3.2 调制与解调技术
调制与解调的名词解释
调制与解调是通信领域中广泛应用于模拟和数字信号处理的核心技术。
本文将以深入、全面的方式探讨调制与解调的概念、原理、分类和应用。
一、调制与解调的概念调制（Modulation）指的是将原始信号通过改变调制信号的一个或多个参数，使得原始信号能够在载波上传输的过程。
解调（Demodulation）则是将调制信号恢复为原始信号的过程。
通过调制与解调技术，可以将低频信号转化为高频信号进行传输，从而实现远距离、高效率的信息传输。
二、调制的原理调制的原理是通过改变载波的频率、相位或幅度，将原始信号信号嵌入到载波中。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
2.1 幅度调制（AM）幅度调制是通过改变载波信号的幅度来传输信息的一种调制方式。
其原理是通过调制信号的幅度变化来对载波信号的幅度进行调制。
在幅度调制中，调制指数的大小决定了调制信号的幅度对载波信号的影响程度，进而实现信息传输。
2.2 频率调制（FM）频率调制是通过改变载波信号的频率来传输信息的一种调制方式。
其原理是根据调制信号的波形来改变载波信号的频率。
频率调制中，调制信号的频率越高，载波频率的改变幅度越大，从而传输更多的信息。
2.3 相位调制（PM）相位调制是通过改变载波信号的相位来传输信息的一种调制方式。
其原理是通过改变调制信号的相位来改变载波信号相位。
相位调制中，调制信号的相位变化越大，载波信号相位的改变幅度越大，传输的信息量也就越大。
三、调制的分类根据调制信号的特点和应用需求，调制可以分为模拟调制和数字调制两种方式。
模拟调制是指将连续时间和连续振幅的模拟信号通过调制技术嵌入到连续时间和连续振幅的模拟载波中。
模拟调制技术主要应用于模拟通信系统、广播电视等领域。
常见的模拟调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
3.2 数字调制数字调制是指将数字信号通过调制技术转化为模拟信号进行传输。
数字调制是一种离散时间和离散振幅的信号处理技术，广泛应用于数字通信、无线通信等领域。
无线通信技术3.2-无线调制技术
数字调制和解调技术
4.3 多载波调制（正交频分复用OFDM）
3、IDFT计算
为了用IDFT实现OFDM，首先令OFDM的最低子载波频率等于0，以满 足下式
右端第一项（即n = 0时）的指数因子等于1。为了得到所需的已 调信号最终频率位臵，可以用上变频的方法将所得OFDM信号的 频谱向上搬移到指定的高频上。 其次，我们令K = 2N，使IDFT的项数等于子信道数目N的两倍， 并用对称性条件，由N个并行复数码元序列{Bi}，(其中i = 0, 1, 2, …, N – 1)，生成K＝2N个等效的复数码元序列{Bn}，(其中n = 0, 1, 2, …, 2N – 1) ，即令{Bn}中的元素等于：
每比特的持续时间
数字调制和解调技术
cos(2 f t ), 0 t T 对该信号集，只有一个基： T 这样，BPSK信号集可表示为 S E (t ), E (t ) 星座图（信号集在矢量空间上的表示）： Q E E I 这种星座图为每一个可能的符号的复包络提供了一个直 观的图形：x轴代表复包络的同相分量，y轴代表复包络的 正交分量，这个概念可推广到M进制调制。 为了表示调制信号的完整集合需要的基底信号的数目称 为矢量空间的维数。从星座图可以推断： （1）调制信号占用带宽随矢量空间维数/点数的增加而减小； （2）比特错误率与星座图上最近的二点间的距离成反比。
数字调制和解调技术
4.3 多载波调制（正交频分复用OFDM）
数字调制和解调技术
4.3 多载波调制（正交频分复用OFDM）
OFDM系统的实现（以MQAM为例来讨论）
