第四章___频谱搬移电路

4G频谱分配

4G频谱分配 腾讯科技[微博] 孙实2013-11-21 07:07 [摘要]在移动通信领域，频谱扮演着非常关键的角色。没有合适的频段，通话和数据下载就无从谈起，且频段资源是否足够好，都会直接影响手机通话和网络传输的表现。 腾讯科技： 近日，工信部对4G网络的TD-LTE频谱做出了规划： 中国移动(微博)获得130MHz频谱资源，频段分别为1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz； 中国联通(微博)获得40MHz频谱资源，频段分别为2300-2320 MHz、2555-2575 MHz； 中国电信(微博)获得40MHz频谱资源，频段分别为2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。 什么是频谱？ 4G网络是通过无线电波进行信息的传输，而无线电波则具有不同的频率，每一块频率范围可以划分成一个频段，也可以称之为一个频谱。一般来说，300MHz-30GHz的频谱适用于无线通信和无线网络。 在移动通信领域，频谱扮演着非常关键的角色。没有合适的频段，通话和数据下载就无从谈起，且频段资源是否足够好，都会直接影响手机通话和网络传输的表现。因此，频谱的划分，或许能决定未来的产业发展格局。 频谱不同，意味着什么？ 根据通信原理，频率越高的频谱，穿透能力越差，辐射能力也就越差，就越需要在组建网络时增近基站之间的距离，即需要建造更多的通信基站，这就会增加运营商网络覆盖的成本，并对终端设备提出更高的要求。因此，在实际中，运营商更希望获得较低的频谱。 为何此次划分的频谱都为高频谱？ 从全球来看，700MHz/1.8GHz/2.6GHz三大频段为海外运营商选择的4G频段的主流。其中，700MHz频谱一直被运营商视为4G布网的黄金频段。 但在中国，700MHz频谱被广电控制。鉴于目前错综复杂的利益关系，广电退频的可能性微乎其微。因此，有关部门暂时未将700MHz频谱列在划分范围内。 此外，由于铁路，电力等行业已占据大多数低频谱资源，而移动通信的发展却需要大量的频谱资源，这就使运营商不得不采用高频段频谱。 此次频谱分配，对运营商意味着什么？ 从总体来看，频谱划分方案的确定，意味着4G商业化的倒数第二步已经开始启动，只差最后一个悬念——4G牌照发放。 从频谱高低来看，除中国移动的1800MHz频段外，三家运营商都将使用高频段部署TD-LTE 网络，这或给运营商在基站建设、部署、选址方面带来困难。 从频谱带宽来看，中国移动获得了130MHz的频谱资源，居三家之首，这意味着中国移动可以容纳更多的4G用户。但不利因素是，在1800MHz频段中，目前仍有一些小灵通用户，该频段的实际可用资源并不足够，对TD-LTE实际建网起到的支撑作用很有限。 此前有消息称，FDD-LTE网络层面，中国联通将获得50MHz频谱资源，共计90MHz，中国电信将获得60MHz频谱资源，共计100MHz。这意味着两家运营商将缩小和中国移动的差距。当然，我们看到，1800MHz以上的频段，有很多仍处于待分配状态。此次频谱划分，或许只是一个初始方案，此外，最终决定用户选择的，还有终端、资费等其他因素。因此，现在依据频谱划分来谈论产业格局，为时尚早。（孙实）

卫星通信中频谱分割与聚合技术研究与实现

卫星通信中频谱分割与聚合技术研究与实现随着人们对卫星通信业务的高速率及安全性的需求不断增加,卫星通信系统应在相关技术、整体架构等方面不断演进以满足持续增长的用户需求。但是卫星通信系统的发展受制于两个不容忽视的缺点:一方面,卫星通信系统频谱资源受限,但是传统卫星中固定的频谱分配方式及空闲离散频段无法得到充分利用,加剧了频谱资源紧张的问题;另一方面,卫星对地覆盖面积大,信号更易被截获,降低了通信安全性,而传统的扩频安全技术会导致系统通信效率的降低。 在这样的情况下,将认知无线电(Cognitive Radio,CR)思想与频谱分割、置乱、聚合相结合的滤波器组多载波技术,应用于卫星通信系统上,无疑为解决卫星通信的两个缺点提供了新思路:第一,认知无线电能够高效利用动态信道频谱资源提高通信效率;第二,在这种动态改变发射参数体制下采用高灵活性的频谱分割与聚合技术实现信号任意带宽分割,既能解决大带宽信号无法接入频谱零散信道的问题,系统抗截获性能也得到明显提升;第三,分割与聚合滤波器组技术无需改变原卫星通讯的调制方式,甚至不用或少量改动原卫星通讯收发设备。因此,本文对频谱分割与聚合的相关技术和存在的问题进行了相关研究与分析。 论文主要内容如下:(1)阐述了地面通信现有的高效多载波通信技术在卫星通信中的限制,并对分割与聚合滤波器组技术的基本原理和技术优势进行论述,对频谱分割与聚合技术的关键技术进行详细分析和推导,并通过仿真软件搭建频谱分割与聚合通信系统,验证和分析了QPSK信号下的频谱分割与聚合通信系统与性能。(2)分析和推导了分割与聚合滤波器组技术中,由于卫星通信系统传输链路时延大而导致的相位失真问题以及导频相位补偿方法与盲相位补偿方法,并根据仿真软件验证和分析了基于导频的相位补偿方法与盲相位补偿方法的可行性

