数字调制解调
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)
引言 BPSK 2DPSK 多进制数字调制 QPSK 4DQPSK BFSK MSK GMSK QAM
24/71
多进制数字调制
z
二进制数字调制系统是数字通信系统最基本的方 式，具有较好的抗干扰能力。
9 由于二进制数字调制系统频带利用率较低，使其在实际 应用中受到一些限制。 9 在信道频带受限时 为了提高频带利用率，通常采用多进 制数字调制系统。其代价是增加信号功率和实现上的复 杂性。
S2DPSK(t)
带通 滤波器
a
乘法器
c
低通 滤波器
d
抽样 判决器
e
输出
b
延迟Ts 2DPSK差分相干解调原理图 定时脉冲
2006-10-2
22/71
二进制差分相移键控(2DPSK)
a
b
c
d
e
0
0
1
0
1
1
0
2DPSK差分相干解调波形图
2006-10-2
23/71
目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
9 这种现象通常称为相位模糊现象。现实的无线通信接收 机需要采用信道估计技术校正这种模糊。
z
在某些信道中，信道估计是困难或不精确的，因 此，为了解决BPSK信号解调过程的反向工作问题， 提出了二进制差分相位键控(2DPSK)。
2006-10-2
15/71
目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
2006-10-2
32/71
四相相移键控 (QPSK)
z
其相关解调原理如下图所示
⊗
cos ωc t
数字调制解调技术
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
2psk调制解调的原理
2psk调制解调的原理2PSK调制（2-Phase Shift Keying）是一种基本的数字调制方式。
它通过改变载波的相位来传输数字信号，每个数字比特对应两个不同的相位。
以下将详细解析2PSK调制的原理。
2PSK调制主要涉及到两个过程：调制和解调。
调制过程：1. 文字编码：将要传输的信息进行数字编码，例如使用二进制编码方式，将每个数字比特用0和1代表。
2. 符号分配：每个数字比特对应一个相位，通常选择相位0和相位π来表示0和1。
3. 载波生成：产生一个恒定频率和幅度的正弦波，这个波被称为载波信号。
4. 相位调制：根据编码的数字比特，将相应的相位信息融入到载波信号中。
比如，相位0可以对应载波信号的相位不变，而相位π可以对应载波信号的相位反转。
5. 调制信号生成：得到相位调制后的信号，该信号即为调制信号。
解调过程：1. 接收信号采样：接收到经过信道传输的调制信号，并对信号进行采样。
2. 相位判决：根据接收到的信号的相位信息，进行相位判决以确定每个数字比特的数值。
例如，如果接收到的信号相位为0，则判定为0；如果接收到的信号相位为π，则判定为1。
3. 数字解码：将解调的数字比特翻译回原始的信息字符。
2PSK调制的优点：1. 简单性：2PSK调制的实现比较简单，仅需要改变相位即可。
2. 抗噪声性能：2PSK调制的抗噪声性能较好，因为每个数字比特对应的相位差异明显，相位误差引起的误码率较低。
2PSK调制的局限：1. 带宽效率：2PSK调制一次只能传输一个比特，相比其他复杂调制方式，其带宽利用率较低。
2. 灵活性：2PSK调制只能传输二进制信号，不能传输多元信号。
总结：2PSK调制通过改变载波的相位来传输数字信号。
在调制过程中，信号经过文字编码、符号分配、载波生成和相位调制等步骤。
在解调过程中，信号经过接收信号采样、相位判决和数字解码等步骤。
2PSK调制简单易实现，抗噪声性能好，但带宽利用率相对较低，适用于二进制信号的传输。
数字调制解调
实验报告一、实验目的、要求1.掌握掌握数字调制以及对应解调方法的原理。
2.掌握数字调制解调方法的计算机编程实现方法，即软件实现。
3.培养学生综合分析、解决问题的能力，加深对课堂内容的理解。
4.掌握数字ASK 、FSK 和PSK 的方法原理以及对应的解调原理；编制调制解调程序；完成对一个二进制数字序列的调制、传输、滤波、解调过程的仿真；实验后撰写实验报告。
二、实验原理1.FSK 调制解调原理频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频点间变化。
故其表达式为： 12c o s (t )2c o s ()(){n n A F S K A t e t ωϕωθ++= 2FSK 信号的产生方法主要有两种。
一种可以采用模拟调频电路来实现；另一种可以采用键控的方法实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的键控下通过开关电路对两个不同的独立频率源选通，使其在每个码元Ts 期间输出f1或f2两个载波之一。
