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第三章 数字调制解调技术

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《数字调制解调电路》课件

《数字调制解调电路》课件

数字调制解调电路在通信系统中的应 用实例
无线通信
广泛应用于移动通信、无线 数据传输等领域。
光纤通信
用于长距离光纤传输系统的 数字信号传输。
卫星通信
在卫星与地面站之间进行数 字信号传输。
常用数字调制解调芯片的选型及应用
1 AD I AD 9361
广泛应用于无线电、 雷达和诊断设备中的 调制解调系统。
PSK调制技术的原理及应用
PSK调制技术将数字信号转换为相位变化的模拟信号，常用于数字通信和调制解调器。
QAM调制技术的原理及应用
QAM调制技术将两个调制信号的幅度和相位变化相结合，常用于有线和无线 通信系统。
数字调制解调电路中的信号恢复方法
1 包络检测
通过检测信号的包络来提取原始信号。
2 相干解调
未来发展趋势包括更高的传输速率、更低的功耗、更高的带宽效率以及更广 泛的应用领域。
3
直接数字频率合成
利用数字信号生成不同频率的信号，实现调制。
调制信号的分类及特点
模拟调制信号
连续变化，带宽较宽， 易受干扰。
数字调制信号
离散变化，带宽较窄， 抗干扰能力强。
混合调制信号
模拟和数字信号的结合， 综合了两者的特点。
调制技术的应用领域
通信领域
在无线通信中广泛应用于语 音、视频和数据的传输。
《数字调制解调电路》 PPT课件
这是关于数字调制解调电路的PPT课件，内容包括：
什么是数字调制解调电路？
数字调制解调电路是一种将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号还原为模拟信号的电路。
数字调制技术的基本原理
1
正交调制
通过将数据信号与正交载波相乘，实现信息的传输。

数字调制解调

数字调制解调

电视的实现，不仅扩大和延伸了人们的视野，而且以其形象、生动、及时的优点提高了信息传播的质量和效率。

在当今社会，信息与电视是不可分割的。

多媒体的概念虽然与电视的概念不同，但在其综合文、图、声、像等作为信息传播媒体这一点上是完全相同的。

随着社会的不断进步，数字技术、数字视频技术、计算机技术等的发展也是日新月异，早已引起了世界各国的极大关注和巨大的投入，我国已做过多次数字电视的试播试验，有线数字电视已正式播岀。

世界上主要发达国家将在2010年前后全部播出数字电视，甚至停播传统的模拟电视。

我国预计在2015年实现这一目标，提前的可能性也很大。

字调制与解调众所周知，数字信号（基带信号）未经调制是很难有效地进行无线传输或者远距离的有线传输。

因此，在数字电视等数字视频技术中，其发送端需要对基带信号做数字信号的调制处理；在接受端，需要对做数字信号解调处理。

三种基本调制方式数字幅度调制又称幅移键控(ASK) o(amplitude shift keying) 数字频率调制又称频移键控(FSK)。

(frequency shift keying) 数字相位调制又称相移键控(PSK) o(phase shift keying)此外，还有改进型的和复合的数字调制方式(QAM,MQAM, QPSK等)。

幅移键控（ASK）多进制幅移键控（MASK）正交幅度调制（QAM）多电平正交调幅（MQAM）幅移键控（ASK ）幅移键控（ASK ）:是一种以数字信号对载频 幅度进行控制的一种调制。

幅移键控（ASK ）的调制框图如下图所示:cos cate (t)e (疋)=* cos幅移键控（ASK ）有二种基本的解调方式：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法 ）,其基本框图如下：幅移键控（ASK ）的解调•带通滤波器 /氐通滤波器-> 抽样判决器->半波或全波整流器 非相干解调定时脉冲进制幅移键控二进制幅移键控是出现得最早的一种调制方式，二进制数字调幅有二种情况：一种是数字基带信号为0, 1的单极性调制；一种是数字基带信号为T，1的双极性调制o（5）双极性不归零码已调幅信号: e2（ t） = -§2（t）COSO>0^（b） ASK凋制的有关波形多进制幅移键控（MASK）多进制（电平）幅移键控（SASK）则是以多个电平的矩形脉冲去对正弦（或余弦）载波进行的调幅，它的主要特点是频带利用率高。