无线电环境中的动态频谱分配

无线电环境中的动态频谱分配 林晶 北京邮电大学电信工程学院，北京(100876) E-mail：linjing0597@https://www.wendangku.net/doc/b58136951.html, 摘要：本文简要介绍了为了解决无线通信频谱紧张的现状提出的动态频谱分配的方法。首先介绍了频谱分配的3种基本方法，并将他们进行比较，引出contiguous动态频谱分配。重点介绍了全局，时域和空域方面动态频谱分配的经典算法结构。 关键词：固定频谱分配，动态频谱分配，contiguous动态频谱分配 1.引言 目前的无线电频谱被划分为不重叠的区域，并把他们分配给不同的无线电标准。频谱的独有使用解决了标准之间冲突的问题，但是这种频谱固定分配（FSA）仍然存在着许多缺点。首先，先前被分离的不同无线行业现在正在有合并的趋向，由不同系统支持的服务的界限也变得模糊不清。随着核心网连接不同系统形成了一个复杂的无线网络，在将来也会有更大的兼并。它影响了过去这种对于不同服务的调整机制，使得它变得不不合时宜。其次，大部分的通信网络受限于时间和地点的变化，所以在某时某地某些用户的无线频谱处于不充分利用时，其他某个用户正处于频谱短缺的时候。基于无线频谱的商用价值和频谱利用率的重要性，诸如此类的浪费必须避免。所以，动态频谱分配（DSA）应运而生。 2.动态频谱分配的方法 对于DSA的方法，比较被给予肯定的DSA方法有两种[1]：contiguous DSA 和 fragmented DSA。如图2-1，表示了固定频谱分配（FSA），contiguous DSA 和 fragmented DSA这三种频谱分配方法的示意图。 图2-1 固定频谱分配，contiguous DSA 和 fragmented DSA的频谱分配示意图[1] 固定频谱分配将临近的频谱分配给临近的RAN，频谱之间有适当的保护频带。但顾名思义，无论业务量大小，分配给各RAN的频谱量是固定不变的。contiguous DSA可以被看成是FSA到DSA的演变阶段，它仍然使用邻近的频谱分配给不同RANs，在频谱之间也有适当的保护频带将他们分开，但是，分配给不同系统的频谱宽度可以根据业务量变化。只有

调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程,而解调是将信道中来的频带信号恢复

调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程。 调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。该过程称为解调。 根据所控制的信号参量的不同，调制可分为： 调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。 调频，使载波的频率随调制信号的大小变化而变化，而幅度保持不变的调制方式。 调相，利用原始信号控制载波信号的相位。 一、FM信号的频谱 1、消息信号是[-5,5]之间均匀分布的随机整数，产生的的时间间隔为1/10s，消息信号采用FM调制载波cos2*pi*fc*t。假设fc=250,t=[0,10]，kf=50。画出消息信号和已调信号的频谱。 clear all ts=0.001; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:10-ts; %时间向量 fs=1/ts; %抽样频率 df=fs/length(t); %fft的频率分辨率 msg=randint(100,1,[-3,3],123); %生成消息序列,随机数种子为123

msg1=msg*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱 f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(2,1,1) plot(t,fftshift(abs(Pm))) title('消息信号频谱') int_msg(1)=0; %消息信号积分 for ii=1:length(t)-1 int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; end kf=50; fc=250; %载波频率 Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号 Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM信号频谱subplot(2,1,2) plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM信号频谱') Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率 Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率 fm=50; betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数 W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽 2、正弦波信号的频谱 clear all ts=0.001; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:10-ts; %时间向量 fs=1/ts; %抽样频率 df=fs/length(t); %fft的频率分辨率 msg=sawtooth([0:1:99]*pi/8,0.5); msg1=msg.'*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t));