2FSK 信号的常用解调方法是采用非相干解调（包络检波）和相干解调。
其解调原理是将2FSK 信号分解为上下两路2ASK 信号分别解调，然后进行判决。
三、实验环境PC 机，Windows7，WPS ，Matlab12以上版本软件。
四、实验内容已知消息信号为一个长度为8的二进制序列；载波频率为800c f Hz =，采样频率为4KHz 。
编程实现一种调制、传输、滤波和解调过程。
五、实验步骤1 根据参数产生消息信号s和载波信号。
调用函数randint生成随机序列。
2 编程实现调制过程。
调用函数y=fskmod(s,M，FREQ_SEP,NSAMP)完成频率调制，y=pskmod(s,M) 完成相位调制，或者。
调用函数modulate完成信号调制。
3 编程实现信号的传输过程。
产生白噪声noise，并将其加到调制信号序列。
或者调用函数awgn完成。
4 编程实现信号的解调。
数字电视原理第5章数字电视的调制与解调
QAM调制特点
QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）是一种 振幅和相位联合调制的数字调制方式。
在QAM调制中，输入的数据流被分 为两路，分别进行幅度和相位的调制 。幅度调制通过改变载波的振幅来实 现，而相位调制则通过改变载波的相 位来实现。两路调制信号在正交状态 改变载波的频率来传递信息，如窄带调频和 宽带调频等。
正交振幅调制（QAM）
同时改变载波的振幅和相位来传递信息，如 16QAM、64QAM等。正交振幅调制具有较高的 频谱利用率和抗干扰性能，在数字电视传输中得 到广泛应用。
数字电视调制原理
02
QAM调制原理
QAM调制概述
QAM调制原理
调制器的设计需要考虑输入信号的格式、调制方式、输出 信号的频率和幅度等因素。实现过程中，需要选择合适的 电路元件和参数，并进行仿真和测试验证。
解调器的设计与实现
解调器功能
将模拟信号转换回数字信号，以便数字设备进行处理。
解调器类型
根据解调方式的不同，解调器可分为振幅解调器、频率解调器和相位解调器等。
02
频带利用率
卫星数字电视系统需要充分利用有限的频带资源，因此采用高效的调制
方式和多路复用技术来提高频带利用率。
03
上行链路与下行链路
卫星数字电视系统中，上行链路将数字信号传输到卫星，而下行链路则
将卫星转发的信号传输到地面接收站。
地面数字电视系统中的应用
OFDM调制
地面数字电视系统主要采用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）调制 方式，通过将高速数据流分配到多个正交子载波上进行传输。
数字信号的调制与解调
第二章数字信号地调制与解调主要讲述地内容：信息传递方式一般分为基带传输与频带传输两种。
基带传输是指无需进行基带频谱搬移就能以基带信号形式传输地方式。
频带传输若将基带信号地频谱搬移到某个载波频带内进行传输地方式。
预备知识2.0微波与卫星通信中地调制, 解调技术地特点与种类2.1时分复用与数字信号地调制与解调2.3相干解调地载波跟踪技术2.4频分复用与模拟信号地调制2.22.0 预备知识2.0.1为什么要调制？1．无线电通信使用空间辐射方式,把信号从发射端传送到接收端。
根据电磁波理论,发射天线尺寸为被发射信号波长地十分之一或更大些,信号才能有效地被发射出去（λ=c/f）。
假如要发射一个300Hz地音频信号（其波长为106m）,则就必须要用100km长地天线,这是无法实现地。
2．另外,大气层对基带信号迅速衰减,对较高频率范围地信号则能传播很远地距离,因此,要通过大气层远距离传送基带信号,就需要极高频率地载波信号来携带被传送地基带信号,这就是调制。
2.0.2调制定理1．调制地概念所谓调制是指用基带信号对载波（通常为余弦或正弦）波形地某些参数（如幅度,相位与频率）进行控制,使这些参数随基带信号地变化而变化。
通常是将调制信号调制到中频（70MHz或140MHz）,然后在频谱搬移到射频（此时不调制）。
2．调制地分类根据调制信号地性质,调制又可分为模拟信号调制与数字信号调制。
模拟信号调制：所调制地基带信号为模拟信号时地调制就是模拟信号调制。
数字信号调制：所调制地基带信号为数字信号时地调制就是数字信号调制。
模拟调制与数字调制地基本区别就在于其基带信号地形式不同。
但是都采用余弦波作为载波信号,由于余弦信号有幅度,相位与频率三种基本参量,因此可以构成调幅,调相与调频三种基本调制方式3．调制定理在通信系统中,常常会遇到基带信号f(t)与余弦信号相乘地情况。
信号地频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上。
概念：上边带：位于ωc之上地部分下边带：位于ωc之下地部分4．解调原理解调也叫检波,其作用就是从接收到地已调波中无失真地恢复出调制信号。
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。
数字信号的调制与解调
.
