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1、数字调制数字调制 南京邮电高校信息工程系南京邮电高校信息工程系余兆明余兆明一、为什么要进行数字调制一、为什么要进行数字调制 nDTV&HDTV在在卫卫星星、地地面面广广播播、HFC网网络络上上进进行行多多路路传传输时输时,为提高频谱利用率为提高频谱利用率,必需进行数字调制。必需进行数字调制。n(1)例例:设设HDTV未未经经压压缩缩时时的的数数据据为为663.5Mbit/s,经经数数据据压压缩缩后后为为31.8Mbit/s(压压缩缩比比为为20.8:1),又又设设接接受受8VSB数数字字调调制制,此此时时的的频频谱谱利利用用系系数数为为(5.3bit/s)/Hz,则则调调制制后后信信号号的的带
2、带宽宽为为(31.8Mbit/s)/(5.3bit/s)/Hz=6MHz。这这说说明明在在6MHz模模拟拟带带宽宽范范围围内内可可传传一一路路数数字字HDTV信信号。号。n(2).例例:设设有有一一主主级级图图像像质质量量(MPML)的的DTV信信号号,其其速速率率为为8.448Mbit/s(相相当当于于目目前前演演播播室室的的PAL图图像像质质量量),同同样样接接 受受 8VSB数数 字字 调调 制制,则则 经经 调调 制制 后后 信信 号号 的的 带带 宽宽 为为(8.448Mbit/s)/(5.3bit/s)/Hz=1.6MHz。在在400MHz带带宽宽 的的 传传 输输 线线 路路 中
3、中 可可 传传 输输 的的 节节 目目 数数 为为400MHz/1.6MHz=250套节目。套节目。二、数字电视信号经调制后的几项性能二、数字电视信号经调制后的几项性能 1.接接受受不不同同压压缩缩标标准准的的数数字字电电视视信信号号,选选用用同同一一种种调调制制状况下,调制后信号的带宽不同。状况下,调制后信号的带宽不同。例例(1):设设经经MPEG-1标标准准压压缩缩后后的的数数字字电电视视信信号号速速率率为为2Mbit/s,经经64-QAM调调制制后后(频频谱谱利利用用系系数数理理论论值值为为 ),则经调制后信号的带宽为则经调制后信号的带宽为例例(2):设设经经MPEG-2标标准准压压缩缩
4、后后的的数数字字电电视视信信号号速速率率为为8Mbit/s,经经 64QAM调调 制制 后后(频频 谱谱 利利 用用 系系 数数 理理 论论 值值 为为 ),则经调制后信号的带宽为则经调制后信号的带宽为从从例例(1)、例例(2)可可以以看看出出,接接受受的的调调制制方方式式相相同同(64QAM),但但压压缩缩标标准准不不同同(MPEG-1、MPEG-2),调调制制出出来来的信号带宽不同的信号带宽不同(0.33MHz,1.33MHz)。2.同同一一种种速速率率的的数数字字电电视视信信号号,选选用用同同一一种种调调制制但但频谱利用系数不同状况下,调制后信号的带宽不同。频谱利用系数不同状况下,调制后
5、信号的带宽不同。例(3):设经MPEG-2标准压缩后的数字电视信号速率为8Mbit/s,经8-VSB(频谱利用系数值为 )调制后,信号带宽为:例(4):设数字电视速率仍为8Mbit/s,经16-VSB(频谱利用系数值为 )调制后,信号带宽为:。从例(3)、例(4)可以看出,接受的调制方式相同(VSB),但频谱利用系数不同(、),调制出来的信号带宽不同(1.5MHz,1.13MHz)。3.同一种速率的数字电视同一种速率的数字电视,选用不同的调制方式,选用不同的调制方式,调制后信号的带宽不同调制后信号的带宽不同 例(5):设数字电视速率为8Mbit/s,选用QPSK调制(频谱利用系数理论值为 时,