DFT回顾：
注意：
数字调制和解调技术
4.3 多载波调制（正交频分复用OFDM）
数字信号处理中的调制与解调技术
数字信号处理中的调制与解调技术数字信号处理技术在现代通信中扮演着至关重要的角色。
它可以对信号进行调制与解调，使得信号可以在不同的载体(比如无线电波、光纤等)传输和传递。
本文将介绍数字信号处理中的调制与解调技术。
一、调制技术调制技术是将基带信号(即未调制的信号)转换为能够在载体中传输的信号的过程。
它可以用来改变信号的频率、幅度和相位等属性。
常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
1. 幅度调制(AM)幅度调制是最简单的调制技术之一，它通过将基带信号和一个高频载波信号进行乘法运算，来改变信号的幅度。
结果可以用下式表示:s(t) = Ac[1 + m(t)]cos(2πfct)其中，Ac是载波的幅度，f是载波频率，m(t)是基带信号，s(t)为调制后的信号。
可以看出，载波信号的幅度随着基带信号而变化，从而实现了对信号幅度的调制。
2. 频率调制(FM)频率调制是一种常见的调制方式，在广播电台、卫星通信等领域得到广泛应用。
它是通过改变载波频率的大小，来反映出基带信号的变化。
这个过程可以用下式表示:s(t) = Ac cos[2πfc t + kf∫m(τ)dτ]其中，kf是调制指数，m(t)是基带信号，∫m(τ)dτ是对基带信号的积分。
这里，频率调制实质是将基带信号的斜率值转化为频率的变化，从而体现了基带信号的变化。
3. 相位调制(PM)相位调制是另一种常见的调制方式，它通过改变相位来反映出基带信号的变化。
相位调制可以用下式表示:s(t) = Ac cos[2πfct + βm(t)]其中，β是调制指数，m(t)是基带信号。
可以看出，相位调制实质上是将基带信号的变化转化为相位的变化。
二、解调技术解调技术是将调制后的信号还原为原始基带信号的过程。
它在通信中起着至关重要的作用，可以保证信息的正确传递。
1. 相干解调相干解调是最常见的解调方式，它是通过连续时间信号的乘法运算来分离出基带信号的。
调制与解调的名词解释
调制与解调的名词解释调制和解调是在通信中常用的两种信号处理技术。
调制是指在通信过程中，通过改变一个信号（称为基带信号）的某些特性，将其转换为适用于传输和传递的信号（称为载波信号），以便能够有效地在媒介（例如空气中的无线电波或光纤中的光信号）中传输。
调制主要用于将信息通过传输介质传播给接收端。
调制技术的目的是在不增加功率和频带宽度的情况下，提高信息传输的可靠性、效率和距离。
解调是指在接收端将调制后的信号恢复成起始的基带信号的过程。
解调技术是调制技术的逆向过程，目的是恢复出原始的信息，以便于后续的信号处理和解读。
解调器通常会处理噪声、干扰和失真等问题，以保持准确性和可靠性。
调制和解调是通信系统中必不可少的两个环节，主要作用是实现可靠的信息传输和接收。
常见的调制和解调技术包括：幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）、振幅移键调制（ASK）、频移键调制（FSK）、相移键调制（PSK）等。
幅度调制（AM）是调制信号的幅度和幅度波动与基带信号的振幅及变化相关的一种调制技术。
在AM调制中，基带信号的振幅对应调制波的振幅，它的变化则反映了基带信号的变化。
解调器将AM信号转换为原始的基带信号，在接收端进行解码。
频率调制（FM）是调制信号的频率和频率波动与基带信号的振幅及变化相关的一种调制技术。
在FM调制中，基带信号的振幅对应调制波的振幅，但是基带信号的变化对应调制波的频率的变化，即频率和振幅成正比。
解调器将FM信号转换为原始的基带信号，在接收端进行解码。
