通信原理调制
一、引言
通信是人类社会发展的重要组成部分，而调制则是通信中一项关键的技术。调制是将要传输的信息信号通过调制技术转换成适合传输的载波信号，使其能够在传输介质中传播。本文将从通信原理调制的角度，介绍调制的基本概念、原理和常见调制方式。
二、调制的基本概念
调制是将信息信号和载波信号进行合理的组合，使得信息信号能够传输到目标地点。在通信中，信息信号通常是指要传输的声音、图像或数据等。而载波信号则是指用于传输信息信号的电磁波信号，其频率通常比信息信号高得多。调制的目的是通过改变载波信号的某些特性来携带和传输信息信号。
三、调制的原理
调制的原理基于以下两个基本概念：频率和相位。频率是指波形在单位时间内重复的次数，而相位是指波形相对于某一固定参考点的位置。调制通过改变载波信号的频率或相位来携带信息信号。
1. 频移键控（FSK）
频移键控是一种常见的调制方式，它通过改变载波信号的频率来传输信息。在FSK中，不同的频率代表不同的数字或字符。发送端根据要传输的信息，选择不同的频率来改变载波信号，接收端通过解
调将不同频率对应的信息信号恢复出来。
2. 相移键控（PSK）
相移键控是另一种常见的调制方式，它通过改变载波信号的相位来传输信息。在PSK中，不同的相位代表不同的数字或字符。发送端根据要传输的信息，选择不同的相位来改变载波信号，接收端通过解调将不同相位对应的信息信号恢复出来。
3. 幅度键控（ASK）
幅度键控是一种将信息信号转换成载波信号幅度的调制方式。在ASK中，载波信号的幅度有两种状态，通常为高电平和低电平，分别对应于不同的信息信号。发送端根据要传输的信息，选择不同的幅度来改变载波信号，接收端通过解调将不同幅度对应的信息信号恢复出来。
四、调制的应用
调制技术广泛应用于各种通信系统中，包括无线电通信、有线通信和光纤通信等。以下是几个常见的调制应用示例：
1. 调频广播：调频广播使用FM调制方式，将音频信号转换成FM 调制的载波信号，实现音乐和语音的广播传输。
2. 数字调制：数字通信系统中常用的调制方式有PSK、FSK和QAM等。数字调制能够将数字信号转换成适合传输的模拟信号，
实现高速、可靠的数据传输。
3. 电视信号传输：电视信号通常使用调幅（AM）或调频（FM）调制方式，将图像和声音信号转换成适合传输的电磁波信号，实现电视节目的传输和接收。
4. 光纤通信：光纤通信使用光的强度和频率来传输信息，光信号经过调制后转换成适合在光纤中传输的信号，实现高速、远距离的光纤通信。
五、总结
调制是通信中的关键技术之一，通过改变载波信号的频率、相位或幅度，将信息信号转换成适合传输的信号。常见的调制方式有FSK、PSK和ASK等。调制技术在无线电通信、有线通信和光纤通信等领域有广泛的应用。了解调制原理和应用，对于理解和应用通信技术具有重要意义。
第9章现代调制技术 基本内容：本章主要介绍几种先进的调制技术，它们有的已在广泛应用，有的正开始用于新一代通信系统和通信网，并具有长足发展和应用前景。本章作为第6章基本数字调制的继续和深入，从机制和原理及技术实施上均体现了不同特色。 知识点及层次 (1) MSK、QAM系统构成特点、信号分析与性能评价。 (2) 扩频调制的特色，扩频主要参量和性能分析。 (3) TCM的构思和实施Ungerboeck编码调制的基本步骤及性能评价。 (4) 多载波调制和OFDM技术基本原理。 9.1 正交调幅 正交调幅（QAM）是一个信源符号同时控制载波2个参数的调制方式，故而又称幅-相键控（APK）。QAM属于多元调制，M≥4，因此当M>4时，可称为MQAM;M=4时，为QAM，但“QAM”又是M≥4的通用名称。 9.1.1 QAM信号设计特点 (9-1)
其中(a i，b i)为QAM同相项和正交项系数，E0是QAM最小幅度载波信号能量，T为符号间隔。 M=4的QAM信号系数: (9-2) QAM（M=4）的具体表示式为: (9-3)特点:当M=4时，QAM与QPSKπM系统具有相同表达式与星座图。由式（9ˉ3）可知，它与QPSK表达式等效4个信号状态依次各差π/2，分别表示一个双比特符号。一些小差异是QAM表示式幅度高2倍，这无关紧要。 9.1.2 MQAM相干接收抗噪声性能 ●相干解调输出 同相与正交支路“相关器”输出的信号加噪声混合值为
(9-4)●误差概率公式 每支路差错率为 (9-5)正确概率为，则符号错误概率为 (9-6)●计算平均能量（M个信号平均能量） (9-7)其中 (9-8)
第三章（模拟调制原理）习题及其答案 【题3－1】已知线性调制信号表示式如下： （1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】 （1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图 设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有 ()[()()2 ()()] [(7)(5)(5)(7)] 2 M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π δδδδπ δδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-= +Ω+-Ω++Ω+-Ω