6、调制后信号带宽为:例(6):设数字电视速率仍为8Mbit/s,选用OFDM-64QAM调制(频谱利用系数理论值为)时,调制后信号带宽为:从例(5)、例(6)可以看出,数字电视信号的速率相同(8Mbit/s),但调制方式不同(QPSK、OFDM-64QAM),调制出来的信号带宽不同(4MHz,1.33MHz)。4.数字电视信号经数字调制后,相当于模拟信号,可以在模拟数字电视信号经数字调制后,相当于模拟信号,可以在模拟信道中传输信道中传输 经压缩后的数字电视信号速率是以Mbit/s为单位,再经数字调制后信号的单位变成了MHz,MHz单位是惯用的模拟信号带宽单位。所以,可以说数字电视信号经数字调制后
7、,相当于模拟信号,可以在模拟信道中传输。三、三、DTV中几种数字调制技术的谱分析中几种数字调制技术的谱分析 n五种调制方式五种调制方式:n 1.四四相相移移相相键键控控调调制制(QPSK:Quadrature phase-shift keying)n2.多多电电平平正正交交幅幅度度调调制制(M-QAM:Quadrature Amplitude Modulation)n3.正正交交频频分分复复用用调调制制(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)n4.多多电电平平残残留留边边带带调调制制(VSB:Vestigial Band)n5.5.扩频
8、调制扩频调制 1.QPSK的谱分析的谱分析 cos0tsin0t输出二进制输入IQ带通滤波振荡器90相移D/AD/A(1)(1)去除不传送的比特过程称为收缩去除不传送的比特过程称为收缩 QII=0Q=1I=1Q=1I=0Q=0I=1Q=0连续比特流IQXY卷积编码器收缩(Puncturing)基带形成QPSK调制(2)(2)各种转发器带宽及相应的码率各种转发器带宽及相应的码率 BW(-3dB)(MHz)BW(-1dB)(MHz)RBW/R=1.28(Mbaud)RQPSK+1/2(Mbit/s)RQPSK+2/3(Mbit/s)RQPSK+3/4(Mbit/s)RQPSK+5/6(Mbit/s
9、)RQPSK+6/7(Mbit/s)54486422389518583648680464113593314424975505804036031228838443248050436324281259346389432454332972582383173563964163027023421628832436037627243211194259292324340262342031872502813123282.MQAM的分析的分析 3.3.几种数字调制信号的功率谱密度几种数字调制信号的功率谱密度 f/fs64QAM1/41/216QAMQPSK1/60.51.0(1)QAM数字调制器(2)QAM系统
10、星座图系统星座图 变更两个MSB(即Ik和Qk)并依据表中所示的规则,旋转q个LSB可将相限1中的星座点转换到相限2、3、4中。相限MSBsLSBs旋转1000210+/2311+p401+3/2(3)(3)/2旋转不变旋转不变QAM星座的获得星座的获得 n在数字电视信号传输中,接收端的相干载波是从发送信号中提取的,由于信号集的布局不同,它可以在不同程度上产生相位不定度(phaseambiguity)。相位混淆程度与星座有关。当提取的相干载波发生90、180、270,这样势必造成后面译码的差错。解决这个问题的主要途径是将差分的概念应用到QAM调制中去,使星座信号点的角度取决于相对差值,而不受干
11、脆与角度的确定值挂钩。这种不受相干载波相位混淆QAM星座称为旋转不变的QAM星座。n为获得/2旋转不变的QAM星座图,每个符号的两个最高有效位进行差分编码。依据差分编码原理,不难看出,码变换器的输出IkQk与输入AkBk符合下表所示的逻辑关系。前一输入双比特本时刻输入输出数据Ak-1Bk-1AkBkIkQk000000010111111010010010010011011011110011011011001001100001011111101000可得到卡诺图:可得到卡诺图:因此由上图可得两个因此由上图可得两个MSB位的差分编码如下逻辑式所示:位的差分编码如下逻辑式所示:QAM调制中两个最高位
