现代调制技术PPT课件

2021/4/1
纵ห้องสมุดไป่ตู้电光效应
x12 x22 no2
x32 ne2
2γ63 Ex1 x2
1
14
式中 63是电光系数的矩阵元。为消除上式中的交
叉项，使得在新的折射率感应主轴坐标系
下成为正椭圆，需进行图1所示的变换，
即 x1 x1' 和（x2 y）（x2' y）' 绕 z
轴逆时针旋转了45角。
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17
2. KDP的横向电光效应
若入射光方向与施加电场方向相垂直的电光效 应称为横向电光效应。电场可以沿晶体的任一 介电主轴（ x、y或z轴）加于晶体。例如，电场 沿z方向施加，光沿x轴方向入射，如图所示。
Z
x’ y’
V
调制光
入射光的
偏振方向
垂直于入射偏振
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光
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因外加电场仍沿z轴，与纵向运用时一样，晶体的主 轴x和y旋转45o。
1
n
2
0
3
1
n
2 z
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1 n2
0
4
1 n2
0
5
1 n2
0 6
0
x2
n
2 x
y2 n 2y
z2
n
2 z
1
10
施加电场时 E 0 ，折射率椭球系数的改变量
1 n2
l
1 n2
,
l
1 n2
0
l
与外加电场 E E1, E2, E3 成正比，即
1 n2
n0
2n0
、为常量
线性电光效应，或 Pockels效应（KDP、 LiNbO3）

调制的作用与重要性
调制的作用
调制的作用是将低频信号转换为高频信号，以便于传输。通过调制，可以有效 地利用频谱资源，提高传输效率，同时也可以实现多路复用，提高通信系统的 容量。
调制的重要性
调制在通信系统中具有非常重要的作用。它是实现无线通信的关键技术之一， 可以有效地将信息传输到远方。同时，调制也是实现数字通信的基础，可以使 得数字信号在有限的频谱资源上实现高速传输。
调制的过程
调制的过程包括调制信号和载波信号两个部分。调制信号是包含信息的数据信号，载波信 号是高频的振荡信号。通过调制，将调制信号的特性改变，使其与载波信号同步，从而将 信息传输出去。
调制的分类
调制可以分为模拟调制和数字调制两种。模拟调制是指将连续变化的模拟信号转换为高频 信号，而数字调制则是将离散的数字信号转换为高频信号。
调相信号的解调
调相信号解调方法
鉴相法和相干解调法。鉴相法是通过将调相信号与本地载波信号相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量，得到原 始相位信息。相干解调法则是通过与载波信号相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量，得到原始基带信号。
调相信号解调原理
调相信号的解调是将已调相信号恢复成原始基带信号的过程。解调过程中，需要使用适当的解调方法，根据调制 信号的特性选择合适的解调电路。
调相信号的解调通常采用鉴相器解调法，通过 比较接收到的信号与本地载波信号的相位差来 恢复原始调制信号。
PM信号在传输过程中具有较好的相位保持能力 ，适用于需要精确相位控制的通信系统。
调相和调频的关系
调相和调频都是利用载波的参数变化 来传递信息，但它们所利用的参数不 同。调频利用的是载波的频率变化， 而调相利用的是载波的相位变化。
高效解调算法
研究更高效的解调算法， 如基于机器学习的解调方 法，以降低计算复杂度和 功耗。

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
移动通信调制技术..
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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• 移动通信对调制方式的要求：
– 频率资源有限→高的带宽效率 – 干扰和噪声严重→抗干扰、抗噪声的能力强 – 存在着衰落→对多径衰落不敏感、抗衰落 – 功耗受限→高的功率效率，对非线性失真不敏感 – 成本、体积受限→易于实现
• 对应问题：
– 主瓣宽带与带外滚降 – 恒包络调制与非恒包络调制问题 – 相干解调与非相干解调问题 – 连续相位与非连续相位问题
即：只有ak≠ ak-1且k为奇数 时Ik= －Ik-1。
同样： Q k － a k c ( a o k 1 a s k ) k 2 a k a k 1 Q k 1 c ( a o k 1 a s k ) k 2
即：只有ak≠ ak-1且k为偶数 时Qk= －Qk-1 由此可见：
????????????????????????????????????????????????????????????????2cos2sinsin2coscos2cos11111111kaaikaaxkaaxkaaxikkkkkkkkkkkkk????????????????????1112cos1kaakkakak1akak1且k为奇数akak1且k为偶数同样
• 衡量指标：
– 功率效率：描述的是低功率情况下调制制度保持数字信息正确 传输的能力；通常表示为在接收机保持特定的误码率的情况下， 每比特信号的能量与噪声功率谱密度的比值。
– 带宽效率：描述的是在有限的带宽条件下，调制制度容纳数字
的能力；通常以每赫兹带宽所能传输的数据速率来表示。
• 带宽效率的一般表示：
第1节 恒包络调制
根据前面分析，
Tb
1/4fc
(Nm) 4
1 fc
故：fm＝cffd
(Nm) 1 1 4 Tb 4Tb