相位调制（PM）是调制信号的相位和相位波动与基带信号的振幅及变化相关的一种调制技术。
在PM调制中，基带信号的振幅对应调制波的振幅，但是基带信号的变化对应调制波的相位的变化，即相位和振幅成正比。
解调器将PM信号转换为原始的基带信号，在接收端进行解码。
振幅移键调制（ASK）是将数字信号转换为模拟信号的一种调制技术。
ASK调制器根据待传输的数字信号（比特流）的高低电平来决定于载波的信号在该时间段内为高电平还是低电平。
调制与解调
ea
ec
O
f0 fn
O
f
f
O
t
t
ec
O
t
t
（b）频率电压特性曲线
传感器与测试技术
传感器与测试技术
O
t
调制与解调
调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅值、
e
频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信调号制的信放号 大与传输。
一般把控制高频振荡波的缓变信号称为O 调制波；载送缓变信号的高频t
振荡波称为载波；经过调制的高频振荡波称为已调波，根据调制原理不同，
x(t)
x A (t )
xm(t)
x 0(t )
A
O
tO
tO
tO
t )
x(t)
A
tO
tO
tO
tO
t
x A (t )
A tO
3．相敏检波
y(t)
相敏检波常用的有半波相敏检波和全
O
波相敏检波。图a所示为一开关式全波相
t
敏检波电路。输出信号x0(t)如图b所示。
u(t)
f0
O
f0
f
原来调制时的相同而使第二 次“搬移”后的频谱有一部 分“搬移”到原点处，所以 频谱中包含有与原调制信号 相同的频谱和附加的高频频
Y(f )
1 2
f0
O
X m( f )Y ( f )
1
2
f0
f
低通滤波
谱两部分，其结果如图所示。
2 f 0
fc
O
fc
fm fm
同步解调
2f0 f
2．包络检波
包络检波在时域内的流程如图所示。调幅波经过包络检波（整流、滤 波）就可以恢复偏置后的信号xA(t)，最后再将所加直流分量去掉，就可以 恢复原调制信号x(t)。
名词解释调制与解调
调制与解调1. 引言调制与解调是数字通信领域中重要的技术，用于将数字信号转换为模拟信号进行传输，以及将模拟信号转换为数字信号进行处理。
在现代通信系统中，调制与解调技术被广泛应用于无线通信、有线通信、光纤通信等各种通信方式中。
本文将详细介绍调制与解调的概念、原理、分类和应用，并探讨其在现代通信系统中的重要性和未来发展趋势。
2. 调制的概念和原理2.1 调制的概念调制是指在传输过程中，将原始信息信号（基带信号）通过改变载波的某些特性（如频率、相位、幅度等），使其能够适应传输媒介或实现特定的传输要求，从而使信息能够有效地传输。
调制过程可以看作是在载波上叠加了原始信息信号。
2.2 调制的原理调制的原理基于两个基本概念：载波和原始信息信号。
•载波：载波是指一种具有固定频率和振幅的电磁波。
在调制过程中，载波起到传输信息的作用，可以通过改变载波的某些特性来携带原始信息信号。
•原始信息信号：原始信息信号是指待传输的信息，可以是声音、图像、视频等各种形式的数据。
调制过程中，原始信息信号被转换为与载波相乘或叠加的形式，从而改变了载波的某些特性。
最常见的调制方式有频率调制（FM）、相位调制（PM）和振幅调制（AM）。
3. 调制的分类根据不同的调制方式和应用场景，调制可以分为以下几种类型：3.1 模拟调制模拟调制是指将连续时间和连续幅度的模拟信号进行调制。
常见的模拟调制方式有：•调幅（AM）：将原始信号的幅度变化应用到载波上。
•调频（FM）：将原始信号的频率变化应用到载波上。
•调相（PM）：将原始信号的相位变化应用到载波上。
模拟调制主要应用于广播、电视等模拟通信系统中。
3.2 数字调制数字调制是指将离散时间和离散幅度的数字信号进行调制。