12、进行差分编码(4)16QAM调制符合调制符合/2的旋转不变原则的星座图的旋转不变原则的星座图 Q11011000101100010010011101001110IIkQk=00IkQk=10IkQk=01IkQk=11a1b1a1b1a1b1a1b1AA正如图所示,变更两个MSB(即a1 和b1)并依据表中所示的规则,旋转q个LSB可将相限1中的星座点转换到相限2、3、4中。也即用差分编码得到的两个最高位来规定信号矢量所处的象限,而其余比特用来规定每个象限中信号矢量的配置,并使这种配置呈现出/2的旋转对称性。这样,就可以消退相位模糊度对解调的影响。从图可以清晰地看出,星座图中假如移去两个最高位
13、不考虑,则相邻两个相限的配置呈现出/2的旋转对称性。而两个最高位正好确定它所处相限的位置。如图可以看出,a1b1的矢量支配满足/2的旋转不变的原则,结果复原载波的相位无论是00、900、1800、或2700,解调输出的矢量代码将保持不变。=00时,依据图中A点与I轴位置译出其代码为11。当=900时,复原载波与Q轴同相,此时A点与Q轴的位置关系相当于A点和I轴的位置关系,解出的代码仍为11。可以判定解调得到与a1b1相位模糊度无关。图表示的是16QAM调制符合/2的旋转不变原则的星座图。(5)64QAM星座图星座图(6)DVB-C在在CATV网中应用实例网中应用实例 有用比特率RMPEG-2T
14、V(Mb/s)总比特率R包括RS(Mb/s)电 缆 符 号 率(Mbaud)占 用 的 带 宽(MH)调制方式38.131.925.241.3434.6127.346.896.926.847.927.967.8664-QAM32-QAM16-QAM31.672PDH34.3676.877.9032-QAM18.916.012.825.5217.4013.923.423.483.483.934.004.0064-QAM32-QAM16-QAM9.610.441.742.0064-QAM8.08.71.742.0032-QAM6.46.961.742.0016-QAM4.无正交相位差正交幅度调制无
15、正交相位差正交幅度调制(Offset-QAM)Offset-QAM调制原理分析调制原理分析 设发信MQAM波形可表示为:模数A/D变换器的抽样速率为,则相应上式可用下述离散化形式表达:假如假设在每一周期中仅取4个等间隔样点,即,则有:可以表示为1,0,1,0,抽样序列 可以表示为0,+1,0,-1,抽样序列 样本序列即变成为以下形式:+Q+I-Q-I-Q+Q+IQ抽样sintcost时钟I抽样-II,Q合成ttttt幅度a)b)c)d)e)5.QAM的频谱利用率分析的频谱利用率分析 n设输入的二进制速率为10Mbit/s,24电平转换的输入为2.5Mbit/s,由信息论学问可得,1Hz最高可传
16、输PCM信号2bit,所以它的基带信号最高频率为(2.5/2)MHz。依据平衡调制原理,见图可作如下数字分析,设本振频率为f0,调制信号频率为,进行平衡调幅时,调幅后的输出信号为:所以带宽为 2,从上面分析,2.5/2MHz时,则 22.5 MHz。即10Mbit/s的二进制数,经16QAM调制后的模拟信号带宽为2.5 MHz,则频谱利用率为:所以16QAM调制理论上的频谱利用系数为 6.OFDM调制调制 n在无线传输系统,特殊是电视广播系统中,由于城市建筑群或其它的困难的地理环境,发送的信号经过反射,散射等传播路径后,到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号的叠加,使接收到的信号幅
