第八章-新型数字带通调制技术-贾勇
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第八章新型数字带通调制技术
0
上式积分结果为
sin[(1 0 )Ts 1 0 ] sin[(1 0 )Ts 1 0 ]
1 0
1 0
sin(1 0 ) sin(1 0 ) 0
1 0
1 0
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任意初相时的最小频率间隔
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16QAM解调
16QAM信号可以采用正交相干解调方法，解调器输入信 号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出 两路多电平基带信号。多电平判决器对多电平基带信号进 行判决和检测，再经L电平到2电平转换和并/串变换器最 终输出二进制数据。
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8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
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8.1 正交振幅调制(QAM)
随着通信业务需求的迅速增长，寻找频谱利用率高的数字 调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。 正交振幅调制QAM就是一种频谱利用率很高的调制方式。 在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据 传输、卫星通信系统等领域得到广泛应用。
由于1和0是任意常数，故必须有： sin(1 0 )Ts 0 cos(1 0 )Ts 1
为了同时满足这两个要求，应当令 即要求 f1 f0 m / Ts 最小频率间隔： f1－f0 ＝1 / Ts。
(1 0 )Ts 2m
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相干接收的最小频率间隔
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16QAM信号和16PSK信号的性能比较
在下图中，按最大振幅相等，画出这两种信号的星座图。
设其最大振幅为AM，则16PSK信号的相邻矢量端点的欧氏
通信原理(第八章新型数字带通调制技术)PPT课件
实例分析
QPSK（四相相移键控调制）
在PSK的基础上，将相位划分为四个不同的状态，每个状态表示两个 比特的信息，提高了频谱利用率和传输速率。
16-QAM（十六进制正交幅度调制）
在QAM的基础上，将幅度划分为16个不同的状态，每个状态表示4个 比特的信息，进一步提高了频谱利用率和传输速率。
OFDM（正交频分复用调制）
20世纪70年代，随着数字信号处理技 术的发展，多种新型数字带通调制技 术如QPSK、QAM等开始出现。
02
数字带通调制技术的基本原理
数字信号的调制过程
调制概念
调制是将低频信号（如声音、图像等）转换成高频信号的过程， 以便传输。
数字信号的调制方式
数字信号的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK） 和相位键控（PSK）等。
通信原理(第八章新型数字带 通调制技术)ppt课件
• 引言 • 数字带通调制技术的基本原理 • 新型数字带通调制技术介绍 • 新型数字带通调制技术的应用场景
• 新型数字带通调制技术的优势与挑 战
• 新型数字带通调制技术的实现方法 与实例分析
01
引言
新型数字带通调制技术的定义与重要性
定义
新型数字带通调制技术是指利用数字 信号调制载波的幅度、频率或相位， 以实现信号传输的技术。
光纤通信系统
在光纤通信系统中，新型数字带通调制技术如偏振复用正交频分复用（PD-OFDM） 被用于实现高速、大容量的数据传输，满足不断增长的网络流量需求。
卫星通信系统
广播卫星
在广播卫星中，新型数字带通调制技术如正交频分复用（OFDM）被用于发送多路电视信号和其他多媒 体内容，提供高质量的广播服务。
将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上进行调制，提 高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
通信原理(第7版)-第8章新型数字调制
课件制作：曹丽娜
c1 o 0 ) s s1 i (n 0 ) T B s (1 i 0 n )[ ( 1 c 0 ) T B o 1 ] 0 s(
可化简为
sin 1(0)TB0
即仅要求
f1f0n/2TB
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§8.2.2 MSK信号的基本原理
M
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
AM
西安电子科技大学 通信工程学院
L M
课件制作：曹丽娜
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课件制作：曹丽娜
复合相移法： 用两路独立的QPSK信号叠加，即可形成 16QAM信号。
AM AM
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大圆上的4个红点表示 第一个QPSK信号矢量的 位置。
16QAM信号的产生
在 QAM 中，载波 的振幅和相位同时受基带信号控制，因此，
它的一个码元可表示为：
ek(t)A kcos(ctk) kTBt(k1)TB
展开为：
e k(t) X kc o sc t Y ks inc t
式中： 表明：
Xk = Akcosk，Yk = -Aksink Ak、k、 Xk和Yk分别可以取多个离散值