常见的数字调制方式有：•正交振幅调制（QAM）：将原始信号分为实部和虚部，分别调制到正交的两个载波上。
•正交频分多路复用（OFDM）：将原始信号分为多个子载波，在频域上进行并行调制。
数字调制主要应用于数字通信系统中，如无线局域网（WLAN）、移动通信等。
调制和解调
1 2
1 2
时变
最大功率值 最小功率值
1 2 2 P V ( 1 m MAX cm a) 2 1 2 2 P V ( 1 m ) MIN cm a 2
在调制信号一周内的平均功率值
11 1 1 2 2 2 2 P V ( 1 m cos t ) d t V ( 1 m ) cm a cm a 2 2 2 2 0
结论：DSB 节省了功率，但没有节省频带
③表达式与波形
( t ) V cos t 载波信号 v c cm c
( t ) V cos t , (c ) 调制信号 v m
v ( t ) AV V cos t cos t m cm c 1 1 AV V cos( ) t AV V cos( ) t m cm c m cm c 2 2
2
②从频谱计算功率 载频功率
调制前 调制后
两个旁频功率 1 1 2 12 P 2 ( m V ) m P a cm a c 2 2 2 总功率
1 2 P Vcm c 2
12 12 P P P V ( 1 m ) c c m a 2 2
与时域计算相同
比较：
旁频功率 载频功率
结论： 由于 携带信息的频谱分量的能量占总能量的比例很小
1 2 ma 2 m a ＜1，因此在AM调制中，
怎么办？
2.抑制载波的双边带调幅（DSB-SC）
为什么要抑制载波 ①频谱与带宽 载波不携带信息 载频占据的功率最多
BW = 2F ②功率 DSB信号功率为两旁频功率之和
msk调制与解调
msk调制与解调引言：在现代通信系统中，调制和解调是基本的信号处理技术。
而在调制和解调的方法中，最常用的之一就是Minimum Shift Keying (MSK)调制和解调技术。
本文将深入探讨MSK调制与解调的原理、特点以及应用。
一、MSK调制的原理MSK调制是一种连续相位调制技术，其基本原理是通过改变载波的相位来传输数字信号。
MSK调制的关键在于选择合适的载波频率和相位变化规律。
1.1 载波频率选择在MSK调制中，载波的频率应该满足一定的条件，即与数据速率相等或是其整数倍。
这样可以确保每个数据比特对应一个载波周期，避免信息的混叠和交叠。
1.2 相位变化规律MSK调制的特点之一是相位变化为连续的线性函数，即相位在每个符号周期内以恒定的速率线性变化。
这种相位变化规律使得MSK信号的频谱特性更加优良，有利于抗干扰和传输性能的提高。
二、MSK调制的特点MSK调制具有许多优点，使其成为现代通信系统中广泛使用的调制技术。
2.1 频谱效率高由于MSK调制的相位变化规律为线性连续变化，其频谱特性非常优秀。
相邻的频带之间没有交叠，使得频谱利用率更高，频谱效率更大。
2.2 抗多径衰落能力强MSK调制对于多径衰落的抗干扰能力较强，能够有效地抑制多径衰落引起的码间干扰，提高信号的传输质量。
2.3 抗相位偏移干扰由于MSK调制的相位变化规律为线性连续变化，相位偏移对于信号的影响较小。
因此，MSK调制对于相位偏移干扰具有较好的抗干扰能力。
三、MSK解调的原理MSK解调是将调制信号还原为原始数字信号的过程，其原理与调制相对应。
3.1 相干解调相干解调是MSK解调的一种常用方法。
它通过与接收信号进行相干检测，提取出信号的相位信息，从而实现解调。
3.2 频率鉴别解调频率鉴别解调是另一种常见的MSK解调方法。
它通过对接收信号的频率进行鉴别，来实现解调。
四、MSK的应用MSK调制与解调技术在许多通信系统中被广泛应用。