调频广播发射机的数字调制与解调技术

调频广播发射机的数字调制与解调技术

调频广播发射机的数字调制与解调技术调频广播发射机作为广播传输的主要设备之一，起着将音频信号转化为无线电信号并传输到接收端的重要作用。

在调频广播发射机的设计与运行中，数字调制与解调技术发挥着关键的作用。

本文将介绍数字调制与解调技术在调频广播发射机中的应用及其相关原理。

一、数字调制技术在调频广播发射机中的应用数字调制技术通过将模拟信号转化为数字信号，实现信号的高效编码和传输。

在调频广播发射机中，数字调制技术可以较好地抗干扰、提高传输效率和扩大频谱利用率。

以下是一些常见的数字调制技术在调频广播发射机中的应用：1. 正交幅度调制（QAM）：正交幅度调制技术通过将调幅和调相结合，在相同的带宽内传输更多的信息。

调频广播发射机使用QAM技术可以提高数据传输速率和抗干扰能力。

2. 倍频调制（FM）：倍频调制是调频广播发射机中最常见的调制技术之一。

通过改变频率的变化速度，将音频信号转化为无线电信号。

使用数字调制技术，可以实现更精确的频率控制和调制效果。

3. 正交频分复用（OFDM）：正交频分复用技术将高速数据流分为多个较低速率的子流，分别调制到不同的子载波上，然后将它们合并为一个复合信号进行传输。

OFDM技术可在有限的频谱内传输更多的数据，并提高系统的容错能力。

4. 直接数字频率合成（DDS）：DDS技术可用于产生高精度的频率合成信号。

通过数字控制，可以实现频率的实时调整和稳定性的优化，提高调频广播发射机的性能和效率。

二、数字解调技术在调频广播发射机中的应用数字解调技术是将数字信号转化为对应的模拟信号的过程，用于从接收到的信号中还原原始的音频信号。

以下是一些常见的数字解调技术在调频广播发射机中的应用：1. 直接数字解调（DDC）：直接数字解调技术通过将收到的数字信号经过基带处理和滤波，直接还原原始的音频信号。

DDC技术可以提高抗干扰性能和解调精度，并消除传统解调器中的模拟处理环节。

2. 程序控制解调器（DPU）：程序控制解调器是一种通过软件实现的数字信号解调设备。

《数字调制解调电路》课件

《数字调制解调电路》课件
通过改变信号的频率来实现调制。
数字解调的分类
同步解调
接收端和发送端的时钟同步，解调的过程中需要使 用发送端的时钟信号。
异步解调
接收端和发送端的时钟没有同步，解调的过程中不 需要使用发送端的时钟信号。
数字调制解调电路的设计要点
1
抗噪声性能
降低输入信号与噪声的干扰。
2
频率响应
保证信号的带宽和频率范围。
《数字调制解调电路》 PPT课件
数字调制解调电路的定义，基本原理和分类，涵盖幅度调制（ASK），频率调 制（FSK），相位调制（PSK）以及数字解调的分类，包括同步解调和异步解 调。同时还介绍了数字调制解调电路的设计要点和应用领域。最后，总结了 课件的主要内容。
数字调制解调电路的定义
数字调制解调电路是一种用来将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号的电路。它是数字通信 系统中的率和能量利用率。
数字调制解调电路的应用领域
数字通信
应用于现代通信系统，如手机、互联网等。
无线传输
用于卫星通信、无线电和电视广播等领域。
医疗设备
用于数字医疗设备，如心脏监护仪、血压仪等。
物联网
用于智能家居、智能城市、智能交通等。
课件结论和总结
数字调制解调电路是数字通信系统中不可或缺的部分。通过了解数字调制解 调电路的基本原理、分类、设计要点和应用领域，可以更好地理解和应用于 实际工程中，推动通信技术的发展。
数字调制解调电路的基本原理
1 调制（Modulation）
将低频信号（信息信号）嵌入到高频载波中，以便传输。
2 解调（Demodulation）
从调制信号中恢复原始的低频信号。
数字调制的分类
幅度调制（ASK）

数字调制解调技术

数字调制解调技术
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术 ①恒包络调制技术（不管调制信号如何变化，载波振
幅保持恒定）。恒包络调制技术有2FSK、MSK、GMSK、 TFM和GTFM等。恒包络调制技术的功率放大器工作在C 类，具有带外辐射低、接收机电路简单等优点，但其频带 利用率比线性调制技术稍差一些。
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术
图3-1 各类二进制调制原理波形图
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术 移动信道的基本特征如下： ①带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传
播特性； ②干扰和噪声的影响较大，这主要是由移动通信工作
的电磁环境所决定的； ③存在着多径衰落。
·信号频率偏移严格符合 1 4Tb
，相位调制指数 h
f1 f2 Tb
1/ 2 。
·以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间( Ts )内准确地线性变化
/2。
·在一个码元期间内，信号应是 1 载波周期的整倍数。 4
·在码元转换时刻，信号的相位是连续的，即信号波形无突变。
电子信息工程系通信技术教研室
输入及相位常数有关。在给定输入序列{ak} 的相位轨迹如图3-5所示。
MSK
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术
图3-5 MSK的相位轨迹
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术
2. MSK 信号的特点
MSK 信号具有如下特点：
·已调信号振幅是恒定的。
第3章 移动通信中的调制解调技术
其中,
k
k1
k1 k
ak ak1 ak ak1