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
7
3
f0 2100Hz= 4 RB
1 （一个码元周期 TBs 内画 4 周载正波弦）波）
9
1
f1 2 700Hz= 4 RB
2 （一个码元周期 TTBs 内画 4 周载正波弦）波）
（2）MSK信号时间波形如图所示：
西安电子科技大学 通信工程学院
图 7-37 MSK 信号时间波形
新型数字带通调制技术的应用
的分布也非常的合理，在现实中的应用也ｔ － Ｉ ： ￣容易实现。多进制正交幅
度调制技术的应用范围非常广泛 ，一出现便在有线电视网络高速数据传
输 以 及 卫 星 通信 系统 中获 得 了成 功 的 应 用 。现 阶 段 ，６ ４ Ｑ Ａ Ｍ、
输速率 ， 如此高要求的信号如果传输在实际的信道中，必须对其使用先
１ ）ＭＱＡＭ （ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅＱｕ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ａｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅＭｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，多进
得 了广泛的应用 ，其 中应 用最 为广泛 的调 制技术是 Ｑ Ａ Ｍ、ＭＱＡ Ｍ、
Ｃ Ａ Ｐ（ Ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｌ ｅ ｓ ｓ Ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，无载波振幅／ 相位调制）以 及Ｄ ＭＴ （ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — Ｔ ｏ ｎ ｅ ，离散 多音频调制）［ ３ １ ０ ３ ２ 新型数字调制技 术在 Ｄ Ｔ ｖ上的应用
进的信道编码技术以及有效的信源压缩编码技术进行调 制。此外，还必
１ ２ ８ Ｑ Ａ Ｍ 都是基于 多进 制正 交幅度调制技 术的改进 ，已经在 Ｌ ＭＤ Ｓ
（ Ｌ ｏ ｃ ａ ｌ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ，区域多点传输服务）１ ２ 等 大 容量数 字微 波通信 系统 以及 Ｓ Ｄ Ｈ（ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｈ ｉ ｅ ｒ ａ ｒ ｃ ｈ ｙ ，
来数字调制技术研 究的基础 。但 是这三种数字调制方式均存在一些 弊 端 ，比如较差的抗 多 径衰落能力、较低的频谱利用率、较重的带外辐射 等。为了 彻底解决这些调制技术的不足之处，众多科学家以及学者都投 入 了全面的研究工作 中，以便研究 出先进的数字 调 制技术以满足各种移
度调制技术的应用范围非常广泛 ，一出现便在有线电视网络高速数据传
输 以 及 卫 星 通信 系统 中获 得 了成 功 的 应 用 。现 阶 段 ，６ ４ Ｑ Ａ Ｍ、
输速率 ， 如此高要求的信号如果传输在实际的信道中，必须对其使用先
１ ）ＭＱＡＭ （ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅＱｕ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ａｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅＭｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，多进
得 了广泛的应用 ，其 中应 用最 为广泛 的调 制技术是 Ｑ Ａ Ｍ、ＭＱＡ Ｍ、
Ｃ Ａ Ｐ（ Ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｌ ｅ ｓ ｓ Ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，无载波振幅／ 相位调制）以 及Ｄ ＭＴ （ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — Ｔ ｏ ｎ ｅ ，离散 多音频调制）［ ３ １ ０ ３ ２ 新型数字调制技 术在 Ｄ Ｔ ｖ上的应用
进的信道编码技术以及有效的信源压缩编码技术进行调 制。此外，还必
１ ２ ８ Ｑ Ａ Ｍ 都是基于 多进 制正 交幅度调制技 术的改进 ，已经在 Ｌ ＭＤ Ｓ
（ Ｌ ｏ ｃ ａ ｌ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ，区域多点传输服务）１ ２ 等 大 容量数 字微 波通信 系统 以及 Ｓ Ｄ Ｈ（ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｈ ｉ ｅ ｒ ａ ｒ ｃ ｈ ｙ ，
来数字调制技术研 究的基础 。但 是这三种数字调制方式均存在一些 弊 端 ，比如较差的抗 多 径衰落能力、较低的频谱利用率、较重的带外辐射 等。为了 彻底解决这些调制技术的不足之处，众多科学家以及学者都投 入 了全面的研究工作 中，以便研究 出先进的数字 调 制技术以满足各种移
第八章新型数字带通调制技术
1 正交振幅调制QAM（续）
•
16QAM的调制、解调框图
根据16QAM的星座图，第i个信号的表达式为
si (t ) Ai (cosct i )
i 1,2,...16
下面给出16QAM信号的一种调制和解调方框图
Q(t)
3 1 -1
-3
I（t） -3 -1 1 3
2 最小频移键控（MSK）
à Æ Ï Ò 900
à Ó ÷ Ï ¼ Æ
I k cos(t / 2Ts ) cos c t MSK Å Å Ð º ø ¨ ´ Í
Ë ¨÷  ² Æ
sin(t / 2Ts ) Qk sin(t / 2Ts )