4.1 无线通信系统在无线通信系统中，MSK调制与解调技术被广泛应用于GSM、CDMA等数字通信系统中，以提高信号的传输质量和抗干扰能力。
通信系统的调制与解调技术
通信系统的调制与解调技术一、简介通信系统是指将信息进行传递和交流的系统，而调制与解调技术是其中的重要环节。
调制根据信号的特性将其转换成适合传输的形式，解调则将传输过程中受到的干扰和失真还原回原始信号。
本文将详细介绍通信系统的调制与解调技术。
二、调制技术调制技术是将信息信号转换成适合传输的信号形式，常用的调制技术包括：1. 幅度调制(AM)幅度调制是通过改变信号的幅度来传输信息。
具体步骤如下：(1) 将信息信号与高频载波信号相乘，得到调制后的信号。
(2) 调制后的信号通过传输介质传输。
(3) 接收端解调，将传输过程中受到的幅度变化还原成原始信号。
2. 频率调制(FM)频率调制是通过改变信号的频率来传输信息。
具体步骤如下：(1) 将信息信号与高频载波信号相加，得到调制后的信号。
(2) 调制后的信号通过传输介质传输。
(3) 接收端解调，将传输过程中受到的频率变化还原成原始信号。
3. 相位调制(PM)相位调制是通过改变信号的相位来传输信息。
具体步骤如下：(1) 将信息信号与高频载波信号相乘，得到调制后的信号。
(2) 调制后的信号通过传输介质传输。
(3) 接收端解调，将传输过程中受到的相位变化还原成原始信号。
三、解调技术解调技术是将传输过程中受到的干扰和失真还原回原始信号，常用的解调技术包括：1. 同步解调同步解调是通过与发送端保持一致的时钟信号来解调信号。
具体步骤如下：(1) 接收端接收到调制信号。
(2) 接收端利用时钟信号恢复原始的调制信号。
(3) 还原的调制信号通过滤波器去除噪声和失真，得到原始信号。
2. 相干解调相干解调是通过检测接收信号的相位和频率来解调信号。
具体步骤如下：(1) 接收端接收到调制信号。
(2) 接收端检测信号的相位和频率。
(3) 根据相位和频率还原调制信号，得到原始信号。
3. 非相干解调非相干解调是通过检测接收信号的幅度来解调信号。
具体步骤如下：(1) 接收端接收到调制信号。
(2) 接收端检测信号的幅度。
简述数据通信的过程
简述数据通信的过程数据通信是指通过某种介质将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分，它使得人们能够迅速、准确地共享和获取信息。
一、数据通信的基本概念1.1 数据通信的定义1.2 数据通信的基本要素1.3 数据通信的分类二、数据通信的基本流程2.1 发送端处理2.2 传输介质2.3 接收端处理三、数据通信的主要技术3.1 数字与模拟信号3.2 编码与解码技术3.3 调制与解调技术3.4 多路复用技术四、数据通信的传输介质4.1 有线传输介质：电缆、光纤等4.2 无线传输介质：无线电波、红外线等五、数据通信的协议与标准化5.1 协议的定义与作用5.2 OSI参考模型与TCP/IP协议族5.3 数据链路层协议：以太网、WiFi等5.4 网络层协议：IP协议、路由协议等六、数据通信中常见的问题与解决方法6.1 噪声与干扰6.2 信号衰减与失真6.3 数据丢失与重传6.4 安全性与隐私保护七、数据通信的应用领域7.1 互联网通信7.2 移动通信7.3 卫星通信7.4 军事通信八、数据通信的发展趋势和挑战8.1 高速传输技术：光纤、5G等8.2 大数据时代的挑战与机遇8.3 物联网和云计算对数据通信的影响结语：数据通信是现代社会中不可或缺的一部分，它使得人们能够迅速、准确地共享和获取信息。
通过发送端处理、传输介质和接收端处理，数据能够在不同地点之间进行传输。
在这个过程中，数字与模拟信号、编码与解码技术、调制与解调技术以及多路复用技术等起着重要作用。
有线传输介质如电缆和光纤以及无线传输介质如无线电波和红外线都被广泛应用于数据通信中。