本章小结
➢ 数字通信系统的性能指标为码元传输速率与差错 率。
➢ 二进制基带数字信号有单极性脉冲、双极性脉冲、 单极性归零脉冲和双极性归零脉冲等。
“1”，则数字信息序列与相对PSK信号的码元相位关
系如下：数字信息
1 0 11 0 0
1
相对PSK信号相位 0 0 π π π 0 π π
或 π π 0 00π00
相对PSK信号的初相特点：当数字信号是1时，该码元的 相对PSK信号初相与前.一码元的相同；当数字信号是0时，
相对PSK信号的波形
.
解调相对 PSK信号时 不依赖于某 一固定的载 波相位参考 值，只要前 后码元的相 对相位关系 正确，即可 根据此相位 关系恢复出 数字信号。
频率键控信号的解调——非相干检测
图示为非相干检测法，为了消除失真或干扰，在 输出端带有判决电路。
.
频率键控信号的解调——相干检测法
图示为相干检测法，特点是需要一个相干（同 步）信号，在输出端同样有判决电路。
.
7.5 相位键控
本节内容：
用基带数字信号对载波相位进行控制的方式，叫 做调相，在数字通信中称之为“相位键控”，记 为PSK。
.
相干解调的波形
.
调相信号uPSK(t) 为0相移时， 它和相干信号 相乘并把高频 分量滤掉以后 得到正脉冲可 判决为“1”； 当调相信号为 π相移时，得 到负脉冲，可 判决为“0”。
相对调相信号的同步解调
相对调相信号同步解调方框图：
.
相干信号的产生
在相干解调时，如何产生相干信号是个关键。 相干信号不能从uPSK(t) 中直接提取，但可先对调
数字信号的调制与解调
1.2 多进制和数字基带信号的数学表达式
1、二进制和多进制数
无线通信中引入多元波来表达多进制数的目的是提高数字信
号传输的速率。下面通过二进制和四进制数字传输的比较来
说明多进制数为何能够提高传输速率。
(a)是用二进制数进行传输
1.2 多进制和数字基带信号的数学表达式
1、二进制和多进制数
无线通信中引入多元波来表达多进制数的目的是提高数字信 号传输的速率。下面通过二进制和四进制数字传输的比较来 说明多进制数为何能够提高传输速率。
(a)是用二进制数进行传输 二进制数“101101”的波 形图
(b)是用四进制数传输四进 制数“011011100010（用 二进制表示四进制数）的波 形图
1.2 多进制和数字基带信号的数学表达式
1、二进制和多进制数 用电压波形来表示多进制数，一个码位就必须具有多个不同 的状态，下面以4进制数的表示为例进行讨论。
每个码位分为4个离散的电平状态，电平0，1，2和3，分别 代表4进制数的0，1，2和3，用二进制数表示4进制数，即为 00，01，10和11。作了这样的规定以后，相应的波就可以用 来表示多进制数。
1.2 多进制和数字基带信号的数学表达式 （2）双极性波
信号双极性波形时，设二进制数为{a0a1a2……an……}，这时 基带信号可以用函数S1(t)表示
S1( t ) an g( t nTb ) ( an 1 )g( t nTb )
n
设二进制数为{101001}，表明a0=1，a1=0，a2=1，a3=0， a4=0，a4=1，代入上式可得
二进制数“101101”的波
形图
(b)是用四进制数传输四进
FSK调制解调原理
FSK调制解调原理FSK调制（Frequency Shift Keying）是一种数字调制方式，它通过改变载波信号的频率来传输数字信号。
FSK调制是一种多频率调制技术，它将数字信号映射到两个或多个不同的载波频率上，从而进行数据传输。
1.调制：在FSK调制中，数字信号通常被编码成矩形脉冲序列，其中1表示高电平，0表示低电平。
这个矩形波形序列会经过调制器，将其转换为对应的频率信号。
典型的FSK调制器采用两个恒定频率的载波信号。
当输入的数字信号为0时，调制器选择较低频率的载波信号；当输入的数字信号为1时，调制器选择较高频率的载波信号。
2.解调：在接收端，接收到的FSK信号将经过解调器进行解调。
解调器的任务是将输入的FSK信号重新转换为对应的数字信号。
解调器使用带通滤波器来选择特定频率范围内的信号，并将其转换为矩形脉冲序列。
然后，解调器对这个矩形脉冲序列进行采样和判决，将其还原为原始的数字信号。
此外，FSK调制还具有波形简单、实现方便等优点。
它可以使用简单的逻辑门电路来实现，适用于多种数字通信系统中。
然而，FSK调制也存在一些局限性。
首先，FSK调制的带宽要求较大，这意味着相对于其他调制技术来说，它需要更宽的频谱资源。
此外，FSK调制对相位偏移和幅度不稳定性较为敏感，因此在传输过程中需要对这些误差进行校正。
总结起来，FSK调制是一种常见的数字调制方式，通过改变载波信号的频率来传输数字信号。
它具有抗干扰能力强、波形简单等优点，适用于多种数字通信系统。
但它也存在带宽要求较大和对相位偏移、幅度不稳定性较敏感等局限性。
第7章数字调制解调电路
经乘法器后输出为
{A [ n c(t)c ]2 ofc ts n s(t)s2 in fc t} 2 c2 ofc ts [A n c(t) ][A n c(t)c ]4 ofc ts n s(t)s4 in fc t 7.2.4