à Ë ÷ Ï ³ Æ
Qk sin(t / 2Ts ) sin c t
n
X n g (t nTs ) cos c t Yn g (t nTs ) sin c n n 式中， X n An cos， Yn An sin n n 可看出，APK信号可以看作两个正交调制信号之和。 QAM信号也可以表示成
发送端
接收端
图
QAM系统组成框图
1 正交振幅调制QAM（续）
•
MQAM与MPSK比较
– MQAM全部星点呈矩形排列，M>4时不是等幅包络 ； MPSK为恒包络信号，信号空间全部星点均在一个同心圆上。
dP
A
dQ
图
MQAM与MPSK星座图
– M=4式，QAM与QPSK相同（QAM星点既在同圆又呈方格 形），性能也相同，欧氏距离 2 A dQ d P – 当M>4时，如M=16， 0.47A ， 0.39A ，说明MQAM抗噪 dQ dp 声性能优于MPSK （M>4） – MPSK以M等分相位，M增大，相邻信号夹角更小，适用于M 不大的应用。一般以QPSK最佳。 现代无线通信MQAM系统， 可高达1024QAM
讲课内容及作业(周立鹏)
第五章：同步技术（吴延海） §1.概述
一．不同功能的同步 二．不同传输方式的同步 §2.载波同步 一．插入导频法 二．直接提取载波法 三．载波同步的性能指标 §3 位同步 一．外同步法 二．自同步法 三．位同步性能指标 §4.群同步 一．起止式同步法 二．连贯式插入法 三．间歇式插入特殊码字法 §5.网同步 一．网同步基本概念 二．全网同步系统 三．准同步系统 作业： 1.在数据通信系统中，按照功能分有几种同步方法，他们的作用是什么？ 2.什么形式的码型可以作为帧同步码？为什么？ 3.帧同步方法有几种？简要说明它们基本原理及特点。 4.简述巴克码识别器 的工作原理。 5.若将 7 位巴克码组的前后全为“1”序列，加入到巴克码识别器的输入端，且各移位寄存 器的初始状态均为零，试画出识别器的输出波形。 6.实现网同步的方法有几种？特点是什么？
第二章：数据通信信道（吴延海）P21~P33
§1.概述 §2.信道特性
一．信道分类 二．信道特性 三．信道容量 §3.有线信道 一．双绞线 二．同轴电缆 三．光纤 §4.无线信道 一．微波信道 二．卫星信道 作业： 1.简述信道分类的方法。 2.简述双绞线、同轴电缆以及光纤特点。 3.设模拟话音信道带宽为 4KHz，仅考虑高斯白噪声的影响，信噪比为 30dB，若使用该信道 传输数据信号，求所能实现的最大速率是多少？ 4.若希望以 9.6kbit/s 的速率在 2.7kHz 带宽的模拟话音信道上传输数据，仅考虑高斯白噪声 影响，则要求信道信噪比是多少？ 5.画出调制信道和编码信道的框图，指出这两种信道各有什么特点。
1.计算机网络发展过程可划分为哪几个阶段？各阶段有什么特点？ 2.计算机网络定义是什么？ 3.什么是通信子网和资源子网？ 4.局域网定义是什么？ 5.试说明 CSMA/CD 介质访问控制协议的工作原理。 6.试说明令牌环介质访问控制协议的工作原理。 7.试说明令牌总线介质访问控制协议的工作原理。 8.网络互连的形式有那几种？ 9.网络互连设备有哪些？它们分别工作于 OSI 模型哪一层？ 10.网桥工作原理是什么？路由器工作原理是什么？
樊昌信,通信原理(第七版)-第1章 绪论_BN_20190926
2、 定义
假设P x 表示消息发生的概率， I 表示消息中所含的信息量。
（1）信息量是该消息出现的概率的函数，即 （2）信息量与消息出现的概率成反比
I = I P x
（3）信息量具有相加性，关系式为 I loga P x
1. 离散消息 x 的信息量
P 1，I0
为什么 取对数 ？
P 0，I
示
将信号放 大和反变
换
信息源
模拟信源 数字信源
声音→音频信号 图像→视频信号 字符→数字信号 键盘→数字信号
发送设备
包含变换、放大、滤波、编码、调制等 过程
信道
无线信道 有线信道
自由空间 明线电缆光纤
接收设备
包含分路、解调、译码、纠错等过程
受信者
电信号还原为消息，如扬声器等。
1.2.2 模拟通信系统模型
光纤通信
频分复用 用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率 FDM 范围；
时分复用 用抽样或脉冲调制方法使各路不同信号占用不 TDM 同的时间区间；
码分复用 用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信 CDM 号。
1.3.2 通信方式
按传输方向和时间分： 单工通信： （单向）
半双工通信： （双向、不同时）
信源
发送设备
信道
接收设备
信宿
噪声
两对重要变换：
模拟消息 原始电信号（基带） 信源，信宿 基带信号 已 调 信号（带通） 调制器，解调器
模拟信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪声
信号可以分为模拟信号和数字信号。
➢模拟信号特征：幅度连续，时间可连续也可以不连续。 ➢数字信号特征：幅度离散，一般时间也离散。 通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统。
通信原理新型数字带通调制技术
通信原理
第八章 新型数字带通调制技术 (8.1-8.2)
1
主要内容 第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM) 8.2 最小频移键控和高斯最小
频移键控 8.3 正交频分复用
2
8.1 正交振幅调制(QAM)
① 问题旳提出：
A. 多进制相移键控（MPSK）旳频带利用率 高，功率利用率较高；
( 1,-1) ( 3,-1)
-1
-3
(-3,-3) (-1,-3) ( 1,-3) ( 3,-3)
-3
-1
1
I路 3
8
8.1 正交振幅调制(QAM)
B. 复合相移法：它用两路独立旳QPSK信号叠加， 形成16QAM信号。
9
8.1 正交振幅调制(QAM)
⑧ 16QAM信号和16PSK信号旳性能比较：