计算机网络通信技术第03章 调制解调和多路复用技术

计算机网络通信技术第03章 调制解调和多路复用技术
频带传输系统的组成如图3－17所示，它 主要由调制器、解调器、信道、滤波器 和抽样判决器组成。
调制解调技术
在频带系统中，调制器、解调器是核心，调制解 调技术也是通信学科中的关键技术和重要内容。
在频带系统中还有功率放大器、混频器、馈线系 统、天线等部分，这些部分从原理角度看对信号不会 产生有本质变化，不列在频带系统中。
调制解调技术（2）
数据信号的调制是指利用数据信号来控制一定 形式高频载波的参数，以实现其频率搬移的过程。
高频载波的参数有幅度、频率和相位，因此， 就形成了幅移键控（ASK）、频移键控（FSK） 和相移键控（PSK）三种基本数字调制方式。
幅移键控（ASK）（ 1.定义 ）

幅移键控（ASK， Amplitude Shift Keying）又称幅度键控，
上，让载波通过；0信号时开关S断开，载波不能通过。这
种通过开关的通断达到载波的有无（实质上是改变载波的
幅度）所形成的信号也叫 OOK（On－off Keying）信号。
3．波形
由定义和实现逻辑都可画出2ASK信 号的波形，如图所示。
第03章 调制解调和多路复用技术
第03章 调制解调和多路复用技术
内容提要：
调制与解调 基带传输 频带传输 PSK、FSK、ASK 多路复用技术
调制和解调
在计算机与打印机之间的近距离数据 传输、在局域网和一些域域网中计算机间 的数据传输等都是基带传输。
基带传输实现简单，但传输距离受限。
④.抽样判决器：带有噪声的数据波形恢复成标准的数据基带信号。
1．理想基带传输系统
理想基带传输系统的传输特性具有理想低通特 性，其传输函数为
理想基带传输系统

数字调制解调技术基础

数字调制解调技术基础

6.2.5 交错QPSK（OQPSK）
图9 OQPSK调制器中同相和正交支路时间交 错的波形图
2.5 交错QPSK（OQPSK）
OQPSK信号一般可以写为
sOQPSK = 1 2 mI (t ) cos(2 πf c t + f 0 ) + 1 骣 Ts ÷ mQ ç t+ ÷ cos(2 πf ct + f 0 ) ç ÷ ç 2 桫 2 （6-26）
2 2
骣 sin π(- f - f c )Ts 桫 π(- f - f c )Ts
2
- f c )Tb 鼢 骣 sin π(- f - f c )Tb 鼢 + 鼢 f c )Tb 鼢 桫 π(- f - f c )Tb
2
（6-25）
2.4 四相相移键控QPSK
图6-6 QPSK信号的功率谱密度
2.4 四相相移键控QPSK
1.2 数字调制的性能指标
因此，最大可能的BMAX为
对于GSM，B = 200kHz，SNR = 10dB， 则有：
C = = lb(1 + 10) = 3.46(kbit/s)/Hz B
骣 S÷ C = B lb ç 1+ ÷ = 200 lb(1 + 10) = 691.886kbit/s ç ÷ ç 桫 N hBMAX
1.1 概述
新的多用途可编程数字信号处理器使得数 字调制器和解调器完全用软件来实现成为 可能。 嵌入式软件实现方法可以在不重新设计和 替换调制解调器的情况下改变和提高性能。
1.2 数字调制的性能指标
数字调制的性能指标通常通过功率有效性 p（Power Efficiency）和带宽有效性B （Spectral Efficiency）来反映。 功率有效性p是反映调制技术在低功率电 平情况下保证系统误码性能的能力，可表 述成每比特的信号能量与噪声功率谱密度 之比：

数字调制解调技术

数字调制解调技术

抗多径干扰能力主要取决于调制解调 算法的设计和实现，以及信号处理技 术的运用。常用的抗多径干扰技术包 括RAKE接收、信道估计与均衡、多 天线技术等。这些技术的应用可以有 效抑制多径干扰的影响，提高数字信 号的传输质量和稳定性。
05
数字调制解调技术的未 来发展
高频谱效率的调制解调技术
总结词
随着通信技术的发展，对频谱效率的要求越来越高，高频谱效率的调制解调技术成为研 究热点。
02
通过将多个载波信号进行调制 ，多载波调制能够提高信号传 输的效率和可靠性。
03
多载波调制具有频谱利用率高 、抗多径干扰能力强等优点， 因此在无线通信、宽带接入等 领域得到广泛应用。
03
数字解调技术
相干解调
相干解调是一种基于相位的解调方法，它利用发送信号的相位信息来恢复原始信 号。在相干解调中，接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行相位比较，以恢 复原始信号的相位信息。
抗多径干扰能力
抗多径干扰能力
总结词
详细描述
抗多径干扰能力是指数字调制解调技 术在存在多径干扰的情况下仍能保持 正常工作的能力。多径干扰是无线通 信中常见的问题，良好的抗多径干扰 能力能够提高通信质量。
抗多径干扰能力是评估数字调制解调 技术性能的重要指标，尤其在无线通 信中，它直接影响到通信的质量和稳 定性。
思路。
多模态调制解调技术
总结词
随着通信环境的多样化，多模态调制解 调技术成为研究的热点，以满足不同通 信环境下的需求。
VS
详细描述
多模态调制解调技术是指能够处理多种通 信模式的调制解调技术。目前已经出现了 一些多模态调制解调技术，如OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和SC-FDE （Single Carrier Frequency Domain Equalization，单载波频域均衡）等。这 些技术通过融合不同的通信模式，提高了 通信系统的灵活性和适应性，为未来通信 技术的发展提供了新的方向。