经过低通滤波器后，后两项滤除。设输出信号为x(t)，
1.同步解调法 同步解调法，FSK信号解调原理方框如图7.15所示。
图7.15 FSK信号同步解调方框图
从图7.15可见，FSK信号的同步解调器分成上、下两个
支路，输入的FSK信号经过f1和f2两个带通滤波器后变成了 上、下两路ASK信号，之后其解调原理与ASK类似，但判决需
对上、下两支路比较来进行。假设上支路低通滤波器输出为
则（x(t)也就是取样判决器的输入信号）
x(t)Anc(t)
7.2.5
⑵发“0”时的情况
发“0”码时，ASK信号输入为0，噪声仍然存在，此时
取样判决器的输入信号x(t)为： x(t)=nc(t) 综合上面的分析，可得
7.2.6
A+nc(t) x(t)=
nc(t) 下面讨论判决问题。
发“1”码 发“0”码
解调的相干载波用2cos2π fct，幅度系数2是为了消除推 导结果中的系数，对原理没有影响，下面对它的工作原理及 解调性能进行分析。
⑴发“1”码时的情况 发“1”码时，输入的ASK信号为Acos2πfct，它能顺利地 通过带通滤波器。n(t)为零均值的高斯白噪声，经过带通滤 波器后变为窄带高斯噪声，用ni(t)表示为
图7.3 环形调制器
2.键控法 键控法是产生ASK信号的另一种方法。二元制ASK又称
为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是用一个电键来控 制载波振荡器的输出而获得。图7.4所示为该方法的原理框 图。
集成电路设计数字信号调制解调设计
集成电路设计数字信号调制解调设计1. 背景随着现代通信技术的不断发展，数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用越来越广泛数字信号调制解调技术是指在数字通信中，将数字信号转换为适合在传输介质上传播的模拟信号，并在接收端将接收到的模拟信号还原为数字信号的技术本文将详细介绍集成电路设计中数字信号调制解调设计的基本原理、方法及其应用2. 数字信号调制解调的基本原理2.1 调制原理数字信号调制的主要目的是提高信号的传输效率和传输质量调制过程包括两个步骤：一是将数字信号转换为适合在传输介质上传播的模拟信号，即调制；二是将模拟信号通过传输介质发送到接收端数字信号调制的主要方法有三种：振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）这三种方法分别对应于模拟信号的振幅、频率和相位的变化通过调整这些参数，可以实现不同类型的调制解调技术2.2 解调原理解调是调制的逆过程，其主要任务是将接收到的模拟信号还原为数字信号解调方法可以分为两大类：同步解调和非同步解调同步解调又可以分为相干解调和直接解调相干解调需要接收端和发送端保持相同的载波频率和相位，通过相干接收来实现信号的还原直接解调则不需要保持载波的相位，通过检测调制信号的振幅、频率或相位变化来实现信号的还原3. 数字信号调制解调在集成电路设计中的应用数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用主要体现在以下几个方面：3.1 射频集成电路射频集成电路是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的重要应用之一射频集成电路主要包括射频放大器、射频混频器、射频滤波器等这些电路通过实现信号的放大、混频和滤波，将数字信号转换为适合在传输介质上传播的模拟信号3.2 模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的关键组成部分ADC用于将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便进行数字处理；DAC则用于将数字信号转换为模拟信号，以便进行模拟传输3.3 数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的核心部分DSP用于实现对数字信号的加工处理，包括滤波、放大、整形等通过DSP的处理，可以提高信号的传输质量和传输效率4. 结论数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用具有重要的意义通过调制解调技术，可以实现数字信号的有效传输，提高传输质量和传输效率本文对数字信号调制解调的基本原理及其在集成电路设计中的应用进行了详细的介绍，为数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用提供了理论指导和实践参考集成电路设计中的数字信号调制解调技术1. 