4
6、 模拟移动通信的调制解调—调频信号
设载波信号为
u(t) Uc cos(ct )
Uc：载波的振幅；
c：载波的角频率； ： 载波初始相位。
调频和调相信号可以写成如下形式：
u(t) Uc cos(ct (t))
(t)：载波的瞬时相位。
(2 1)
(2 2)
5
（1）调频信号的形式
频率调制：瞬时角频率是调制信号的线性函数
J2 (mf )sin[(c 2)t] J2 (mf )sin[(c 2)t]
}
(2 9)
Jk (mf
)
j0
(1) j (mf j!(k
2)2 jk j)!
(2 10)
Jk(mf)：k阶第一类贝塞尔函数。
8
（2）FM信号的频谱（mf=2)
振幅
Uc
2B=2(mf+1)
Uc/2
J1(mf) J1(mf)
设调制信号为 um (t)
则调频信号的瞬时角频率与输入信号的关系为：
d (t )
dt
kf
um (t)
或
t
(t) 0 k f um ( )d
kf为调制灵敏度。
(2 3) (2 4)
6
调频信号的形式为
t
uFM (t) Uc cos[ct k f 0 um ( )d ]
若假设 um (t) Um cos t
4、对调制的要求：
已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄
已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道 的功率就小。
经调制解调后的输出信噪比(S/N)较大或误码率较
低。
3
5、调制解调技术的主要内容： ➢ 调制的原理。 ➢ 已调信号的产生方法及其频谱特性。 ➢ 解调的原理和实现方法。 ➢ 解调后的信噪比或误码率性能。

3. 角度调制
调频信号带宽公式（卡森公式）
BFM=2(mf+1)fm=2(△f+fm) △f=mffm fm是基带信号的调制频率，△f是最大频偏，mf是调频指数
。Mf<<1，窄带调频（NBFM）BFM≈2fm；宽带调频（WBFM ）非线性
与幅度调制相比，频率调制最突出的优势是具有较高 的抗噪声性能，但代价是占用比幅度调制更宽的带宽 。
2. DSB信号带宽与AM相同BDSB=BAM=2fH 3. 调制效率高 4. 应用场合少，调频立体声广播中的差信号调制，彩色电
视系统色差信号调制。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2. 幅度调制
单边带调制（SSB）
滤波法（理想高通，滤掉下边带，输出上边带；理想低通 ，滤掉上连带，输出下边带）；相移法
特点与应用：
1. 对频谱资源有效利用 2. 节省功率
BSSB12BDSB，fH短波通信，频分复用系统
3. 带宽节省以增加复杂性为代价
4. 不能采用包络检波，采用相干解调。
传输。
设备的复杂度
非相干方式比相干方式简单 目前常用的是2DPSK方式和2FSK方式
相干2DPSK主要用于中速数据传输 非相干2FSK主要用于中、低速数据传输，尤其适用于随参信道。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1 克服了DSB信号占用频带宽的问题，以解决了SSB信号实现上的 难题。
2 fH<BVSB<2fH，调制效率100% 3 VSB比SSB所需求的带宽仅有很小的增加，但却换来了电路实现

移动通信调制技术
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60—左

② 2DPSK信号的解调
——
极性比较—码变换法即是2PSK解调加差分译码，其方框图如（a） 原理：2DPSK解调器将输入的2DPSK信号还原成相对码{bn}，再由差分译码器把 相对码转换成绝对码，输出{an}，从而恢复发送的信息。在次过程中，若相干
载波产生1800模糊，会发生“反向工作”现象。但是经过码反变换器后，输出的 绝对码不会发生任何倒置现象。
根据题中已知条件，码元传输速率为1000B，“1”码元的载 波频率为3000Hz，“0”码元的载波频率为2000Hz。因此， 在2FSK信号的时间波形中，每个“1”码元时间内共有3个 周期的载波，每个“0”码元时间内共有两个周期的载波。
数字基带信号s(t)和2FSK信号的时间波形如图：
（2）2FSK信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似看成是两 个2ASK信号频谱的叠加。
n
n
n1
（2） 2PSK和2DPSK信号的调制
模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成绝
对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行2PSK信号的调制。
（3） 2PSK和2DPSK信号的解调 ① 2PSK信号的解调
——
2PSK信号的解调只能采用相干解调的方法，其方框图及波形如图所示。
2. 二进制频移键控（2FSK）
数字频率调制又称频移键控，记作FSK（Frequency Shift Keying）， 二进制频移键控记作2FSK。
（1） 2FSK信号的调制方法：
前面已提到，2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。
模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如电
3. 二进制相移键控及二进制差分相位键控