电子科技大学《移动通信原理》 第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术

电子科技大学《移动通信原理》 第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
~ 64kbps ），话音质 量好（4.0~4.5），占用较高带宽。 低速率话音编码时，话音质量显著下降。 PCM，DPCM，ΔM 等。
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
7


典型波形编码方式

PCM：Pulse-Code Modulation
2014年3月
1 1 1
* a1 a2
1 1 1
16
推广： b1 b2
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
数字调制器
exp j 2p f c t
二进制序列 比特变 符号
基带调 制
成形滤 波

si t
图3.3 数字调制器功能框图
2014年3月
各类二进制调制波形
14
数字调制技术分类
不恒定包络 ASK(幅移键控) QAM(正交幅度调制) MQAM(星座调制) FSK (频移键控) BFSK(二进制频移键控) MFSK(多进制频移键控) BPSK(二进制相移键控) DPSK(差分二进制相移键控) QPSK OQPSK(偏移QPSK) (正交四相 p/4QPSK 相移键控) DQPSK(差分QPSK) MSK(最小频移键控) GFSK(高斯滤波MSK) TFM(平滑调频)
对于M阶调制信号，有：
E s Eb log 2 M Eb log 2 M N0 N0 N0
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
18
频带利用率

也是带宽效率

每赫兹可用带宽可以传输的信息速率: R W b s Hz
R：为信息比特速率 R R log M s 2 W：信号所需带宽

第三章 2 无线通信中的数字调制与解调(宽带无线常用数字调制方法)

第三章 2 无线通信中的数字调制与解调(宽带无线常用数字调制方法)
9 这些技术的研究，主要是围绕充分节省频谱和高效率的 利用频带展开的。多进制调制，是提高频谱利用率的有 效方法。
z
数字调制技术可以大致分为线性和非线性的。
9 线性调制技术带宽效率高，所以非常适合用于有限频带 内要求容纳越来越多用户的无线通信系统。
2006-10-2
4/71
引言
z
无论我们研究出什么调制方式其目的都是一样的， 即为了满足移动通信的数字调制和解调器技术的要 求。对移动通信的数字调制和解调器技术有以下的 要求：
29/71
2006-10-2
四相相移键控 (QPSK)
z z
QPSK信号也可以采用正交调制的方式产生，正交调 制器可以看成由两个载波正交的BPSK调制器构成。 QPSK相位选择法调制原理如下图所示
串/并 变换 逻辑选相电路 带通 滤波器
输入
输出
45D
135D 225D 315D
四相载波发生器 相位选择法产生QPSK原理图
9 在信道衰落条件下，误码率要尽可能低； 9 发射频谱窄，对相邻信道干扰； 9 高效率的解调，以降低移动台功耗，进一步缩小体积和 成本； 9 能提供较高的传输速率； 9 易于集成。
2006-10-2
5/71
引言
z
在移动通信环境中，移动台的移动使电波传播条件 恶化，特别是快衰落的影响使接收场强急剧变化。
9 在选择调制方式时，必须考虑采取抗干扰能力强的调制 方式，能适用于快衰落信道，占有相对较小的带宽以提 高频谱利用率，并且带外辐射要小以减小对邻近波道的 干扰。
z
在线性调制技术中，传输信号的幅度s(t)随调制数字 信号m(t)的变化而线性变化，一般来说都不是恒包络。 在许多实际的移动无线通信系统中都使用非线性调 制方法，这时不管调制信号如何改变，载波幅度都 是恒定的，即恒包络调制。