（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图： 设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有 ()[()()] [()()2 ()()] [(6)(6)] [(7)(5) 2 (7)(5)] M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπ δδδδπδδπ δδδδ=++-+ +Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω 【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
【答案3－2】 AM波形如下： 通过低通滤波器后，AM解调波形如下： DSB波形如下：
通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下： 由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。 【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4 cos10t π， 进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】 可写出上边带的时域表示式 4411 ?()()cos ()sin 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin1021 [cos12000cos8000cos14000cos 6000]41 [cos8000co 4m c c s t m t w t m t w t t t t t t t t t t t t πππππππππππ= -=+-+=+++- -s12000cos 6000cos14000] 11 cos12000cos1400022t t t t t πππππ+-=+ 其傅立叶变换对
实验十三模拟调制解调实验（FM） 实验内容 1.模拟调制(FM)实验 2.模拟解调(FM)实验 一、实验目的 1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。 2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。 3.了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。 二、实验电路工作原理 (一)模拟调制实验 1.变容二极管工作原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如图8-1所示。从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。 图8-1 变容二极管调频
f
因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a ） 中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。 2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件 设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为LC f π21 = 。为了获得线性调制， 频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。由以 上二式可得LC Au π21 =，将上式两边平方并移项可得22 22)2(1-==Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比 时，振荡频率就与调制电压成正比。 3. 调频灵敏度 调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。 设回路电容的C-u 曲线可表示为n Bu C -=，式中B 为一管子结构即电路串、并固定电容有关的参数。将上式代入振荡频率的表示式LC f π21= 中，可得 LB u f n π22 = 调制灵敏度 LB nu u f S n f π412 -= ??= 当n ＝2时 LB S f π21= 设变容二极管在调制电压为零时的直流电压为U 0,相应的回路电容量为C 0,振荡频率为 021LC f π= ，就有