17、度出现随机起伏变更,形成多径衰弱。引起信号的频率选择性的衰减,导致信号畸变。在实际的移动通信中,多径干扰依据其产生的条件大致可分为以下三类:第一类多径干扰:是由于快速移动的用户旁边物体的反射形成的干扰信号,其特点是在信号的频域上产生Doppler(多普勒)扩散而引起的时间选择性衰落。其次类多径干扰:它是由于远处山丘与高大建筑物反射形成的干扰信号,其特点是信号在时域和空间角度上发生了扩散,从而引起相对应的频率选择性衰落和空间选择性衰落。第三类多径干扰:由基站旁边的建筑物和其他物体的反射而形成干扰信号,其特点是严峻影响到达天线的信号入射角分布,从而引起空间选择性衰落。(1)(1)多载频调制原理框图
18、多载频调制原理框图(2)OFDM信号频谱(3)(3)多载频到单载频的解决方案多载频到单载频的解决方案 nOFDM调制常要几百或上千个载频,这给实际应用带来极大困难,Weinstein提出了一种利用离散付里叶变换(DFT)来实现OFDM。使多载波概念变成单载波概念来处理。这大大地简化了处理电路。n设OFDM信号放射周期为 在一个周期内传输的N个符号为(C0,C1,.CN-1),CK为复数。因为第k个载波 所以合成的OFDM信号为 在一般OFDM系统中,fk选择为fk=fc+k fc为系统的放射载波,为子载波间的最小间隔,一般取=ts为符号序列(C0,C1,.CN-1)的时间间隔,明显,T=Nts
19、。X(t)的低通复包络为 所以,所以,为抽样频率对S(t)采样,内共有 个样值,可见,以fs对S(t)抽样所得的N个样值 正是 的逆付氏变换。(4)(4)消退码间干扰的措施消退码间干扰的措施 (5)OFDM的频谱利用率的频谱利用率 为各子载波间的最小间隔,取 总带宽为 但在实际中:为滚降系数 相应的频谱利用率为:OFDM系统的频谱利用率为:MQAM的频谱利用率为 7.7.残留边带调制(残留边带调制(M-VSB)假设输入的串行数据流速率为10Mbit/s,因此D/A变换器的输入速率为(10/3)Mbit/s。当二进制数“0”、“1”等概率时,它的基带信号最高频率为:由平衡调制原理知,调制后的信号
20、带宽为:我们取为0.12。若只考虑单边带(SSB)滤波时,SSB的频谱利用率为:0.5fH-frfHfH+frf幅度数字多电平调制频谱利用率(单位:(bit/s)/Hz)调制技术理论值实用值QPSK21.416QAM43.332QAM54.364QAM65.3128QAM76.1256QAM86.61024QAM106.6OFDM16QAM43.38VSB5.316VSB7.1QAMQAM、VSBVSB、OFDMOFDM三种数字调制技术实现难易比较三种数字调制技术实现难易比较 调制技术实现难易单频组网能力应用地区实现复杂度QAM易无美国相对复杂Offset-QAM易有(中国实验)相对复杂VSB
21、易无美国易OFDM可以有欧洲复杂8.8.反向信道反向信道(上行信道上行信道)数字调制技术数字调制技术 n上行信道主要用于用户的点播数据传输,对信号的调制方式有四种。n(1).四相相移键控(QPSK)n(2).离散小波多音调制(DWMT)n(3).同步码分多址(S-CDMA)n(4).同步离散多音调制(SDMT)9.高效数字调制高效数字调制 超窄带传输的原理与应用超窄带传输的原理与应用n为了克服噪声影响,必需加大放射功率,即以能量为为了克服噪声影响,必需加大放射功率,即以能量为代价代价依据Shannon著名的信道容量公式n求出n若C/W=100bit/s/Hz,则Eb/N0=1.2681028=
22、281dB!带宽与能量带宽与能量n若C/W=100bit/s/Hz,则Eb/N0=1.2681028=281dB!信号C带宽(W)n传统方法:n设法使表示逻辑“0”、“1”的载波波形不同载波调制n超窄带高效调制是传统方法在观念上的新突破n信号的传输码率信号的传输码率在数值上可以等于通信的载频(C)n实现超窄带的关键就是尽量缩减已调载波的带宽带宽(W)n可变相移键控(VPSK)甚小移键控(VMSK)n甚小边带键控(VMSK)超频谱调制(USM)(1)高效调制的基本思路高效调制的基本思路超窄带调制超窄带调制n超窄带超窄带(UNB:Ultra Narrow Band)n (Ultra Spectra