现代数字通信技术-第三章-数字调制ppt课件

现代数字通信技术-第三章-数字调制ppt课件
MSK属于恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的研究，主 要是围绕着充分的节省频谱和高效率地利用可用频带这个中心而 展开的。随着通信容量的迅速增加，致使射频频谱非常拥挤，这 就要求必须控制射频输出信号的频谱。但是由于现代通信系统中 非线性器件的存在，引入了频谱扩展，抵消了发送端中频或基带 滤波器对减小带外衰减所做的贡献。
4状态8PSK TCM码结构
以4状态8PSK网格编码调制为例，如图6-2，它是 Ungerboeck 1975研究出的第一种TCM码。
第一部分 差分编码
第二部分 卷积编码
第三部分 分集映射
.
19
§3.3 TCM网格编码调制
网格编码调制器的一般构成法
把4状态8PSK TCM码的概念推广到一般。网格编 码调制（TCM）一般由三部分组成：第一部分是差分 编码，它与第三部分的合理结合可以解决接收端解 调时信号集相位的混淆问题。第二部分是卷积编织 器，将m比特编码成m+1比特。第三部分叫分集映射 （mapping by set partitioning），其任务将一个 （m+1）比特组对应为一个调制符号输出。（m+1） 比特组有2m+1种可能的组合，调制后的信号集星座 （constellation）想要与之一一对应，显然必须是 2m+1点的星座。
第三章 数字调制
§3.1 数字调制概述 简单数字调制 2ASK 2FSK BPSK DBPSK等 多进制调制 相移键控 QPSK 8PSK 正交幅度调制 16QAM 256QAM等
.
1
§3.1 数字调制概述
QPSK（4PSK） 信号星座图
01
01
00 11
10 11
.
00
10

数字调制解调技术100页PPT

数字调制解调技术100页PPT

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
数字调制解调技术
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

数字信号的调制与解调

数字信号的调制与解调

摘要为了使数字信号在信道中有效地传播，数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。

键控法，如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（2PSK）基本的调制方式，以使得信号与信道的特性相匹配。

相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。

在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。

基于MATLAB实验平台实现对数字信号的2PSK的调制与解调的模拟。

.本文详细的介绍了2PSK波形的产生和仿真过程加深了我对数字信号调制与解调的认知程度。

关键字：2PSK 调制解调仿真；目录摘要 (1)前言 (1)一设计原理 (2)1.1 设计平台 (2)1.2 设计思想 (5)1.3 设计框图 (7)二各模块功能 (9)三设计框图 (10)四仿真结果 (12)设计总结 (13)致谢 (14)参考文献 (14)附录 (16)前言当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。

而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。

因此，数字信号的调制就显得非常重要。

调制分为基带调制和带通调制。

不过一般狭义的理解调制为带通调制。

带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。

特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。

系统的性能好坏取决于传输信号的误码率，而误码率不仅仅与信道、接收方法有关还和发送端采用的调制方式有很大的关系。

本文主要对2PSK信号的原理及其相干解调系统性能进行了分析和仿真，这样能让我们对数字调制方式有一个更清楚的认识。

数字通信技术第3章习题及答案

数字通信技术第3章习题及答案
2PSK：
2DPSK
3-9简述振幅键控、频移键控和相移键控三种调制方式各自的主要优点和缺点。
通过几个方面对各种二进制数字调制系统进行比较看出，通常在恒参信道传输中，如果要求较高的功率利用率，则应选择相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可取；如果要求较高的频带利用率，则应选择相干2PSK和2DPSK，而2FSK最不可取。若传输信道是随参信道，则2FSK具有更好的适应能力。
3-10现代数字调制技术有几种?画图说明它们的产生方法。
1
2
3
3-11如图3-14所示QPSK调制器将+90o相移网络改为-90o，画出新的星座图。
3-12如图3-17所示QPSK解调器，输入信号是sinωct - cosωct,求I、Q bit值。
I信道为：sinaw0t(sinaw0t-cosw0t)=+1/2V，所有I="1";
3-7PSK信号、2DPSK信号的调制和解调工作原理？
2PSK信号调制：是相位选择法进行调相的原理。在这种方法里预先把所需要的相位准备好，然后根据基带信号的规律性选择相位得到相应的输出。见下图。
2DPSK信号调制：
3-8已知数字信息为1101001，并设码元宽度是载波周期的两倍，试画出绝对码、相对码、2PSK信号、2DPSK信号的波形。
3-17一码长为15的汉明码，其监督位应为多少位？编码速率为多少？
码长15位，其中第1，2，4，8位是校验码。也就是说2的0次方，2的1次方，2的2次方.....以此类推，所以校验位有4位。编码效率是（15-4）/ 15=73%
3-18已知（7，4）分组码的监督方程如下所示：
求其监督矩阵和生成矩阵以及全部码字。
当分组码的信息码元与监督码元之间的关系为线性关系时（用线性方程组联系），这种分组码就称为线性分组码。包括汉明码和循环码。