简答： 简述在模拟调制中改善门限效应的基本原理及方法。 答：当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象，该特定的输入信噪比称为门限，由包络检波器的非线性解调引起的。改善方法：①预加重和去加重技术②调频回授鉴频法③锁相环路鉴频法 写出二进制序列（-1）1 0000 0000 0000 1 1对应的AMI及HDB3码。P141 简述数字调制与模拟调制之间的异同点？多进制调制与二进制调制相比具有什么特点？P180; 答：数字调制与模拟调制就调制原理而言完全一样，因为数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况；然而由于数字信号具有开关特性，因此数字信号的调制可以利用其开关特性来实现，即键控方式，这样可以使调制实现起来简单。多进制调制相比二进制调制在信息速率相同的情况下，可以获得较高的频谱利用率，进制数越高，频谱利用率也就越高；但抗干扰能力则较二进制有所下降，且进制数越高，抗干扰能力越差。 将NBFM和AM信号频谱的比较，有何异同？P107 答：两者都含有一个载波和位于正负ωc处的两个边带，所以它们的带宽相同。 不同的是，NBFM的两个边频分别乘了因式[1/(ω - ωc)]和[1/(ω + ωc)] ，由于因式是频率的函数，所以这种加权是频率加权，加权的结果引起调制信号频谱的失真。 另外，NBFM的一个边带和AM反相。 传送单频信号时，常规双边带信号的不失真传输条件是什么？P87 |m（t）|max<=A0 分别写出二进制信息码（-1）1 0000 1 1 0000 1 000000 1和（-1）1 0000 0000 0000 1 1所对应的HDB3码。PPT P39。书P141 写出对应的HDB3码 1、a n: （-1）1 0000 1 1 0000 1 000000 1 2、a n: （-1）1 0000 1 1 0000 11 00000 1 3、a n: （-1）1 0000 0000 0000 1 1 1、a n: 1 0000 1 1 0000 1 0000 00 1 HDB3码: +1 000V+-1+1B-00V- +1 000V+ 00-1 2、a n: 1 0000 1 1 0000 1 1 0000 0 1 HDB3码: +1 000V+-1+1B-00V- +1-1B+00V+ 0-1 3、a n: 1 0000 0000 0000 1 1 HDB3码: +1 000V+ B-00V- B+00V+-1+1 简单增量调制的主要优缺点是什么? 答：优点：①低比特率时,量化信噪比高于PCM. ②抗误码性能好,能在误码率较高的信道里工作 ③编译码器比PCM 简单. 缺点：存在斜率过载和动态范围问题。
通信原理中调制的方式 在通信原理中，调制是指将低频信号（也称为基带信号）通过改变高频载波信号的某些特征来实现信号传输的过程。调制技术广泛应用于无线通信、有线通信以及广播电视等领域。根据调制的方式不同，可以分为模拟调制和数字调制两类。 模拟调制是指将模拟信号经过调制器转换为模拟调制信号的过程。常见的模拟调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。 调幅（AM）是一种广泛应用于广播和短波通信的调制方式。它是通过改变载波的振幅，将基带信号转换为调幅信号。调幅信号的特点是频谱宽度较宽，抵抗干扰能力较差。因此，在调幅信号的传输过程中会受到大气、电离层、多径传播等影响因素的干扰。 调频（FM）是一种基于频率改变的调制方式。它是通过改变载波的频率，将基带信号转换为调频信号。调频信号的特点是抗干扰能力较强，传输质量较好。调频信号广泛应用于广播、电视和电话等领域。 调相（PM）是一种基于相位变化的调制方式。它是通过改变载波的相位，将基带信号转换为调相信号。调相信号的特点是抗干扰能力较强，频带利用效率较高。调相信号广泛应用于雷达、导航系统等领域。 相对于模拟调制，数字调制是在数字通信系统中应用的一种调制技术，它将离散
的数字信号映射到连续的模拟载波中，以进行高速数据传输。常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK、QAM等。 振幅移键（ASK）是一种将数字信息转换为振幅的调制方式。通过改变载波的振幅来表示数字信号的0和1。ASK调制的优点是简单易于实现，但抗噪声和抗干扰能力较弱。 频移键（FSK）是一种将数字信息转换为频率的调制方式。通过改变载波的频率来表示数字信号的0和1。FSK调制的特点是频谱紧凑，抗干扰能力较强。 相移键（PSK）是一种将数字信息转换为相位的调制方式。通过改变载波的相位来表示数字信号的不同状态。PSK调制的特点是频带利用率高，但对相位偏移敏感。 正交幅度调制（QAM）是一种结合了ASK和PSK的调制方式。它将数字信息转换为振幅和相位的组合形式，以实现更高的传输速率。QAM调制可以同时传输多个比特，因此在有限带宽的信道上实现更高的数据传输率。 总结起来，调制是通过改变载波的某些特征，将低频信号转换为高频信号，以实现信号传输的技术。模拟调制主要包括调幅、调频和调相等方式，而数字调制则包括ASK、FSK、PSK和QAM等方式。不同的调制方式具有不同的特点和应用
实验八模拟调制解调实验（AM） 实验内容 1.模拟调制(AM,DSB,SSB)实验 2.模拟解调(AM)实验 一. 实验目的 1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的方法。 2.研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。 3.通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形。 4.掌握二极管峰值包络检波的原理。 二.实验电路工作原理 (一) 调制实验 幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是需 外加455KHz高频信号，1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图7-2所示。 