20
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
④ 因为1和0是任意常数，故必须同步有
sin(1 0 )Ts 0 cos(1 0 )Ts 1
(1 0 )Ts 2m f1 f0 m / Ts
⑤ 当m = 1时是最小频率间隔，最小频率间隔等于 1/Ts。
21
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
13
8.1 正交振幅调制(QAM)
实例：一种用于调制解调器旳传播速率为 9600 b/s旳16QAM方案，其载频为1650 Hz，滤波器带宽为2400 Hz，滚降系数为 10％。
A
1011 1001 1110 1111
2400
1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110
⑥ 对于相干解调，则要求初始相位是拟定旳，在接
受端是预知旳，这时能够令1 - 0 = 0。
第八章 新型数字带通调制技术 (8.1-8.2)
1
主要内容 第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM) 8.2 最小频移键控和高斯最小
频移键控 8.3 正交频分复用
2
8.1 正交振幅调制(QAM)
① 问题旳提出：
A. 多进制相移键控（MPSK）旳频带利用率 高，功率利用率较高；
( 1,-1) ( 3,-1)
-1
-3
(-3,-3) (-1,-3) ( 1,-3) ( 3,-3)
-3
-1
1
I路 3
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8.1 正交振幅调制(QAM)
B. 复合相移法：它用两路独立旳QPSK信号叠加， 形成16QAM信号。
9
8.1 正交振幅调制(QAM)
⑧ 16QAM信号和16PSK信号旳性能比较：
20
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
④ 因为1和0是任意常数，故必须同步有
sin(1 0 )Ts 0 cos(1 0 )Ts 1
(1 0 )Ts 2m f1 f0 m / Ts
⑤ 当m = 1时是最小频率间隔，最小频率间隔等于 1/Ts。
21
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
13
8.1 正交振幅调制(QAM)
实例：一种用于调制解调器旳传播速率为 9600 b/s旳16QAM方案，其载频为1650 Hz，滤波器带宽为2400 Hz，滚降系数为 10％。
A
1011 1001 1110 1111
2400
1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110
⑥ 对于相干解调，则要求初始相位是拟定旳，在接
受端是预知旳，这时能够令1 - 0 = 0。
数字电子技术江晓安答案
数字电子技术江晓安答案【篇一：数字电路教学大纲】txt>一、课程基本情况教学要求：二、课程的性质、目的和任务：①、课程性质：《数字电子技术》是机电一体化技术、电气自动化技术等专业的一门专业基础课，是理论和实际紧密结合的应用性很强的一门课程。
是在学完《电路基础》和《模拟电子技术》课程后，继续学习数字电子技术方面知识和技能的一门必修课。
②、本课程的目的：从培养学生的智力技能入手，提高他们分析问题、解决问题以及实践应用的能力，为学习其它有关课程和毕业后从事电子、电气工程、自动化以及计算机应用技术方面的工作打下必要的基础。
③、本课程的任务：本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论、基础知识和基本技能，熟悉数字电路中一些典型的、常用的集成电路原理，功能及数字器件的特性和参数。
掌握数字电路的分析方法和设计方法。
通过这门课程的学习和训练，达到掌握先进电子技术的目的。
并为今后学习有关专业课及解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
本课程的研究内容该课程教学内容主要包括：逻辑代数基础、门电路、触发器等与数电技术及相关的课题。
本课程的研究方法三、本课程与相关课程的联系（先修后修课程）本课程的先修课程是高等数学、普通物理、电路理论及模拟电子技术，本课程应在电路理论课学过一学期之后开设。
要求学生在网络定理（如戴维南定理、迭加原理和诺顿定理等）、双口网络、线性交流电路和暂态分析等方面具有一定基础。
?四、教学内容和基本要求各章节主要内容、重点难点及学生所需掌握的程度。
（一般了解，理解和重点掌握）教学内容：第一章数制和码制第一节概述第二节几种常用的数制第三节不同数制间的转换第四节二进制算术运算第五节几种常用的编码第一节概述第二节逻辑代数中的三种基本运算第三节逻辑代数的基本公式和常用公式第四节逻辑代数的基本定理第五节逻辑函数及其表示方法第六节逻辑函数的化简方法第七节具有无关项的逻辑函数及其化简第三章门电路第一节概述第二节半导体二极管门电路第三节 cmos门电路第四节 ttl门电路第四章组合逻辑电路第一节概述第二节组合逻辑电路的分析方法和设计方法第三节若干常用的组合逻辑电路第四节组合逻辑电路中的竞争——冒险现象第五章触发器第一节概述第二节sr锁存器第三节电平触发的触发器第四节脉冲触发的触发器第五节边沿触发的触发器第六节触发器的逻辑功能及其描述方法第一节概述第二节时序逻辑电路的分析方法第三节若干常用的时序逻辑电路第四节时序逻辑电路的设计方法第五节时序逻辑电路中的竞争——冒险现象第七章半导体存储器第一节概述第二节只读存储器（rom）第三节随机存储器（ram）第四节存储器容量的扩展第五节用存储器实现组合逻辑函数第八章可编程逻辑器件第一节概述第二节可编程阵列逻辑（pal）第三节通用阵列逻辑（gal）第四节可擦除的可编程逻辑器件（epld）第五节复杂的可编程逻辑器件（cpld）第六节现场可编程门阵列（fpga）第七节在系统可编程通用数字开关（ispgds）第八节 pld的编程第九章脉冲波形的产生和整形第一节概述第二节施密特触发器第三节单稳态触发器第四节多谐振荡器第五节 555定时器及其应用第十章数-模和模-数转换第一节概述第二节 d/a转换器第三节 a/d转换器五、课程考核办法课程成绩由两部分组成：平时成绩和期末考试平时成绩考核方式：由学习中心辅导教师负责考核或网上作业系统自测期末考试考核方式：大作业/考试笔试/口试开卷/闭卷总评成绩构成：平时成绩20%；考试成绩80%。