数字调制解调

数字调制解调
• MQAM是多电平正交调幅之意，它的实现与QAM相似，唯 一不同的是它的每路正交调幅不是针对1个比特位进行 的，而是在一个点位传送区间内，同时对若干个比特 （其值等于 ）进行的正交调幅。（符号中的M可 为2，4，8，16……2N） • MQAM信号可以看成是两个正交的抑制载波双边带调幅 信号的相加。
多电平正交调幅（MQAM）电路框图
多电平正交调幅（MQAM）的矢量图
• 正交调制时，其两路载波应互为正交，相位差为900. 如此引出MAQM信号的矢量问题和星座问题。
• 现以4QAM信号为例，对其矢量图做一简介:
多电平正交调幅（MQAM）的星座图
• 所谓星座图是指只画出MQAM矢量端点的一种图形，并且图中星点 数与M值相等。(星座图上的各信号点之间的距离愈大，则其抗误 码能力就愈强。)
多进制幅移键控（MASK）
• 多电平数字调幅信号的表达式为：
e(t ) s(t )* A cos(t )
• 其中,s(t) 为多进制基带数字信号；A, , 为余弦载波信号的振幅、角频率和初相角。
分别
• 多进制幅移键控（MASK）的数字信号可以为单极性序 列，也可为双极性序列，它们对载波所进行的幅度调 制情况如下图所示：
正交幅度调制（QAM）
• 在彩色电视系统中，红色差、蓝色差信号就是先做正 交平衡调幅，再以矢量和的方法形成色度信号的，对 于PAL制而言，其相互关系为： F=Fu+Fv=U sin t +/-V cos t • 红、蓝色差信号的带宽各为1.3MHZ,其平衡调幅后的Fu ，Fv带宽各为2.6MHZ，利用正交平衡调幅再做矢量相 加变成色度信号后，其带宽仍为2.6MHZ，而不是 5.2MHZ，使频带利用率提高了1倍。

移动通信原理与系统——第三章 移动通信中的信源 编码和调制技术

移动通信原理与系统——第三章 移动通信中的信源 编码和调制技术

根据ak ,h ,Tb可以重写一个码元内 2FSK信号表达式:
sFSK
(t)
cos(ct
akd t
k
)
cos ct
ak
h
Tb
t
k
cosct k (t)
式中
k (t) ak
h
Tb
k
kTb t (k 1)Tb
称作附加相位。
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
Mobile Communication Theory
3.2.2 移动通信中的信源编码
移动通信中的信源编码与有线通信不同，它不进需 要对信息传输有效性进行保障，还应该与其他一些系统 指标密切相关，例如容量、覆盖和质量。以GSM为例 说明。
以GSM系统中普通的全速率和半速率话音编码来说， 其速率分别为13kbps和6.5kbps，前者的话音质量好 于后者，但占用的系统资源是后者的两倍左右。当系统 的覆盖不是限制因素时，使用半速率编码可以牺牲质量 换取倍增的容量，即提高系统的有效性。而当系统的容 量相对固定时，可以通过使用半速率编码牺牲质量换取 覆盖的增加，因为半速率编码对于接收信号质量的要求 降低了。
f2
f1
f1
f2
f2
(a) 相位不连续的FSK波形
(b) 相位连 续的FSK波形
图 3.4 2FSK信号的波形
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
由图3.4可以看出，相位不连续的2FSK信号在码元交 替时刻，波形是不连续的，而CPFSK信号是连续的， 这使得它们的功率谱特性很不同。图3.5分别是它们的 功率谱特性例子。

第三章 数字调制解调_莎柯雪

第三章 数字调制解调_莎柯雪

S (t ) Re m(t )e
第三章数字调制解调
(e) 基于Eb/N0与Pb的瀑布曲线
图3-1 BER与Eb/N0关系的“瀑布”曲线图
2015-622
第三章数字调制解调
（3）仙农界
仙农（Shannon）公式C ≤W log2(1 + S/N)约束了 在加性高斯白噪声信道中，系统容量C、接收信号的 功率S、平均噪声功率N、带宽W的之间的关系：
Eb C S C ≤ W log 2 1 W log 2 1 N N W 0
则：
Eb 2C / W 1 ≥ N0 C /W
假定比特率等于信道容量，即Rb = C，由于 η = Rb/W = C/W，则可得到：
2015-622
第三章数字调制解调
（3-4）
2015-622
M 2k
。
第三章数字调制解调
M代表数字信号的进制数或可取值数或电平数，k代表
M进制所含的比特数，也表示一个码元持续时间T内有k
个比特，将每比特的持续时间以Tb表示，则T = kTb。
Rb是数字通信系统中的常用指标。
(c) 带宽W
带宽是通信系统体现有效性最为基本的指标，其
(a) 信噪比（SNR: Signal to Noise Ratio ）
SNR = 信号的平均功率/噪声平均功率 = S/N. (b) 数字通信系统中的信噪比Eb/N0
Eb为每比特能量，N0是白噪声单边功率谱密度。 2015-622
第三章数字调制解调
【注】：SNR是功率之比；Eb/N0是能量之比。两者 都无量纲。两者实质上都是信噪比的概念， SNR多用 于模拟通信系统；而Eb/N0则只用于数字通信系统。