图中WB01用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（＋12V，－ 8V），所以5脚偏置电阻RB08接地。电阻RB03、RB11、RB12、R02、R09为器件提供静态偏 置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。载波信号加在V1－V4的输入端， 即引脚8、10之间；载波信号Vc经高频耦合电容CB01从10脚输入，CB02为高频旁路电容，使8脚交流接地。调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间，调 制信号VΩ经低频偶合电容EB01从1脚输入。2、3脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动 态范围。当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动 放大器的两集电极（即引出脚6、12之间）输出。 (二) 解调实验 检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的 高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致， 故又称为包络检波器。 假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况， 在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。 若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波 工作的调幅接收机的检波器即属此类。
一、数字通信系统模型 2 数字通信系统的特点（与模拟通信相比） 优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；数字业务，容易实现多网合一 （包括与计算机相连）；易于实现集成化，（数字设备可靠性高、数字硬件实现灵活）；易于加密处理，且保密性好 缺点： 需要更宽的传输带宽 （如一路模拟话音为4KHz, 数字话路为64kHz 带宽）数字通信的优点以带宽为代价；需要复杂的同步系统 3 通信系统主要性能指标 通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：在给定带宽条件下，能够传输更多的消息。 指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 模拟通信系统： 有效性：有效传输带宽（与调制方式有关） （一路话音信号：SSB:4kHz; DSB:8KHz; FM:>8kHz ）。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 数字通信系统 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 码元传输速率RB ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ），简记为B 。 式中T － 码元的持续时间（秒） 信息传输速率Rb ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps 码元速率和信息速率的关系 或 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即 或 可靠性：常用误码率和误信率表示。 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 图1-5 数字通信系统模型 ) B (1T R B =) b/s (log 2 M R R B b =)B (log 2M R R b B =) B aud/H z (B R B = ηH z)b/(s ?=B R b b η
第一章绪论 1、通信的目的:传递消息中所包含的信息。 2、信息：是消息中包含的有效内容 3、模拟信号信号的参量取值是连续(不可数、无穷多)的（抽样信号未量化仍为模拟信号） 数字信号信号的参量取值是可数的有限的 4、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数 字通信系统；按照传输媒介、通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统 5、模拟消息⇔原始电信号（基带信号）；基带信号⇔已调制信号（带通信号) 6、数字通信系统模型 信源编码与译码目的：①提高信息传输的有效性②完成模/数转换 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力，提高可靠性 基本的数字调控方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK)、相对（差分）相移键控(DPSK） 按同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群（帧）同步、网同步 7、数字通信的特点 优点 ①抗干扰能力强，且噪声不积累 ②传输差错可控 ③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。