率集合中按照某种规律进行跳变，实现信号的扩频传输。FHSS技术原理FHSS技术特点FHSS技术应用抗干扰能力强、抗多径干扰效果好、易于实现码分多址（CDMA）等。应用于军事通信、无线传感器网络（WSN）等领域，提高通信的抗干扰能力和保密性。030201跳频扩频（FHSS）技术05多载波调制与正交频分复用（OFDM）技术载波调制将基带信号调制到不同频率的载波上，实现多路信号的并行传输。正交性各子载波在时域上相互正交，保证在接收端能够无失真地恢复出原始信号。频分复用（FDM）将宽带信道划分为多个正交子信道，每个子信道传输一路信号。多载波调制基本原理高频谱利用率通过正交性设计，各子载波间无需保护间隔，提高了频谱利用率。易于与其他技术结合OFDM技术可以与多种调制方式、编码方式、MIMO技术等结合，进一步提高系统性能。抗多径干扰能力强由于多径效应对不同子载波的影响不同，OFDM系统可以通过引入循环前缀（CP）来消除多径干扰。原理将高速数据流分解为多个低速数据流，分别调制到多个正交子载波上进行传输。OFDM技术原理及特点OFDM在无线通信中应用举例4G/5G移动通信系统OFDM是4G/5G移动通信系统的核心技术之一，用于实现高速数据传输和高效频谱利用。WLAN（无线局域网）在WLAN标准中，如IEEE802.11a/g/n/ac等，OFDM被用作物理层传输技术，提供高速、可靠的无线连接。广播电视系统在数字电视、数字音频广播等系统中，OFDM被用作信号传输方式，实现高质量的音视频传输。电力线通信系统OFDM可用于电力线通信系统（PLC），在电力线上实现高速数据传输，为智能家居、智能电网等应用提供支持。06载波传输性能评估与优化方法误码率、误信率等性能指标介绍表示单位时间内成功传输的信息量，反映通信系统的传输效率。吞吐量（Throughput）衡量传输过程中发生错误的比特数占总传输比特数的比例，是评估通信系统可靠性的重要指标。误码率（BitErrorRate,BER）衡量在符号传输过程中发生错误的符号数占总传输符号数的比例，用于评估数字调制系统的性能。误信率（SymbolErrorRate,SER）通过扩展信号的频谱，降低单位频带内的信号功率，从而提高抗干扰能力。扩频技术使载波频率在多个频率点之间跳变，增加干扰者跟踪和干扰的难度。跳频技术根据接收信号的特性，自适应地调整滤波器的参数，以抑制干扰信号。自适应滤波技术抗干扰能力提升策略探讨123采用合