现代通信理论与技术(P-8调制与解调)-2015
为什么需要数字调制？
有效辐射电磁波； 实现频分多路复用； 改善通信系统的性能；
频谱搬移（变频）。
2015/12/9
8.1.1 连续波数字调制的一般原理
连续波数字调制是以正弦信号（可以是高 频正弦信号，也可以是音频正弦信号）为载波， 调制信号为数字信号的调制方式。 数字信号的载波传输，就是指以正弦信号 为载波传输或运载数字信息的信息传输方式。
j c t
= Re{ a ( t ) e
其中：
}
s I ( t ) A[ m ( t )] cos [ m ( t )]
s Q ( t ) A[ m ( t )] sin [ m ( t )]
a ( t )=A[ m ( t )]e
j [ m ( t )]
}
2015/12/9
幅度调制-角调制（AM-AM）
放大限幅器
鉴相器
θ[m(t)]
2015/12/9
正交调制器
由已调信号的正交表示式可以得到正交调 制器的一般模型。
s (t )= s I ( t ) cos c t sQ ( t ) sin c t
sI (t )
基 带 信 号 处 理
m(t)
cosct
-π/ 2
s( t )
sQ ( t )
由已调信号的三角表示式：
s ( t ) = A[ m ( t )] cos{ c t [ m ( t )]}
可以得到用幅度调制—角调制技术实现的一般 调制器。
基 带 信 号 处 理
A[m(t)]
m(t)
cosct
角调制 射频电路
s(t ) = A[m(t )] cos{c t [m(t )]}
《测试技术》贾平民课后习题答案
解：（1）瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。
（2）准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散性。
（3）周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱具有离散性、谐波性和收敛性。
解：x(t)=sin2t fπ的有效值（均方根值）：2/1)4sin41(21)4sin41(21)4cos1(212sin1)(1000022=-=-=-===⎰⎰⎰TffTTtffTTdttfTdttfTdttxTxTTTTrmsππππππ解：周期三角波的时域数学描述如下：（1）傅里叶级数的三角函数展开：，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。
故=n b 0。
因此，其三角函数展开式如下：其频谱如下图所示：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤≤-≤≤-+=)(202022)(00000nT t x T t t T AA t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000=-==⎰⎰-T T T dt t T T dt t x T a ⎰⎰-==-2/00002/2/00000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dtt n t x T a ωω⎪⎩⎪⎨⎧==== ,6,4,20,5,3,142sin 422222n n n n n πππ⎰-=2/2/0000sin )(2T T n dt t n t x T b ω∑∞=+=1022cos 1421)(n t n nt x ωπ∑∞=++=1022)2sin(1421n t n nπωπ(n =1, 3, 5, …）（2）复指数展开式复指数与三角函数展开式之间的关系如下：)( 21=212121n 22000=-===+====nn n e n m n n n n n a barctg C R C I arctg a A b a C a A C φ A ϕ单边幅频谱 单边相频谱0 ωn φω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω00 ωI m C nω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω0虚频谱双边相频谱解：该三角形窗函数是一非周期函数，其时域数学描述如下：用傅里叶变换求频谱。
新型数字带通调制技术共33页
足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
西电《移动通信》第四版 李建东 郭梯云 习题答案
按多址方式分类---FDMA,TDMA,CDMA,SDMA 按信号形式分类---模拟网和数字网 按覆盖范围分类---城域网，局域网和广域网 按业务类型分类---PSTN，DDN，ISDN 等 按服务特性分类---专用网，公用网 按使用环境分类---陆地通信，海上通信，空中通信 按使用对象分类---民用系统，军用系统
《移动通信》课后答案
练习一 一、填空题 1、移动通信按工作方式分（ 单工）（双工）（ 半双工 ）。 2、移动通信按多址方式分（FDMA）,（TDMA）,（CDMA ）。 3、移动通信按信号形式分（ 模拟网）（数字网 ） 4、移动通信按覆盖范围分（ 城域网）（局域网）（广域网 ）。 5、移动通信按业务类型分（ PSTN），（DDN），（ISDN ） 6、移动通信按服务特性分（ 专用网），（公用网 ）。 7、移动通信按使用环境分（ 陆地通信），（海上通信），（空中通信）。 8、移动通信按使用对象分（ 民用系统），（军用系统）。 二、简答题 1、什么叫移动通信？ 答：通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换。 2、移动通信的特点。 答：1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输