（便于将来自不同 信源的信号综合到一起传输） ④易于集成，使通信设备微型化，重量轻 ⑤易于加密处理，且保密性好 缺点： ①需要较大的传输带宽 ②对同步要求高 8、按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类:有线通信系统和无线通信系统 频分复用是用频谱搬移的方法是不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同的信号。 9、单工、半双工和全双工通信 单工通信：消息只能单方向传输的工作方式 半双工通信：通信双方都能收发消息,但不能同时收发的工作方式 全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方 10、信息及其度量 P（x）表示信息发生的概率，I表信息中所含的信息量 上式中对数的底： 若a = 2，信息量的单位称为比特（bit) ，可简记为b 若a = e，信息量的单位称为奈特（nat）， 若a = 10，信息量的单位称为哈特莱(Hartley) 。 通常广泛使用的单位为比特，这时有 【例1】设一个二进制离散信源,以相等的概率发送数字“0"或“1”,则信源每个输出的信息
通信原理教案 通信原理教案 一、教学内容： 本课程主要介绍通信原理的基本概念、原理及应用。包括传输介质、编码方式、调制原理、数字通信系统、模拟通信系统、无线通信等内容。 二、教学目标： 1. 了解通信原理的基本概念和原理； 2. 掌握不同传输介质的特点和应用； 3. 理解不同编码方式的工作原理； 4. 了解调制原理的基本概念和应用； 5. 掌握数字通信系统和模拟通信系统的基本原理和应用； 6. 了解无线通信的基本原理和应用。 三、教学重点： 1. 通信原理的基本概念和原理； 2. 不同传输介质的特点和应用； 3. 不同编码方式的工作原理。 四、教学过程： 1. 导入：通过展示一段通信原理的实际应用场景，引起学生对
通信原理的兴趣和好奇心。 2. 知识讲解：根据教学大纲，对通信原理的基本概念和原理进行详细讲解。重点介绍传输介质的种类和特点，不同编码方式的工作原理以及调制原理的基本概念。 3. 示范实验：通过展示一些实际的通信原理实验，让学生亲自操作和观察实验现象，加深对通信原理的理解和认识。 4. 练习：设计一些练习题和实践任务，让学生进行巩固和应用，检验学生对通信原理的掌握情况。 5. 总结归纳：对本节课内容进行总结和归纳，强调重点和难点，澄清学生对通信原理的问题和疑虑。 六、教学资源： 1. 课件和教材：提供相关通信原理的教学课件和教材，供学生学习和参考。 2. 实验设备和器材：提供一些实验设备和器材，供学生进行实验操作和观察。 3. 练习题和实践任务：设计一些练习题和实践任务，供学生巩固和应用所学知识。 七、教学评价：
通过学生的实验操作和练习任务，进行实际观察和评价，检验学生对通信原理的掌握情况。同时，通过课堂讨论和答疑，了解学生对知识掌握情况的进一步了解。根据评价结果，及时进行教学反馈和调整，提高教学效果和学生的学习积极性。 八、教学总结： 通过本节课的学习，学生对通信原理的基本概念和原理有了一定的了解和掌握，对不同传输介质、编码方式、调制原理以及数字通信系统、模拟通信系统、无线通信等内容有了一定的认识。在今后的学习和实践中，学生能够更好地理解和应用通信原理相关知识，为未来从事相关工作打下坚实的基础。
DPSK调制解调实验 一、实验任务 利用卷积编码、DPSK调制和前导码等技术构建通信系统，学习其发射机结构和工作原理，学习其接收机结构，实现接收机代码，完成接收信号的滤波、DPSK 解调、定时同步和卷积码译码。通过该DPSK系统实验，能对通信系统的一般流程与模块功能有更清晰的认识，同时掌握差分编解码方法和基于前导码的定时同步方法。 二、实验基本原理 2.1 发射机结构 DPSK通信系统发射机如图1所示，具体步骤如下： 图 1 发射机结构 （1）随机信源比特从指定数据文件中读取。 （2）对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。 （3）在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的
定时同步。 （4）差分编码用于对比特流进行处理，以避免接收端的相位模糊。 （5）差分编码结果映射为BPSK码元，注意： 0映射为+1，1映射为-1。 （6）对BPSK码元上采样，从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs。 （7）脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。 （8）最后将信号送往发射电路发射。 2.2 接收机结构 DPSK通信系统接收机如图2所示，具体步骤如下： 图 2 接收机结构 （1）首先对来自接收电路的信号进行匹配滤波。 （2）然后进行DPSK差分相干解调。 （3）通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。 （4）对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。 （5）送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec, 译码结果要去掉6个尾比特。 2.3 关键信号 SendBit：发送的信源比特序列 SendBpsk：差分编码后的BPSK码元 SendSig： DPSK已调信号 RecvSigFiltered：接收信号匹配滤波