23、l Modulation)n1.可变相移键控可变相移键控(VPSK:Variable Phase Shfting Keying)n2.增加型增加型VPSK n3.甚小移键控甚小移键控(VMSK:Very Minimum Shfting Keyingn4.PRK:Phase Reversal Keyingn5.甚小边带键控甚小边带键控(VMSK:Very-minimum Shfting Keyingn6.超频谱调制(超频谱调制(USM:Ultra Spectral Modulation)(2)超窄带的实际进展超窄带的实际进展n美国的公开展示n时间:2000年9月22日n地点:麻省伯林顿的Marr
24、iot酒店n出席者:MIT、加州高校;林肯试验室、DARPA、陆军CECOM、海军试验室、空军试验室;Mitre、Cisco、通用动力、大西洋贝尔、Symmetry通信等公司n效果:30kHz带宽标准电台传T1码率,频带利用率超过50bits/s/Hz!n据称90-120b/s/Hz的频带利用率也已实现n“可得诺贝尔奖的技术”n对传统通信的理论、观念和应用产生了巨大的冲击!n1.2000.9.29美国人H.R.Walker演示在30Hz的带宽中传n 了1.544Mbps数据;n2.美Trans Pacific Networks公司将3.2Mbps提高到 n 12Mbps;n3.Photron公
25、司由576kbps提高到6Mbps;15bps/Hz-32768-QAM6bps/Hz-64QAM(3).东大的超窄带方案东大的超窄带方案n原始VMSK信号基于矩形波或三角波调宽,再滤波成形n若干脆产生“最像”正弦波的调制信号,理论带宽应最窄n关键思路n使已调信号和与正弦信号之间的波形差异最小n得到“最小波形差键控”(VWDK)调制nT为信号波形的周期,也是信息的符号宽度和码元宽度nf=1/T为信号波形的频率,在数值上也等于码元的传输速率n其波形可以用如下的公式来表示其波形可以用如下的公式来表示na=0.95时VWDK时域波形(去除了二次谐波)na=0.95时VWDK功率谱的理论值与FFT计算
26、值LDPC编码的编码的VWDK(a=0.95)在)在 AWGN信道的信道的BER性能性能na=0.95时VWDK时域波形(去除了全部的高次谐波)VWDK调制波形调制波形/频谱的优化频谱的优化a=0.95 a=0.90波形优化后的波形优化后的VWDK在在 AWGN信道的信道的BER性能性能(4)超窄带与超宽带的比较超窄带与超宽带的比较nUWB与UNB是通信的两个极端特例nUWB:能量受限型信道扩频通信体制nUNB:带宽受限型信道“缩频”通信体制n在理论上nUWB:具有信息论的坚实支撑nUNB:n尚未形成共识,需对仙侬公式重新相识与拓展n由基带调制又“回来”到载波调制n在应用领域上nUWB:适于中
27、短距高速接入,尤其近距离最佳nUNB:可以各种距离高速通信,有线也行(7类线)n在技术实现和硬件制作上n与低通型UWB相比:UNB无需特殊器件n与带通型UWB相比:UNB更简洁,IC芯片已出现n至少天线/馈线简洁n在多用户方面nUWB:CDMA/SDMAnUNB:TDMA/FDMA/SDMA,容量可能/可以更大?n在困难信道的传输性能上nUWB:远距离?nUNB:理论上只面对平坦衰落,事实上待探讨n在兼容现有通信系统与设备方面nUWB:一般须要另起炉灶nUNB:通常更具“亲和力”,只要有载频即可RF/IF接入n在探讨态势的把握上nUWB:美军方“解冻”的技术,已形成较大的“采掘面”nUNB:“
28、矿苗”刚刚露头,“淘金者”还不多,简洁原创(5)超窄带的信息论说明超窄带的信息论说明n带宽的定义n放射机、接收机、信道、噪声n关键是空中辐射信号的频谱宽度n国家无线电管理局、美国FCC的规定n要综合考虑频段、功率、带外衰减等nUNB均呈现出“旗杆+茅草”式的频谱n不难满足美国FCC的-60dB带外衰减要求n仍需从载频两旁的频谱“茅草”中复原有用信息n超窄带的辩证法或“诡辩”n回顾仙侬信道容量公式的推导过程回顾仙侬信道容量公式的推导过程前提:带宽为0,W、时宽为T、AWGN信道 求解下列极限假定:各子信道功率安排相等且受到信号总能量限制时 仙侬得到该信道的容量公式n深究仙侬推导过程中两个深究仙侬