第3章 移动通信数字调制解调技术

第3章 移动通信数字调制解调技术

上述由0与1组成的基带二进制进一步推广至PSK和MQAM调制。
ASK信号波形
FSK信号波形
PSK信号波形
3.2 最小移频键控-相位连续的FSK
设要发送的数据为 ak 1 ，码元长度为 Tb ，在一个码元时间 f 2 的正弦信号表示，例如： 内，它们分别用两个不同频率 f1 、
3.2 最小移频键控-相位连续的FSK
Tb 可以重写一个码元内2FSK信号表达式为： 根据 ak、h 、
h s FSK t coswc t a k wd t k cos w t a t k k coswc t k t c Tb
调制。
3.1 调制技术概述
移动通信系统中信号为什么要进行调制，什么是调制？ 调制的目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配以及有 效的利用信道。
蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求： ① 为了在衰落条件下获得所要求的误码率（BER），需要 好的载噪比（C/N）和载干比 （C/I）性能。 ② 所用的调制技术必须在规定频带约束内提供高的传输速 率，以（bit/s）/Hz为单位。 ③ 应使用高效率的功率放大器，而带外辐射又必须降低到 所需要求（−60dB～−70dB）。 ④ 恒定包络。 ⑤成本低，易于实现。
3.1 调制技术概述
数字调制是将数字基带信号通过正弦型载波相乘调制成带通 型信号，其基本原理是用数字基带信号0或1去控制正弦载波 中的一个参量，若控制载波的幅度就称为振幅键控ASK，若
控制载波的频率就称为频率键控FSK，若控制载波的相位就
称为相位键控PSK，若联合控制载波的幅度与相位两个参量 就称为幅度相位调制（又称为正交幅度调制QAM）。若将
现在相同调制指数h情况下，CPFSK的带宽要比一般的2FSK带宽
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ASK解调方法： 相干解调
非相干解调
1、相干解调（同步检测法）
yi(t)