第5章 模拟调制系统 ● 基本概念 ⏹ 调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 ⏹ 广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调制） 。 ⏹ 狭义调制 － 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。 ⏹ 调制信号 － 指来自信源的基带信号 ⏹ 载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程 。 ⏹ 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。 ⏹ 已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。 ⏹ 解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 ⏹ 调制的目的 ◆ 提高无线通信时的天线辐射效率。 ◆ 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。 ◆ 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 ⏹ 调制方式 ◆ 模拟调制 ◆ 数字调制 ⏹ 常见的模拟调制 ◆ 幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 ◆ 角度调制：频率调制、相位调制 ● 5.1幅度调制（线性调制）的原理 ⏹ 一般原理 ◆ 表示式： 设：正弦型载波为 式中，A — 载波幅度； ωc — 载波角频率； ϕ0 — 载波初始相位（以后假定ϕ0 ＝ 0 ）。 则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成 式中， m (t )— 基带调制信号。 ◆ 频谱 () 0()cos c c t A t ωϕ=+()()cos m c s t Am t t ω=
设调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则已调信号的频谱为 ◆ 由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 ⏹ 5.1.1调幅（AM ） ◆ 时域表示式 式中 m (t ) － 调制信号，均值为0 ； A 0 － 常数，表示叠加的直流分量。 ◆ 频谱：若m (t ) 为确知信号，则AM 信号的频谱为 若m (t ) 为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。 ◆ 调制器模型 ◆ 波形图 ☐ 由波形可以看出，当满足条件： |m (t )| ≤ A 0 时，其包络与调制信号波形相同， 因此用包络检波法很容易恢复出原 始调制信号。 ☐ 否则，出现“ 过调幅” 现象。这时用 包络检波将发生失真。但是，可以 采用其他的解调方法，如同步检波。 ◆ 频谱图 ☐ 由频谱可以看出，AM 信号的频谱由 载频分量 上边带 [ ] ()())2m c c A S M M ωωωωω=++-00()[()]cos cos ()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω=+=+01 ()[()()][()()] 2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++-c t 0() m t (0A m +(AM s t ωω -M S
实验五DBPSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握DBPSK调制和解调的基本原理； 2、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路； 3、熟悉DBPSK调制载波包络的变化； 二、实验器材 1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、10号（选）、11号模块（选）各一块 3、双踪示波器一台 4、连接线若干 三、实验原理 1、DBPSK调制解调（9号模块）实验原理框图 DBPSK调制及解调实验原理框图 2、DBPSK调制解调（9号模块）实验框图说明 基带信号先经过差分编码得到相对码，再将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元