29、推导过程中两个“W”的含义的含义n第一个由并联子信道的个数而来第一个由并联子信道的个数而来n其次个出自对信号总能量的划分其次个出自对信号总能量的划分n为避开混淆,我们用为避开混淆,我们用“B”代替其次个代替其次个“W”或为单位带宽所传输的信息速率,即频带利用率 在志向状况下在志向状况下BW,rb C,所以,所以UNB须要极高的功率!须要极高的功率!n对于仙侬公式的拓展对于仙侬公式的拓展n留意到留意到n志向低通在物理上不行实现志向低通在物理上不行实现n工程带宽为工程带宽为W的滤波器,其实际利用带宽为的滤波器,其实际利用带宽为rWnr可粗略看成所考虑信道可粗略看成所考虑信道/滤波器带宽的矩形系数滤
30、波器带宽的矩形系数 n 则可将仙侬的信道容量公式拓展为则可将仙侬的信道容量公式拓展为r=1r=2r=3r=4r=5133.558.333.220.613.1281.0130.980.355.340.2 并非超窄带的高效调制并非超窄带的高效调制“突破突破”了了信息论的信道容量限,而是物理上可实信息论的信道容量限,而是物理上可实现的带宽现的带宽“突破突破”了导出信道容量公式了导出信道容量公式时所用的志向的矩形带宽!时所用的志向的矩形带宽!n得到高效调制是有代价的:n滤波器/信道带宽的非志向会造成信号采样时频谱混叠,引入额外干扰n使得理论上的信道容量和实际中的解调性能降低n降低的程度取决于混叠功率P
31、g与噪声功率Pn之比n我们已证明n解调器往往须要按rW来确定采样频率,结果表现为过采样得到了增益n否则,超过W的信号频谱重量在采样后就会混叠为频带W内的干扰n用Pg表示其平均功率,则考虑实际采样后(6)UNB对传统观念的反思对传统观念的反思n基带调制的得与失n便于分析n线性变频时带通与低通的等效n易于处理n频率低,简洁数字实现n码率和频带利用率难以提高n表面上nMQAM等的调制效率可随M加大而提高n可以达到2Baud/Hz的理论极限(包括利用OFDM)n但是上变频不增加码率n抑制载频的得与失n节约放射功率n能量利用率高n便于隐藏n增加系统困难度n接收机须要重新复原载波,影响快速同步n对码型有限
32、制,有时仍需插入“导频”n发端要扰码,收端要解扰n可能要增加一次上/下变频(也有损耗)n扰码导致频谱能量扩散n信源编码后码流中或多或少仍有残余的相关性n信道编码本身就是引入相关性或冗余度n影响解调性能的进一步提高(不便于利用条件概率)(7)可能的应用可能的应用n带宽受限型信道的通信提速n高速/超高速短波高速数据传输(传图像等)n短波/超短波电台的提速n微波通信、卫星通信扩容(美国已有应用)n水下通信n长波电台n超声波传输n高速电力线传输n美国正开发针对亚洲电力市场的UNB遥测设备n高速接入n超高速DSLn超高速上网MODEMn红外鼠标、键盘、遥控器等n数字电视系统增容nCATV电缆增容(美国增
33、加一倍)n新一代DVB-C机顶盒nDVB-S调制器/机顶盒n目前北美卫星为20个转发器*10个频道=200个频道n美国正试验扩容到10*10+10*100=1100个频道n模-数混合广-电复合的新体制设想n广播/电视载频/副载波上调制高速附加信息n构成多模式、多功能的全新产品n以目前MW/SW波段的模拟AM广播为例n大功率的载波本身不含任何信息n音频范围约为:50-5000Hzn双边带调幅后在载频处有50Hz的空闲带宽n对载波先UNB数字调制再DSB模拟调幅n限制载频50Hz的带外衰减在-60dB以下n若按目前中国标准的465kHz中频可有465kbps码率n一般收音机包络检波收听正常的模拟广