答：TDD 使用非对称频带
TDD 上下行之间的干扰克服困难
TDD 非对称上/下行容量分配
TDD 信道互易
7、什么叫上行，什么叫下行？
答：把移动台向基站传输信号的方向称为上行。
把基站向移动台传输信号的方向称为下行。
8、为什么在 GSM900 系统中双工间隔：45MHz？
答：足够的双工间隔主要目的是防止上下行之间的干扰。
解：△f=(v/λ)×COS =20/2=10Hz
练习三 一、填空题： 1、在移动通信信号传输中，由于信号到达接收端走过多条路径，最后叠加而造成的衰落称为 （ 多径 ）衰落。 2、人们把在传播路径上地形剖面图上，地面起伏高度不超过 20 米，且起伏缓慢，峰点与谷点之 间的水平距离大于起伏高度的地形称为（中等起伏地）地形。 3、若基站天线顶点的海拔高度为 50 米，从天线设置地点开始，沿着电波传输方向的 3 公里到 15 公里之内的地面平均海拔高度为 20 米，则基站天线的有效高度为（30 米）。 4、按照地物的密集程度不同可分为三类地区：（市区）、（郊区）和（开阔地）。 5、人们测量出的市区中等起伏地的损耗中值都是在基准天线高度情况下测得的，即基站天线高度 为（ 200 米），移动台天线高度为（ 3 米 ）。 二、简答题 1、什么叫中等起伏地形？ 答：人们把在传播路径上地形剖面图上，地面起伏高度不超过 20 米，且起伏缓慢，峰点与谷点 之间的水平距离大于起伏高度的地形称为中等起伏地地形 2、什么叫不规则地形？ 答：把丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。 3、什么是分集接收？ 答：即在若干支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号,然后通过合并技术再将各个 支路的信号合并输出,那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率 4、常用的分集接收技术有哪几种？ 答：由于衰落具有频率时间和空间的选择性,因此常用分集技术包括: 空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分级、时间分集。 5、什么叫空间分集？ 答：空间设立两副接收天线，独立接收同一信号。 6、什么叫时间分集？ 答：通过一定的时延来发送同一消息或在系统所能承受的时延范围以内在不同时间内的各发送消
《移动通信》课后答案
练习一 一、填空题 1、移动通信按工作方式分（ 单工）（双工）（ 半双工 ）。 2、移动通信按多址方式分（FDMA）,（TDMA）,（CDMA ）。 3、移动通信按信号形式分（ 模拟网）（数字网 ） 4、移动通信按覆盖范围分（ 城域网）（局域网）（广域网 ）。 5、移动通信按业务类型分（ PSTN），（DDN），（ISDN ） 6、移动通信按服务特性分（ 专用网），（公用网 ）。 7、移动通信按使用环境分（ 陆地通信），（海上通信），（空中通信）。 8、移动通信按使用对象分（ 民用系统），（军用系统）。 二、简答题 1、什么叫移动通信？ 答：通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换。 2、移动通信的特点。 答：1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输
答：TDD 使用非对称频带
TDD 上下行之间的干扰克服困难
TDD 非对称上/下行容量分配
TDD 信道互易
7、什么叫上行，什么叫下行？
答：把移动台向基站传输信号的方向称为上行。
把基站向移动台传输信号的方向称为下行。
8、为什么在 GSM900 系统中双工间隔：45MHz？
答：足够的双工间隔主要目的是防止上下行之间的干扰。
解：△f=(v/λ)×COS =20/2=10Hz
练习三 一、填空题： 1、在移动通信信号传输中，由于信号到达接收端走过多条路径，最后叠加而造成的衰落称为 （ 多径 ）衰落。 2、人们把在传播路径上地形剖面图上，地面起伏高度不超过 20 米，且起伏缓慢，峰点与谷点之 间的水平距离大于起伏高度的地形称为（中等起伏地）地形。 3、若基站天线顶点的海拔高度为 50 米，从天线设置地点开始，沿着电波传输方向的 3 公里到 15 公里之内的地面平均海拔高度为 20 米，则基站天线的有效高度为（30 米）。 4、按照地物的密集程度不同可分为三类地区：（市区）、（郊区）和（开阔地）。 5、人们测量出的市区中等起伏地的损耗中值都是在基准天线高度情况下测得的，即基站天线高度 为（ 200 米），移动台天线高度为（ 3 米 ）。 二、简答题 1、什么叫中等起伏地形？ 答：人们把在传播路径上地形剖面图上，地面起伏高度不超过 20 米，且起伏缓慢，峰点与谷点 之间的水平距离大于起伏高度的地形称为中等起伏地地形 2、什么叫不规则地形？ 答：把丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。 3、什么是分集接收？ 答：即在若干支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号,然后通过合并技术再将各个 支路的信号合并输出,那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率 4、常用的分集接收技术有哪几种？ 答：由于衰落具有频率时间和空间的选择性,因此常用分集技术包括: 空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分级、时间分集。 5、什么叫空间分集？ 答：空间设立两副接收天线，独立接收同一信号。 6、什么叫时间分集？ 答：通过一定的时延来发送同一消息或在系统所能承受的时延范围以内在不同时间内的各发送消