背景集成电路设计是现代电子技术的核心，而数字信号调制解调技术在集成电路设计中扮演着重要的角色随着信息时代的到来，通信技术得到了迅猛的发展，数字信号调制解调技术在无线通信、有线通信以及卫星通信等领域得到了广泛的应用本文将对数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用进行详细的介绍2. 数字信号调制解调的基本原理2.1 调制原理数字信号调制的主要目的是为了提高信号的传输效率和传输质量调制过程包括两个步骤：一是将数字信号转换为适合在传输介质上传播的模拟信号，即调制；二是将模拟信号通过传输介质发送到接收端数字信号调制的主要方法有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）这些方法分别对应于模拟信号的振幅、频率和相位的变化通过对这些参数的调整，可以实现不同类型的调制解调技术2.2 解调原理解调是调制的逆过程，其主要任务是将接收到的模拟信号还原为数字信号解调方法可以分为两大类：同步解调和非同步解调同步解调又可以分为相干解调和直接解调相干解调需要接收端和发送端保持相同的载波频率和相位，通过相干接收来实现信号的还原直接解调则不需要保持载波的相位，通过检测调制信号的振幅、频率或相位变化来实现信号的还原3. 数字信号调制解调在集成电路设计中的应用数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用主要体现在以下几个方面：3.1 射频集成电路射频集成电路是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的重要应用之一射频集成电路主要包括射频放大器、射频混频器、射频滤波器等这些电路通过实现信号的放大、混频和滤波，将数字信号转换为适合在传输介质上传播的模拟信号3.2 模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的关键组成部分ADC用于将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便进行数字处理；DAC则用于将数字信号转换为模拟信号，以便进行模拟传输3.3 数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的核心部分DSP用于实现对数字信号的加工处理，包括滤波、放大、整形等通过DSP的处理，可以提高信号的传输质量和传输效率3.4 通信接口通信接口是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用之一通信接口电路负责实现数字信号与模拟信号之间的转换，以便实现数字信号的传输常见的通信接口包括UART、SPI、I2C等4. 集成电路设计中的挑战与解决方案数字信号调制解调技术在集成电路设计中的应用面临着许多挑战，如信号干扰、噪声、功耗等为了克服这些挑战，设计师需要采用一些解决方案4.1 信号干扰的解决办法信号干扰是影响数字信号调制解调技术在集成电路设计中的主要问题之一为了降低信号干扰，可以采用以下方法：1.采用差分信号传输技术，以提高信号的抗干扰能力2.设计合理的电路布局，以减小信号干扰3.采用屏蔽、接地等方法，以降低外部干扰的影响4.2 噪声的解决办法噪声是影响数字信号调制解调技术在集成电路设计中的另一个主要问题为了降低噪声，可以采用以下方法：1.选用高信噪比的元器件，以提高系统的信噪比2.设计低噪声的电路，如采用低噪声放大器、滤波器等3.降低电路的功耗，以减小热噪声的影响4.3 功耗的解决办法功耗是数字信号调制解调技术在集成电路设计中的关键问题之一为了降低功耗，可以采用以下方法：1.采用低功耗应用场合1. 无线通信数字信号调制解调技术在无线通信领域有着广泛的应用例如，手机、无线网络、蓝牙、Wi-Fi等无线通信设备中都使用了数字信号调制解调技术在这些应用场合中，数字信号调制解调技术能够提高信号的传输效率和传输质量，扩大通信距离，降低通信干扰2. 有线通信数字信号调制解调技术在有线通信领域同样有着广泛的应用例如，数字电视、电缆调制解调器、电话通信等有线通信设备中都使用了数字信号调制解调技术在这些应用场合中，数字信号调制解调技术能够提高信号的传输效率和传输质量，降低信号衰减和干扰3. 卫星通信数字信号调制解调技术在卫星通信领域也有着重要的应用例如，卫星电视、卫星电话、卫星数据传输等卫星通信设备中都使用了数字信号调制解调技术在这些应用场合中，数字信号调制解调技术能够提高信号的传输效率和传输质量，克服无线电波传播的延迟和干扰4. 物联网随着物联网的发展，数字信号调制解调技术在物联网领域也得到了广泛的应用例如，无线传感器网络、智能家居、智能交通等物联网设备中都使用了数字信号调制解调技术在这些应用场合中，数字信号调制解调技术能够提高信号的传输效率和传输质量，实现远程监控和控制注意事项1. 信号干扰信号干扰是影响数字信号调制解调技术应用的主要问题之一在设计和应用过程中，需要注意以下几点：•采用差分信号传输技术，提高信号的抗干扰能力•设计合理的电路布局，减小信号干扰•采用屏蔽、接地等方法，降低外部干扰的影响噪声是影响数字信号调制解调技术应用的另一个主要问题在设计和应用过程中，需要注意以下几点：•选用高信噪比的元器件，提高系统的信噪比•设计低噪声的电路，如采用低噪声放大器、滤波器等•降低电路的功耗，减小热噪声的影响3. 