1、CISE 11120010第一章無線通信系統概述第1講射頻與微波通信電路2第一章怎么教怎么學？方法：老師指導下自學，網上交流討論。圍繞什么主題自學？1.甲乙兩人用手機打電話，信息到底是怎樣流動的。2.射頻與微波通信電路這門課在實現這一信息流中起什么作用？3.通信的發展離不開對噪聲與非線性兩個問題的解決。4.這門課能學什么本領？3噪聲與非線性的基本概念與術語 1、噪聲是確定了通信系統可檢測信號的最低門限 2、信號的質量用信噪比表示 3、電路噪聲性能用噪聲系數表示 4、非線性會使通信系統處理的信號失真。非線性決定了通信系統可處理信號的上限。 5、非線性使系統產生新的頻率分量，引起增益壓縮、交調干擾

2、等問題 6、如要進行頻率變換，非線性是必不可少的。 4通信系統原理框圖 發射機、傳輸信道、接收機是任何通信系統中三個最基本的部分。發射機將輸入信號處理成為一種適合于傳輸信道特性的發射信號。傳輸信道是連接信源與目的地的電氣媒介。通常所說的無線通信系統就是用無線電波作媒介的。接收機接收來自信道的輸出信號，處理后傳遞給目的地的輸出轉換器。 信源輸入信號發射機傳輸信道接收機終點發射信號接收信號輸出信號噪聲、干擾和失真5收發機框圖 發射機的功能是將基帶信號調制到載波上，并由天線向自由空間輻射。接收機的功能則相反，將天線接收到的加載在載波上的基帶信號恢復出來。 6模擬通信與數字通信 正弦載波可表示為模擬通

3、信系統中，如果信號對式表示的電磁波的幅度Ac進行調制(信號由電磁波幅度A的變化承載)，這就是調幅通信。如果信號對波的頻率或相位進行調制(信號由電磁波的頻率或相位變化來承載)，這就是角度調制通信。在模擬通信系統中，載波的幅度、頻率或相位是連續變化的。2( )cos()cos()ccccccc tAf tAt對于數字通信系統，如果基帶信號是隨時間連續變化的模擬量，發射機中的基帶電路首先要將隨時間連續變化的模擬信號變為隨時間離散變化的二進制數字信號。模/數(A/D)轉換器就是將模擬信號轉變為數字信號的電路，一般包括采樣、保持、量化和編碼四個過程。而接收機中的基帶電路最終又將二進制數字信號恢復為模擬信

4、號。數/模(D/A)轉換器就是實現這一功能的電路。所以對于數字通信系統，輸入到發射機的基帶信號是由0與1構成的二進制數字序列，并用線性碼給出二進制序列的電的表示。7on-off碼和非歸零 0(b)(a)1011100008數字調制器 數字調制器的作用在于對二進制信號源生存的符號0和1相應的可能取值來改變或鍵控正弦載波的振幅、相位或頻率。二進制調制有三種不同的方式，即二進制幅移健控(BASK，Binary Amplitude Shift Keying)、二進制相移健控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)和二進制頻移健控(BFSK，Binary Freqoency Sh

5、ift Keying)調制方式。二進制幅移健控(BASK)調制方式，載波的頻率和相位不變，但載波振幅在用于代表符號0和1的兩個可能值之間調節。二進制相移健控(BPSK)調制方式，載波的振幅和頻率不變，但載波相位在用于代表符號0和1的兩個可能值(如 和 )之間調節。二進制頻移健控(BFSK)調制方式，載波的振幅和相位不變，但載波頻率在用于代表符號0和1的兩個可能值之間調節 01809四相移鍵控(QPSK )調制方式 基帶信號 用非歸零碼表示。 ( )BBst基帶信號承載的信息包含在正弦載波的相位當中。特別地，正弦載波的相位選取四個均勻分隔值中的一個，如， ， ， , 。 4/34/54/74/四

6、個等間隔相位值中的每一個都與唯一的一對比特相對應，這對比特亦稱為雙比特。例如，可以選擇前述的相位值 , , , ,表示雙比特集合：10，00，01，11。 調制器輸出的信號 2221040modcos()( )()cEf titTstT其它4/34/54/74/10四相移鍵控(QPSK )調制方式2221040modcos()( )()cEf titTstT其它11四相移鍵控(QPSK )調制方式右邊第1項表示的信號 2221040modcos()( )()cEf titTstT其它2221221244mod( )coscossinsinccEEstif tif tTT22124coscosc

7、Eif tT定義了二進制調制波與正弦載波 的乘積，它在每個符號持續時間T內具有單位能量。而且還可看到22/coscE Tf t21 4211422 3/,cos( )/,EiEiEi即這個二進制波具有 的幅度 2/E12四相移鍵控(QPSK )調制方式右邊第2項表示的信號 2221040modcos()( )()cEf titTstT其它2221221244mod( )coscossinsinccEEstif tif tTT定義了二進制調制波與正弦載波 的乘積，它在每個符號持續時間T內具有單位能量。而且還可看到即這個二進制波具有 的幅度 2/E22124sinsincEif tT22/sinc

8、E Tf t21 2212423 4/,sin( )/,EiEiEi13四相移鍵控(QPSK )調制方式2221040modcos()( )()cEf titTstT其它2221221244mod( )coscossinsinccEEstif tif tTT式(1)與(2)表示的兩個載波相位上相差90度，相互正交，且對每個符號持續時間它們都具有單位能量，因此可以認為這兩個載波構成了一個基函數的正交對。對于序數i每個可能的值，式(1)與(2)都標識了對應的雙比特21 2212423 4/,sin( )/,EiEiEi21 4211422 3/,cos( )/,EiEiEi14四相移鍵控(QPSK

9、 )調制方式 15QPSK調制器電路框圖 QPSK信號非歸零電平偏碼器-90相移二進制數據流SQ(t)SI(t) BBSt modSt振蕩器IQ22/cos()cTf t22/sin()cTf t串-并轉換器同相信道16 QPSK解調器電路框圖17噪聲噪聲源驅動的一個含噪聲的二端口網絡 含噪聲的二端口網絡可分解為外部噪聲源與無噪聲的二端口網絡的組合，所有的噪聲都表現為對無噪聲網絡的輸入。即使輸入信號中無噪聲，輸出中信號中也有噪聲。噪聲大于信號，很難檢測到信號。(a)Rv(t)k信號質量可用信噪比表示 無用的噪聲功率電平有用的信號功率電平NSnoniAPFPG總的噪聲輸出功率輸入端噪聲源引起的噪聲輸出功率放大器的噪聲性能可用 噪聲系數F表示18非線性幅度非線性產生的新頻率分量 19非線性衡量交調失真的程度可用二階交調交截點（IP2）、三階交調交截點（IP3）表示 20非線性輸出信號幅度不能隨輸入信號幅度以相同的比例增加 1dB壓縮點，可以用輸入功率（ ）表示 1,dB inP21射頻與微波通信電路設計層次系統級系統級設計要有系統方面知識與經驗，不是本課程的重點，本課程的重點是模擬電路各功能模塊的設計。22射頻與微波通信電路設計層次功能模塊級