通信原理(新8)
MSK输出
差分编码
串并转换
90０
90０
2.MSK信号的解调方法 延时判决相干解调法
[（2i-1）Ts，（2i+1）Ts]
积分判决
MSK信号
载波提取 [2iTs，（2i+1）Ts] 积分判决
解调输出
3.MSK信号的功率谱
Ps ( f ) 32 T s
2
[
cos 2 ( f f c ) T s 1 16 ( f f c ) T s
2 2
]
2
(W / Hz )
8 . 2 38
带宽的近似值为：书上249~250页有90%的
对于QPSK、OQPSK、MSK：B≈1/Ts（Hz）
对于BPSK： 2/Ts（Hz） 包含99%信号功率的带宽近似为 对于MSK： 1.2/Ts（Hz） 对于QPSK及OPQSK： 6/Ts（Hz）
（4）在一个码元期间内信号包括四分之一载波周期 的整数倍；
（5）码元变化时刻信号相位是连续的。 另外，功率谱来看
（1）MSK主瓣宽度较窄；
（2）旁瓣下降快。
适合窄带信道传输，对邻近信道干扰小等优点。 8. 2. 6 高斯最小频移键控（GMSK） 为进一步改善频谱特性，可以在MSK调制器 前再加一级具有高斯特性的低通滤波器。
对于BPSK：
9/Ts（Hz）
由此可见， MSK信号的带外功率下降非常快。 书上图8-12说明了几种信号的功率谱密度情况
功率谱密度/dB
4PSK
8PSK
2PSK
1 2T s
1 Ts
3 2T s
2 Ts
M 进制数字调相信号功率谱
总之：MSK的信号特点： （1）已调信号的包络恒定； （2）两个信号频率间相差 为±1/2Ts； （3）附加相位在一个码元期间内线性变化±/2；
《通信原理》-樊昌信-曹丽娜-编著第六版课件
信 息 源
图1-5 数字通信系统模型
信源编码与译码目的：
提高信息传输的有效性 完成模/数转换
信道编码与译码目的：增强抗干扰能力 加密与解密目的：保证所传信息的安全 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致
第1章 绪论
第1章 绪论
1.3.2 通信方式
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式
第1章 绪论
并行传输和串行传输
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方 式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
I loga 1 loga P( x) P ( x)
满足上述3条件的关系式如下： －信息量的定义
第1章 绪论
I loga
1 loga P( x) P ( x)
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 1 (b) I log 2 log 2 P( x)
由于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵
第1章 绪论
【例1】 一离散信源由“0‖，“1‖，“2‖，“3‖四个符 号组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8， 且每个符号的出现都是独立的。试求某消息 2010201302130 01203210100321010023102002010312032100120210的 信息量。
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m1 )
4 Ts
, (N为正整数， m 0,1,2,3)
MSK对两个频率的要求
f2
fc
1 4Ts
(N
m 1 1 )
4 Ts
f1
fc
1 4Ts
(N
m 1) 1 4 Ts
m 1
m 1
Ts (N 4 )T2 (N 4 )T1
即两个码元包含的正弦波数差1／2个周期。
特性将各路子载波分离开。采用这样密集的子载频，并且在子 信道间不需要保护频带间隔，因此能够充分利用频带。这是
OFDM的一大优点。
OFDM的特点： 为了提高频率利用率和增大传输速率，各路子载波 的已调信号频谱有部分重叠； 各路已调信号是严格正交的，以便接收端能完全地 分离各路信号； 每路子载波的调制是多进制调制； 每路子载波的调制制度可以不同，根据各个子载波 处信道特性的优劣不同采用不同的体制。并且可以 自适应地改变调制体制以适应信道特性的变化。
正交条件为
Ts 0
cos 2t +2
cos 1t+1 dt
0
初相位为零或相等
保证正交的最小频率间隔为
1 f2 f1 2Ts
初相位为任意值
保证正交的最小频率间隔为
1 f2 f1 Ts
二、最小频移键控—MSK
MSK信号特征：包络恒定、相位连续、带宽最小、严格正交
二、最小频移键控—MSK
3. MSK 信号的相位连续性
附加相位
(t)
ak 2Ts
t
k
即在一个Ts内，θ(t)的变化量为±π/2。
1 0 01 1 1
k =0
相位路径
相位网格图
二、最小频移键控—MSK
例： RB 1000Baud , fc 3000Hz
(t) 1 1 1 1 1 1 1
引言
新的数字调制技术：
QAM（正交幅度调制）：卫星通信、有线电视网络高速数据 传输等领域
QFDM(正交频分复用)：ADSL(非对称数字环路)、HDTV
GMSK（高斯最小频移键控）：GSM
4
OQPSK(偏移四相相移键控)：北美、日本的数字蜂窝移动
通信
一、正交振幅调制QAM
振幅相位联合键控（APK）
一、正交振幅调制QAM sk (t) Xk cos0t + Yk sin0t
I (t )
相乘器
I
cos0t
相加器 eo (t)
信道
Q(t)
相乘器
Q
sin 0t
ab
d 3d
相乘器
低通
cos0t
相乘器
低通
sin 0t
m'I (t) m'Q (t)
四电平信号
cd
d 3d
三、正交频分复用—OFDM
|C(f)|
f
T
B
f |C(f)|
单载波调制 c(t)
f
B
t t
f
多载波调制
NT
t