功耗功耗是数字信号调制解调技术应用的关键问题之一在设计和应用过程中，需要注意以下几点：•采用低功耗的元器件和电路设计•优化电路结构和算法，降低功耗•采用电源管理技术，合理分配电源4. 兼容性在应用数字信号调制解调技术时，需要注意兼容性问题不同通信协议和标准可能使用不同的调制解调技术，因此在设计和应用过程中需要确保系统的兼容性数字信号调制解调技术在应用过程中也需要考虑安全性问题例如，防止非法接入、数据泄露等在设计和应用过程中，需要采取相应的安全措施，如加密、认证等数字信号调制解调技术在集成电路设计中有着广泛的应用，但在不同应用场合中需要考虑各种问题和注意事项，以确保系统的性能和可靠性。
数字解调实验报告结论(3篇)
第1篇一、实验目的及意义本次数字解调实验旨在通过实际操作，加深对数字信号解调原理和方法的理解，掌握不同调制方式下的解调技术，并验证其性能。
实验过程中，我们学习了数字信号解调的基本原理，通过对比不同调制方式下的解调效果，了解了各种解调方法在实际通信系统中的应用。
二、实验原理数字解调是数字通信过程中的重要环节，其目的是将接收到的模拟信号还原为原始的数字信号。
本实验主要研究了以下几种调制方式的解调原理：1. 按照调制载波的不同，数字调制可分为模拟调制和数字调制。
模拟调制包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等，而数字调制则包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。
2. 数字解调方法主要有以下几种：（1）包络检波法：通过提取信号包络来实现解调。
（2）同步检波法：利用与接收信号同频同相的本地载波与接收信号相乘，再进行低通滤波，以实现解调。
（3）相关解调法：利用接收信号与本地信号的互相关函数，通过查找最大值来确定解调信号。
（4）差分解调法：通过比较相邻两个信号的状态，实现解调。
三、实验内容及结果分析1. ASK调制解调实验实验中，我们采用包络检波法对ASK调制信号进行解调。
实验结果显示，当信噪比（S/N）较高时，解调效果较好；当S/N较低时，解调效果较差，误码率增加。
2. FSK调制解调实验实验中，我们采用同步检波法对FSK调制信号进行解调。
实验结果显示，当S/N较高时，解调效果较好；当S/N较低时，解调效果较差，误码率增加。
3. PSK调制解调实验实验中，我们采用同步检波法对PSK调制信号进行解调。
实验结果显示，当S/N较高时，解调效果较好；当S/N较低时，解调效果较差，误码率增加。
4. BPSK调制解调实验实验中，我们采用同步检波法对BPSK调制信号进行解调。
实验结果显示，当S/N 较高时，解调效果较好；当S/N较低时，解调效果较差，误码率增加。
四、实验结论1. 数字解调技术在实际通信系统中具有重要的应用价值。
数字调制与解调
数字调制和解调是数字通信中的基本概念。
数字调制是将数字信号转换为适合在信道上传输的模拟信号，而数字解调则是将接收到的模拟信号转换回数字信号。
数字调制通常使用I和Q两个正交分量来表示数字信号。
I和Q分量分别代表了正交调制的两个正交分量，可以将数字信号映射到这两个分量上，从而实现数字调制。
数字调制可以采用多种方式，例如QPSK、16QAM、64QAM等，每种调制方式可以表示的数字信号数量不同，从而实现不同的数据传输速率。
数字解调则是将接收到的模拟信号转换回数字信号。
数字解调通常使用数字信号处理技术，例如傅里叶变换、滤波器等，将接收到的模拟信号转换为数字信号，从而实现数字解调。
数字调制和解调是数字通信中非常重要的概念，它们是数字通信系统中实现数据传输的关键环节。
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
调制与解调的概念
调制与解调的概念调制与解调是通信技术中重要的概念，它们是实现信息传输的关键技术。
在通信系统中，调制与解调的作用是将信息信号转换成一定的形式，以便能够在传输媒介中传输。
本文将从调制与解调的基本概念、调制与解调的分类、调制与解调的实现原理以及调制解调器的应用等方面进行介绍。
一、调制与解调的基本概念调制是指把信息信号（如语音、图像等）按照一定的规律转换成调制信号，使得信息信号能够适应传输媒介的特性，以便能够在传输媒介中传输。
调制的过程就是在信号中加入一定的高频载波信号，使得信息信号的频率被调制到高频载波信号的频率范围内，从而形成调制信号。
解调是指在接收端将调制信号还原成原始信息信号的过程。
解调的过程就是将接收到的调制信号中的高频载波信号去除，从而得到原始的信息信号。
解调是调制的逆过程，也是通信系统中非常重要的一个环节。
二、调制与解调的分类调制和解调可以根据不同的分类方式进行划分。