带 通 滤波器
y(t)
z(t)
a
cosωct
b
低 通 x(t) 滤波器
c
抽 样 判决器
s′ (t)
d
定时脉冲
ASK相干解调流程框图
yi (t)
2ASK相干解 调各步波形
带 通 滤波器
y(t)
z(t)
a
b
低 通 x(t) 滤波器 c
当an 1 当an 0
2PSK信号的解调（相干解调）
带通 a 滤波器 相乘器
c 低通
滤波器
d 抽样
判决器
e 再
生
f
本地载波
b
定时脉冲
a输入信号 b本地载波
二者相乘c 低通滤波d 抽样信号e 再生信号f
2PSK相干解调原理图和各点时间波形
本地载波的0~模糊，造成判定结果完全相反：
输入信号a 0相载波b 二者相乘c 低通滤波d 抽样信号e 再生信号f 输入信号a π相载波b 二者相乘c
当an 1 当an 0
2FSK信号的解调 过零检测法（属非相干解调） 包络检波法（属非相干解调） 相干解调法（同步检波）
1、过零检测法（非相干解调）
过 零 检 测 法 原 理 框 图 和 各 点 时 间 波 形
a e2FSK (t) 限幅 b 微分 c 整流 d 脉冲形 成 e 低通 输出 f
我们希望2FSK信号占用的频带窄一点，也就是h 小一点，但是h 太小了，两个主峰交迭，将来难以解调 (无法分开)，下图示出不同的h 值的交迭状况。实验发
现，取 h = 2 ~ 4 是适宜的，这时两主峰之间至少相距
一个fb，由此可知， BFSK= (4 ~ 6) fb。
h=0.5
h=|f2-f1|/fb
当an 1 当an 0
FSK调制方法：
S(t) 模拟调频器 Sm(t)
载波 f1 载波 f2 S(t) 开关电路 Sm(t)
a. 直接调频法
b. 数字键控法
FSK调制方法
1
S(t)
0
1
1
0
0
1
T
t
载波f1
t
载波f2
t
2FSK信号
t
A cos 1t S 2 FSK (t ) A cos 2t
Acos(ct )
ASK FSK PSK
(一) 数字幅移键控ASK
数字幅度键控，记作ASK（Amplitude shiftkeying），二进制幅度键控记作2ASK。 2ASK就是根据载波的幅度受到基带数字信号的调 制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0； 对应二进制1，载波振幅为1 。
f0=(f1+f2)/2
h=1.5 h=3.0
f0-3fb
f0-2fb
f0-fb
f0
f0+fb
f0+2fb
f0+3fb
不同h值对FSK功率谱的交迭情况
1. MSK信号的表达式
二进制MSK信号的表达式可写为
s(t)=cos［2πfct+Φ(t)］
式中， fc是载波频率， 而Φ(t)是附加的
相位函数。 此式不仅适用于MSK， 也适用于在 它基础上产生的GMSK调制方式， 只是不同调制 方式所具有的附加相位函数是不同的。
S2DPSK(t) 信道 × 本地载波
低通 滤波
抽样 判定
差分 解码
2DPSK绝对相干解调流程框图
2DPSK 绝对相 干解调 波形
原码
1
0
0
1
1
0
1
1
差分码 1
(参考)
0
0
0
1
0
0
1
0
2DPSK 本地载波 二者相乘 低通滤波 抽样信号 再生差分码 差分解码
译码
1
0
0
1
1
0
1
1
② 2DPSK相对相干解调（差分相干解调）
(a) a b c d e
f
2、包络检波法（属非相干解调）
动态f1 滤波器 包络 检波 低通 滤波 抽样
V1>V2判为f1 代 表的基带信号
S2FSK
判定 动态f2 滤波器 包络 检波 低通 滤波 抽样
再生
V1<V2 判 为 f2 代 表的基带信号
2FSK包络检波法解调框图
1
基带信号
1
0 0
1
0 0 0
MSK信号的调制
下图是这种采用正交调幅法实现MSK调制的原理方框 图。 其表达式可写为
t t sMSK (t ) I k cos 2T cos c t Qk sin 2T sin ct b b
kTb≤t≤(k+1)Tb
既然2DPSK靠相邻码元的变化来决定“1”码和 “0”码，那么用相邻波形直接相乘就能得到变化与否 的信息了，完全可以省去产生本地载波的复杂环节， 于是设计出下图所示的相对相干解调方式：
b
2DPSK相对相干解调流程框图 （相位比较法）
原码
差分码 1
(参考)
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
2DPSK 延时Tb
最小频移键控（MSK）
对于MSK， 附加相位函数为
(t )
ak
2Tb
t k
kTb≤t≤(k+1)Tb
S MSK (t ) cos(ct
ak
2Tb
t k ),
kTb≤t≤(k+1)Tb
k 是为了保证相位连续而加入的相位常量。
ak
是第k个码元的信息，值为
1
(t)
目前已在数字蜂窝移动通信系统中得到 广泛应用的有：最小频移键控（MSK）、高 斯最小频移键控（GMSK）、 正交相移键控 （QPSK）和正交调幅（QAM）等方式。但无 论我们研究出什么调制方式，其目的都是 一样的，即为了满足移动通信的数字调制 和解调器技术的要求。
MSK调制技术
MSK又称快速频移键控FFSK，是一种特殊的 连续相位的FSK调制。 要求FSK相关函数为零； 要求FSK信号相位连续； 要求FSK信号调制指数为0.5；
解调器
抽样值v1 v2， 判为f1代表的数字基带信号 抽样值v1 v2， 判为f 2 代表的数字基带信号
(三) 数字相移键控PSK
数字相移键控，记作PSK（ Phase shiftkeying ），二进制相位键控记作2PSK。 2PSK就是根据基带数字信号的值来调制载波相 位。例如对应二进制1，载波相位为0，对应二进制 0，载波相位为180。
1
0
1
2FSK信号 f1路检波 f2路检波 f1路低通
抽样值V1 抽样值V2
f2路低通
抽样判定
2FSK包络检波法解调过程的时间波形
3、相干解调法（同步检波）
BPF1 2FSK
f1 中心频率 f2
x
LPF
cos c1t
v1
抽 样 判决器
s(t )
BPF2
x
LPF
v2
定时脉冲
cos c 2t
A cos( c t 0) A cos c t S 2 PSK (t ) A cos( c t ) A cos c t
当an 1 当an 0
PSK调制方法：
基带信号 S (t)
×
载波发生器
S 2PSK(t)
正弦波发生器
1
Acosωct
反相器
c
抽 样 判决器
s′ (t)
d
定时脉冲
2ASK
非相 干解 调各 步波 形
(二) 数字频移键控FSK
数字频率键控，记作FSK，二进制频率键控记作2FSK。
2FSK系统就是根据基带数字信号的值（0或1） 来调制载波的频率。例如对应二进制0，载波频率
为f1，而对应二进制1，载波频率为f2。
A cos 1t S 2 FSK (t ) A cos 2t
二者相乘
低通滤波 抽样信号 再生信号
2DPSK相对相干解调波形
练习题
要求：
1、画出下面数字序列的ASK、 FSK、 PSK和D PSK调制波形。
数字序列 {an}
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
t
调制指数h，也被称为带宽效率。较高的h 会有较高的设备费用、复杂性、线性、以 及为了保持与低h系统相同的误比特率而引 起的SNR的增加。
S 2 ASK (t ) S (t ) cos C t A cos C t ，当an 1 ， an 0 当 0
ASK调制方法：
开关电路 S2ASK (t)
cos ct
S2ASK (t)
s(t)
乘法器 cos ct
s(t) (b)数字键控法
(a)模拟相乘法
1
S(t)
二进制数据
＋1 0 －1
0 Tb
1 2Tb
0 3Tb
0
1 4Tb t
f1 (a)
f2
f1
f1
f2 t
(b)
t
MSK的已调波形
基带信号功率谱
2FSK信号功率谱
2FSK信号带宽为 B=|f2-f1|+2fb ，主要取决于两中心频率 之差。以fb（基带信号带宽）为单位来度量时，调制指数为 h=|f2-f1| / fb ，则 B= (h +2) fb 。