高频复习题 第5章 频谱的线性搬移电路讲解

第5章频谱的线性搬移电路 本章与第六章整合，参见第六章 第6章振幅调制、解调与混频 6.1自测题 6.1-1调制是。 6.1-2调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用才能实现。 6.1-3 产生单边带信号的方法有和。 6.1-4大信号检波器的失真可分为、、和。 6.1-5大信号包络检波器主要用于信号的解调。 6.1-6 同步检波器主要用于和信号的解调。 6.1-7混频器的输入信号有和两种。 6.1-8变频电路功能表示方法有和两种。 6.1-9为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系数。 6.2思考题 6.2-1为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和小信号放大在本质上有什么不同之处？ 6.2-2写出图6.2-2所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。 图6.2-2 6.2-3振幅检波器一般有哪几部分组成？各部分作用如何？

6.2-4下列各电路能否进行振幅检波?图中RC为正常值,二极管为折线特性。 图6.2-4 6.2-5 变频作用是怎样产生的？为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用？变频与检波有何相同点与不同点？ 6.2-6如图思6.2-6所示。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为g d的直线，且二极管工作在受u L控制的开关状态。能否构成二极管平衡混频器？求各电路输出电压u0的表示式。 图6.2-6 6.2- 7.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案(f1=f s+f i)。说明如下情况是何种干扰。 (1)当接收有用信号频率f L=500KHz时,也收到频率为f M=1430KHz的干扰信号。 (2)当接收有用信号频率为f s=1400kHz时,也会收到频率为f M=700kHz的干扰信号。 (3)当收听到频率为f s=930kHz的信号时,同时听到f M1=690KHz,f M2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。 6.2-8 晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压V Q、本振电压u L(t)如图思6.2-8所示,试问哪些情况能实现混频?哪些不能?

LTE频谱分配

D频段:2570M~2620M F频段:1880M~1920M E频段2320M~2370M 中国移动获得130MHz频谱资源，频段分别为1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz； 中国联通获得40MHz频谱资源，频段分别为2300-2320 MHz、2555-2575 MHz； 中国电信获得40MHz频谱资源，频段分别为2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。 什么是频谱？ 4G网络是通过无线电波进行信息的传输，而无线电波则具有不同的频率，每一块频率范围可以划分成一个频段，也可以称之为一个频谱。一般来说，300MHz-30GHz的频谱适用于无线通信和无线网络。 在移动通信领域，频谱扮演着非常关键的角色。没有合适的频段，通话和数据下载就无从谈起，且频段资源是否足够好，都会直接影响手机通话和网络传输的表现。因此，频谱的划分，或许能决定未来的产业发展格局。 频谱不同，意味着什么？ 根据通信原理，频率越高的频谱，信号覆盖能力越差，就越需要在组建网络时增近基站之间的距离，即需要建造更多的通信基站，这就会增加运营商网络覆盖的成本，并对终端设备提出更高的要求。因此，在实际中，运营商更希望获得较低的频谱。 为何此次划分的频谱都为高频谱？ 从全球来看，700MHz/1.8GHz/2.6GHz三大频段为海外运营商选择的4G频段的主流。其中，700MHz频谱一直被运营商视为4G布网的黄金频段。 但在中国，700MHz频谱被广电控制。鉴于目前错综复杂的利益关系，广电退频的可能性微乎其微。因此，有关部门暂时未将700MHz频谱列在划分范围内。 此外，由于铁路，电力等行业已占据大多数低频谱资源，而移动通信的发展却需要大量的频谱资源，这就使运营商不得不采用高频段频谱。 此次频谱分配，对运营商意味着什么？ 从总体来看，频谱划分方案的确定，意味着4G商业化的倒数第二步已经开始启动，只差最后一个悬念——4G牌照发放。 从频谱高低来看，除中国移动的1800MHz频段外，三家运营商都将使用高频段部署TD-LTE

基于Matlab的频谱搬移

基于Matlab的频谱搬移 %9-21 R=0.005; t=-1.2:R:1.2; tao=2; x=rectpuls(t,tao); figure(1);plot(t,x);axis([-2 2 0 1]); y=x.*cos(10*pi*t); %X=fourier(x); %Y=fourier(y); figure(2); subplot(2,2,1);plot(t,x); axis([-2,2,0,1.2]) xlabel('t');ylabel('x(t)'); subplot(2,2,3);plot(t,y); xlabel('t');ylabel('y(t)=x(t)*cos(10*pi*t)'); W1=40; N=1000; k=-N:N; W=k*W1/N; X=x*exp(-j*t'*W)*R; X=real(X); Y=y*exp(-j*t'*W)*R; Y=real(Y); subplot(2,2,2);plot(W,X) xlabel('w');ylabel('X(w)'); subplot(2,2,4);plot(W,Y) xlabel('w');ylabel('Y(w)');

-2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1 1.5 2 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1 -2 -1 012 00.5 1 t x (t ) -2 -1 012-1-0.500.5 1t y (t )=x (t )*c o s (10*p i *t ) -40 -20 02040 -10 1 2 w X (w ) -40 -20 02040 -0.500.51 1.5w Y (w )