1. 按照信号的调制方式分类调制和解调可以按照信号的调制方式进行分类，常见的调制方式有模拟调制和数字调制。
模拟调制是指将模拟信号进行调制，将其转换成模拟调制信号。
模拟调制分为调幅、调频和调相三种方式。
调幅是指将模拟信号的幅度加到载波信号上，形成调幅信号；调频是指将模拟信号的频率加到载波信号上，形成调频信号；调相是指将模拟信号的相位加到载波信号上，形成调相信号。
数字调制是指将数字信号进行调制，将其转换成数字调制信号。
数字调制分为ASK、FSK、PSK、QAM等多种方式。
ASK是指将数字信号转换成调幅信号；FSK是指将数字信号转换成调频信号；PSK是指将数字信号转换成调相信号；QAM是指将数字信号同时转换成调幅和调相信号。
2. 按照载波信号的性质分类调制和解调可以按照载波信号的性质进行分类，常见的载波信号有连续波和脉冲波。
连续波调制是指将信息信号加到连续的正弦波或余弦波上，形成连续波调制信号。
连续波调制主要包括调幅、调频和调相三种方式。
2dpsk调制解调
2DPSK调制解调技术是一种数字调制解调技术，它通过改变载波的相位来传输数字信息，从而实现高效、可靠的数据传输。
2DPSK调制就是将二进制数字信号映射到相位上，然后将相位作为载波的相位进行调制。
而2DPSK解调则是将接收到的相位信号转换回二进制数字信号。
在解调过程中，通常有两种方法：相干解调和差分相干解调。
相干解调的原理是对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。
而差分相干解调的原理是由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔TB，然后与2DPSK 信号本身相乘，相乘器输出相乘结果，经低通滤波器后再抽样。
此外，MATLAB/Simulink等工具也可以用于搭建2DPSK信号调制与解调系统的仿真模型，并通过设置各功能模块的参数实现仿真分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
多电平幅移键控（MASK）调制框图:数字信号COS6ZX多进制幅移键控（MASK）在实际的数字电视系统或是通信系统中，多采用多进制（多电平）数字调制、解调方式。
所谓多进制信号，就是指状态数大于2的基带数字信号（有时也称多元调制信号或多电平调制信号）。
符号中的M可为2, 4, 8, 16……2N,若M二2,则表明高频载波被一种二进制代码所组成的2种电平（0，1）所调制；若M二4，则表明高频载波被一种2bit二进制代码所组成的4种电平（00, 01, 10, 11）所调制；若M二8 ,则表明高频载波被一种（）bit二进制代码所组成的（）种电平所调制……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(I)*A COS(M +cp)其中,s(t)为多进制基带数字信号；N, CO , (p分别为余弦载波信号的振幅、角频率和初相角。
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：数码f | I I I IO O I O 1 ! 1 O 111 : O O : !■O(b)怡钗性4业平数字俗七OO农示电平为OO1 1O 衣示电平为1 表示电平为2 表示电平为3皱波Hin^ot* I | |4ASK,Cd)单扱性4电平ASK促f弓• • WJ 4ASK 俗号二e i ( ) = S ) aincooX注孙鞍波相位不立(e)XX极性4 电平数字偵兮OO农示电平为3O］农示电平为11O衣刁疋电平为- 1・1 1衣示电平为- 3(6(丄)不是任y号a〉白勺空换〉4电平Su< I >3 •(f〉双极性4电平ASK佶号, RP 为4 ASK :ea( C ) = S^(. t ) sinoj0« 注意：这实時上足抑制3fe波的平後f阔自号4ASK31T57一1一3O OO 1 O 14电平幅移蚀控佶号4ASKASK方式的主要缺点是抗噪声性能较差，频带利用率不高，故较少米用。
在实际中应用较多的是正交幅度调制QAM及多进制（多电平）正交幅度调制MQAMo正交幅度调制（QAM）正交幅度调制QAM是英文quadratureamplitude modulation的缩写，也称正交双边带调幅。
这是以两路相关的数字基带信号分别对两个互为正交（sin cot. cos cot）的同频载波进行抑制载波的平衡调幅（双边带调幅）后，再将这两路已调信号叠加输出的过程。
QAM调制的显著特点是可以在同一频带内传输两路数据信号，因此其频带利用率高（提高了近2倍）。
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 曲+/—VcosE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。