34、播节目n高档收音机解调465kbps码流可看H.264/AVS电视n新一代移动通信(B3G/4FG)标准设想n多媒体时代的正反向非对称要求n新一代手机与固定终端的要求相像n下行须要高速下载视频流n上行只是话音、短信和低速限制信息n下行用UNB体制的TDMA/FDMAn基站增加功率要比手机更简洁n手机接受UNB解调要比增加天线更简洁nFDMA接受多信道或OFDMn上行仍可延用CDMAn美国公司希望政府支持,专利多国覆盖n突发通信(瞬时、高速、抗截获)n依据对国外HF频段侦察、干扰技术的分析n窄带信号长度小于50ms就不易被截获n小于110ms就不易被定向/定位n对VHF/UHF频段,信号长度还应
35、更短n抗干扰、抗截获要求在毫秒级完成信息的突发传输n希望在通信信号的持续瞬间有尽可能高效的调制/传输效率nVWDK的类似正弦波与突发通信的窄脉冲包络自然绝配n设接受VWDK调制,码率为载波频率n即使在HF频段且脉冲宽度只有1ms,则接受10MHz载频,一个“突发”内也能传送1250字节的数据或625个汉字!n足以满足大多数紧急通信或最低限度通信的要求n远远超过目前国内约100-200ms只能传十几个汉字的最好水平n通信与雷达的结合n把突发通信利用已相参化的脉冲雷达系统来实现n即使由于技术缘由只能在30MHz的雷达中频上实现n在10s脉冲宽度内有300bit也能传几十个汉字n足以利用“高速短信”
36、的方式在单脉冲内完成通信n而且不影响雷达的其它基本功能n雷达脉冲功率高,用于通信可保证足够的信噪比n把这些信息位用来传输对雷达脉冲压缩而言的“好码”n雷达的作用距离和测量精度都可望进一步提高n而且不影响其它脉间压缩方法的同时运用n敌我识别n把“雷达”方式与按应答机方式工作的敌我识别器相结合n信息位用来传输敌我识别码,开拓“其次应答通道”n信息隐藏(与扩频相对应的“缩频”)n有用信息的隐藏:n有条件拿出更多的“码率资源”n传输信息的隐藏:n信息谱边带可能为背景噪声所掩盖n利用超强纠错实力n对有用信息爱护得更深n降低放射能量,实现最低限度通信n可带内扩频n伪装、示假和乱真n点频的示假和乱真:把水搅
37、混n借助民用广播电台/电视台所用载波/副载波n伪装和抗摧毁(8)若干有待探讨的问题若干有待探讨的问题n超窄带高效调制的理论与方法超窄带高效调制的理论与方法n与经典信息论的框架结构相协调n各种UNB调制方式的分析比较n信道特性对UNB传输的影响,如n恶劣短波信道n高速移动信道nUNB的多载波传输(如VWDK与OFDM的结合)nVWDK调制波形的优化等nVWDK高效传输的关键技术高效传输的关键技术n调制器的全数字化实现及放射机模拟上变频的调制器的全数字化实现及放射机模拟上变频的影响影响n基于带通采样解调对于性能影响的评估基于带通采样解调对于性能影响的评估n解调性能最佳的接收滤波器的设计解调性能最佳
38、的接收滤波器的设计n新的新的VWDK解调方法解调方法nVWDK结合各种信道编码的性能分析与评估结合各种信道编码的性能分析与评估n同步及其误差的影响等同步及其误差的影响等n关键问题:尽量降低解调器的输入信噪比要求关键问题:尽量降低解调器的输入信噪比要求(8)若干有待探讨的问题若干有待探讨的问题n超窄带高速传输的系统实现超窄带高速传输的系统实现nVWDK高速MODEM的DSP和/或ASIC实现n带宽、码率和信噪比均可程控的SOC设计与实现n关键问题:尽量降低解调器的采样频率n基于基于VWDK的的UNB通信新体制和新系统通信新体制和新系统(8)若干有待探讨的问题若干有待探讨的问题(9)观观 点点 小小 结结nUNB表现似乎给人以“既要马儿好,又要马儿不吃草”之嫌n方法似乎太简洁、太经典,因而大多怀疑它“不行能”n背后的理论支撑异样深刻,冲击也可能会特别猛烈n美国人特别重视,但留有“陷阱”,正在统一概念:nVMSKMSBUSMn国内信任的人不多,理解的人更少,但已在“暗中用劲”n超窄带很可能领先在国防上找到用武之地n将为电子产品设计和信息产业发展供应新的“亮点”n理解可能片面,仅供大家参考