三、正交频分复用—OFDM
OFDM(正交频分复用)技术实际上是MCM(MultiCarrier Modulation，多载波调制)的一种。 其主要思想是，将信道分成若干正交子信道，将高 速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每 个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采 用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互 干扰(ICI)。 每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因 此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消 除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原 信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
波后信号包络会剧烈起伏；
2FSK信号的两种码元波形不一定正交。若正交，误码率性 能更好。
二、最小频移键控—MSK
MPSK、MQAM等存在的问题： • 相位不连续、频谱衰减慢，发滤波器输出信号的带外能量大、 包络不恒定，若信道是非线性的（如卫星信道），将会产生非 线性失真。 • MPSK、MQAM只一个载频，通过随参信道时可能将信号 衰落掉。
QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。
一、正交振幅调制QAM
16QAM信号矢量图
Ak
总称为MQAM调制。
矢量图像是星座，
故又称星座调制
64QAM信号矢量图
256QAM信号矢量图
一、正交振幅调制QAM
M 256 M 128 M 64 M 32 M 16 M4
MQAM信号矢量图
QAM信号第k个码元：sk (t) Ak cos0t k
sk (t) Ak cosk cos0t Ak sink sin0t
Xk
Yk
sk (t) Xk cos0t + Yk sin0t
两个正交的振幅键控信号之和
一、正交振幅调制QAM
矢量图
在信号表示式中，若k值仅可以取/4和-/4，Ak值仅可 以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号。
OFDM的缺点： 对信道产生的频率偏移和相位噪声很敏感； 信号峰值功率和平均功率的比值较大，这将会降低 射频功率放大器的效率。
三、正交频分复用—OFDM
OFDM调制原理方框图
分帧
二进制 分组 . 编码 . IDFT . 并/串
D/A
串/并 .
.
.
输入信号
. 映射 .
. 变换
变换
变换
上 变 OFDM 频 信号
/2
0 / 2
Ts
t
3 / 2 2
1
1
1 1 1 1 1
二、最小频移键控—MSK
——MSK信号信号特点：
（1）已调信号的包络恒定；
（2）两个信号频率间相差为±1/2Ts; （3）附加相位在一个码元期间内线性变化±π/2；
（4）在一个码元期间内信号包括四分之一载波周期的整数倍；
2. MSK 信号的频率间隔
二进制MSK信号
SMSK
(t)
cos(ct
ak
2Ts
t
k
)
ak 1 ak 1
信号频率
f2
1 2
dk (t) dt
1 2
(c
2Ts
)
fc
1 4Ts
信号频率
f1
1 dk (t) 2 dt
1 2
(c
2Ts
（5）码元变化时刻信号相位是连续的。
——MSK信号的功率谱：
PMSK
()
322Ts[
cos( 2 4(
c c
Ts ) )2 T2s
]2
（1）MSK主瓣宽度较窄；
（2）旁瓣下降快
适合窄带信道传输， 对邻近信道干扰小等优点。
三、正交频分复用—OFDM
单载波调制和多载波调制比较 ：
一、正交振幅调制QAM
16QAM
Ai i
16PSK
si (t) Ai cos(ct i ), i 1,2,...,16
相邻信号点的距离
d2
2A L1
L 4 d2 0.47A
相邻信号点的距离
d1
2A sin( ) 0.39A 16
d2 > d1 表明16QAM的抗噪声性能优于16PSK。
一、正交振幅调制QAM
16 QAM 调制解调
Q路
2-4 电平转换
I路
I 路输入 Q 路输入
有高斯噪声
无高斯噪声
4QAM（无高斯噪声）
二、最小频移键控—MSK
最小频移键控（MSK——Minimum Shift Keying）是2FSK 的改进版；
FSK占用频带宽度大，频带利用率低； 开关键控产生FSK信号，相邻码元相位可能不连续，带通滤
)
fc
1 4Ts
f1fc来自1 4Tsfc
f2
fc
1 4Ts
1 2Ts
频率间隔
f
f2
f1
1 2Ts
最小值
二、最小频移键控—MSK
3. MSK 码元中波形的周期数
MSK属于正交的2FSK调制，利用正交条件
11
Ts
n( ) 4
fc
n 1,2,3,4,
fc
1 n
4Ts
(N
MSK 是 一 种 包 络 恒 定 、 相 位 连 续 、 带 宽 最 小 、 严 格 正 交 的 的 2FSK信号，适合于非线性限带信道。
ak
1
0
sMSK (t)
f2
f1
01
11
二、最小频移键控—MSK
1. 2FSK的正交性 若二进制信号的两种码元波形相互正交，则其误码率性能更好。
e2FSK (t) m(t) cos1t 1 m(t) cos2t 2
随着进制数的增加，在信号空间中各信号点间的最小距离 减小，相应的信号判决区域也随之减小。因此，当信号受到噪 声和干扰的损害时，接收信号错误概率也将随之增大。
将振幅调制与相位调制结合起来可以充分利用信号平面。
4ASK
0
2A A 3A
QPSK
16PSK
16QAM
k
一、正交振幅调制QAM
正交幅度调制(QAM - Quadrature Amplitude Modulation) 信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。