同相路乘法器>低通滤波器b.J 串/并转换$2(1) 兀cos(69f + —) = — sin cot 正交调幅（QAM ）的电路组成框图S ］（巧------ 1低通滤波器e x (0 = (0 * COS G)t相加器•带通滤波器->e（t ）乘法器 ---------71 e 2 (0 = 52(r) * cos (曲 + —) = -s 2 (0 * sin cot 正交路=—（卍）乞=K b xo b^b y b^b 5b^b 3b^b x <S ；(Q采样判决并/串转换F(f)正交调幅(QAM)信号解调的电路框图QAM 信号＞带通滤波S\(t)=［为(f) *cos ajt —s 2(t) *sin at\ *8S at乘法器乘法器52 (r)低通 --------- > 米样判决正交调幅（QAM）信号的解调・图中所用的是同步检波电路，其关键点是要求相干载波（同步检波的参考信号）要与输入QAM信号同步（即同频同相）,否则会使解调输出的信号失真，且幅度减小。
•以图中S：（t）为例：S] （/）二[儿（0 * cos cot一$2 （0 * sin cot] * coscot= 1si（f）+ （所需要信号，用低通取出）2 1-[$1 ⑴ * cos 2a）t - 2耳（0 * sincot cos（ot]（不需要的高频信号，用低通滤波滤除）多电平正交调幅（MQAM）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lb M）进行的正交调幅。
（符号中的M可为2, 4, 8, 16 ............... 2仍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。
A路 Sid)e i( t ) = S\( t) cosco o(D/A低通（电平转换）中行数锯（/J ）MQAM 借号b ko乘法器D/A低通e 2( t )=一 S2( ' ) sin3o£B路 S 2(/)<a ） MQAM 侑乃的澗制器组成朕图多电平正交调幅（MQAM ）电路框图r乘法器A申/并Ar/x fc/ZCOMORO Z/“兀、+带通cosQ aj Q t + 2〉 =—ginC（电平转换）畔醐获睚仲绑& <P>彌矽 &、歹和& 霸廉Y陽琳 <^>tel为余制◎碉7 可uu刃系討◎审-(OIO〉卿firL '■1 "(OOI》知V-<01I〉彌VJTOOOIOI IOTOTOl I钿碎阙^=y鹦(I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90。
・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:氓£s70 3a c c I3H a < 0—003」t u ce/703U-5< ot 0\PI 709\ \\ j o s c w —x<(寸 I 703)u*s 3X C C嶺塢"(p)(。
)二濫悔即(c )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，并且图中星点編爐蟲。
竿座图上的各信号点之间的距离愈大’则其抗误0010•0110■ a11101010(H r\11•1001101111111•101110001010111011001(X)( )0000010011001000 A少A對01do011110 110〃路1100100(a) 4QAM星座图(每路2个电平，共4个电平) (b) 16QAM星座图(每路4个电平，共16个电平)HL MQAM信号的频带宽度及频带利用率>V7> f frf"* trf ft ft ft fl*•数据传输速率：•数据传输速率是单位时间内传输的信息量，即传输二进制位数的多少，也称为比特率或码率。
其单位是bit/s, kbit/s, Mbit/s,通常记作叽（它不应该包括信道编码时所附加的监督码（冗余码）在内）。
瓦二1/T•即时间T内传输了一个二进制（0或1两个电平中的一个）数据传输速率是单位时间内传输的信息量，即二进制位数的多少，有时也称为比特率或者码率，单位为bit/s (它不包括信道编码是附加的冗余码)，如果传输一个码元的速率为T，则数据传输速率为Rb=l/T ( bit/s);数据调制速率是单位时间内传输的数字信号的码元数，有时也称为符号速率或传码率，单位为波特(Bd) ,如果传输一个数据码元持续的时间为T，则调制数率为NBd=l/T(Bd)调制数率主要是用来反映信号波形变换的频繁程度，主要是用来表述多进制信号的，对于二进制的数字信号，其调制速率和传输速率是完全一样的，而对;于多舞制,\数据传输速率和调制速率的关系为lb M (bifs /Hz)数据有效传输速率即在单位时间内系统呢个传输的平均数据量，单位为bit /s o通信系统中所传输的数据除了信源所提供的数码外，系统还要加入其他许多信息，如同步码元，差分控制码元，冗余码等，数据传输速率是针对数据源所提供的数据而言，不包括信道编码所加的冗余码，而数据有效传输率是针对系统中所传输的所有码元。