得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后经过差分译码恢复输出原始基带信号。其中载波同步和位同步由13号模块完成。 四、实验步骤 实验项目一DBPSK调制信号观测（9号模块） 概述：DBPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证DBPSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0100，13号模块的S3拨为0111。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节信号源模块的W3使256KHz 载波信号的峰峰值为3V。 4、实验操作及波形观测。 （1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”；
通信原理中调制概念的理解 调制是通信原理中的重要概念，它是将需要传输的信息信号与载波信号相互作用，使信息信号在频域或时间域上发生变化，从而可以通过信道传输到远处接收器。调制的主要目的是提高信息信号与载波信号的适配性，使得信息信号能够更好地传输，并且能够在接收端进行解调还原原始信息。 调制的过程可以分为两个阶段：调制（modulation）和解调（demodulation）。在调制阶段，信息信号的某些特征参数（如幅度、频率、相位等）被调制到载波信号上，形成调制信号。在解调阶段，调制信号通过信道传输到接收端后，经过解调器的处理，将调制信号中的信息信号参数还原出来，从而得到原始的信息信号。 调制的方法可以分为模拟调制和数字调制两大类。 模拟调制（Analog Modulation）是指将模拟信号调制到模拟载波信号上的方式。根据信息信号和载波信号的不同特征，模拟调制又可以分为幅度调制（Amplitude Modulation，AM）、频率调制（Frequency Modulation，FM）和相位调制（Phase Modulation，PM）等几种不同的调制方式。 幅度调制是将信息信号的幅度变化通过载波信号的幅度来调制的一种方法。在幅度调制中，信息信号的幅度变化被加到载波信号的幅度上，形成调制信号。幅度调制的优点是简单易实现，但它对信道的噪声和干扰较为敏感，也容易产生失真。
频率调制是将信息信号的频率变化通过载波信号的频率来调制的一种方法。在频率调制中，信息信号的频率变化被加到载波信号的频率上，形成调制信号。频率调制的优点是对信道的噪声和干扰较为不敏感，但它对带宽的要求比较高。 相位调制是将信息信号的相位变化通过载波信号的相位来调制的一种方法。在相位调制中，信息信号的相位变化被加到载波信号的相位上，形成调制信号。相位调制的优点是对信道的噪声和干扰较为不敏感，但它对抗干扰的能力相对较弱。 数字调制（Digital Modulation）是指将数字信号调制到载波信号上的方式。数字调制的特点是能够处理数字信号，具有较好的抗干扰性和可靠性。 在数字调制中，常用的调制方式包括振幅移键（Amplitude Shift Keying，ASK）、频率移键（Frequency Shift Keying，FSK）、相位移键（Phase Shift Keying，PSK）和正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）等。 振幅移键是指通过不同的振幅来表示不同的数字信息。在振幅移键中，载波信号的振幅发生变化，代表不同的数字信号。 频率移键是指通过不同的频率来表示不同的数字信息。在频率移键中，载波信号的频率发生变化，代表不同的数字信号。
第六章角度调制系统 6-1设角度调制信号()()0cos 200cos m S t A t t ωω=+ ①若()S t 为FM 波，且4F K =，试求调制信号()f t ； ②若()S t 为PM 波，且4P K =，试求调制信号()f t ； ③试求最大频偏max |FM ω∆及最大相位移max ()|PM t ϕ。 解：①FM 已调信号瞬时相位为0()200cos m t t t θωω=+，对其取导数得到瞬时角频率为 00() ()(200)sin ()m m F d t t t K f t dt θωωωωω= =+-=+ 因此调制信号为 ()50sin m m f t t ωω=- ②PM 已调信号瞬时相位为 00()200cos ()m P t t t t K f t θωωω=+=+ 因此调制信号为 ()50cos m f t t ω= ③由FM 信号瞬时频率0()(200)sin m m t t ωωωω=+-，可得最大频偏为 m FM ωω200|max =∆ 由PM 信号瞬时相位t t m ωϕcos 200)(=，可得最大相偏为 200|)(max =PM t ϕ 6-2用频率为10kHz ，振幅为1V 的正弦基带信号，对频率为100MHz 的载波进行频率调制，若已调信号的最大频偏为1MHz ，试确定此调频信号的近似带宽。如果基带信号的振幅加倍，此时调频信号的带宽为多少？若基带信号的频率加倍，调频信号的带宽又为多少？ 解：①由题目可知6 110f Hz ∆=⨯ ，4110m f Hz =⨯ 。根据卡森带宽公式可以得到调频信 号的带宽近似为 Hz f f B m FM 61002.2)(2⨯=+∆≈ ②以单音调制为例：m F A K =∆ω。当A m 加倍时，ω∆加倍，故此时调频信号最大频偏为 Hz f 6102'⨯=∆ 其带宽近似为