协议和标准化对于确保数据通信的顺利进行至关重要，如OSI参考模型和TCP/IP协议族。
数据通信中也面临着噪声与干扰、信号衰减与失真、数据丢失与重传以及安全性与隐私保护等问题，需要采取相应的解决方法。
数据通信的应用领域广泛，包括互联网通信、移动通信、卫星通信和军事通信等。
通信系统中的调制与解调技术
通信系统中的调制与解调技术通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，而调制与解调技术则是通信系统中至关重要的环节。
调制（Modulation）是将要传送的信号通过改变载波的某些特性来进行编码的过程，而解调（Demodulation）则是在接收端将调制后的信号还原为原始信号的过程。
本文将对通信系统中的调制与解调技术进行详细的探讨。
一、调制技术调制技术是将信息信号转换为与其调制的载波相适应的信号，以便在信道中传输。
常见的调制技术有以下几种：1.1. 幅度调制（AM）幅度调制是将信息信号的幅度变化与载波的幅度相对应的调制方式。
在幅度调制中，信号的幅度变化被编码到载波的振幅中，调制后的信号传输到接收端进行解调。
幅度调制简单、成本较低，广泛应用在AM广播和语音通信等领域。
1.2. 频率调制（FM）频率调制是将信息信号的频率变化与载波的频率相对应的调制方式。
在频率调制中，信号的频率变化被编码到载波的频率中，调制后的信号传输到接收端进行解调。
频率调制具有良好的抗干扰能力，广泛应用在调频广播和音频传输等领域。
1.3. 相位调制（PM）相位调制是将信息信号的相位变化与载波的相位相对应的调制方式。
在相位调制中，信号的相位变化被编码到载波的相位中，调制后的信号传输到接收端进行解调。
相位调制在数字通信和调制解调器等领域有着广泛的应用。
二、解调技术解调技术是在接收端将调制后的信号还原为原始信号的过程。
常见的解调技术有以下几种：2.1. 匹配滤波解调匹配滤波解调（Matched Filter Demodulation）是一种常见的解调技术，特点是在接收端使用滤波器来提取所需的信号。
该技术通过与已知信号进行相关，将输入信号与理想信号进行比较，从而识别和还原原始信息。
匹配滤波解调具有较好的信号还原能力和抗干扰能力。
2.2. 直接解调直接解调（Direct Demodulation）是一种简单直接的解调技术，适用于一些简单的调制方式。
通信网络中的信号调制与解调技术
通信网络中的信号调制与解调技术引言：随着信息时代的到来，通信网络的发展越发迅猛。
而其中信号调制与解调技术作为通信系统的基础，起着至关重要的作用。
本文将详细讨论通信网络中的信号调制与解调技术，包括定义、原理、调制与解调的步骤及常见的调制解调技术等。
一、信号调制与解调的定义1.1 信号调制的定义信号调制是将要传输的信息信号与载波信号进行耦合，使得信息信号能够适应传输介质并经过传输介质传送到接收端。
调制的目标是将信息信号的频带范围适应到传输介质的频带范围，以实现信息的传送。
1.2 信号解调的定义信号解调是指将经过调制的信号恢复为原始的信息信号的过程。
解调的目标是从传输介质中恢复出传输的原始信息。
二、信号调制与解调的原理2.1 调制的原理调制的基本原理是通过改变载波信号的某个或多个属性参数，使其与信息信号进行耦合，从而将信息信号传输到接收端。
常见的调制技术包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
2.2 解调的原理解调的基本原理是通过对接收到的调制信号进行处理，将其还原为原始的信息信号。
解调过程中通常需要根据具体的调制技术，恢复相应的载波信号的属性参数，从而实现信号的解耦合。
解调技术包括同步解调和非同步解调等。
三、信号调制与解调的步骤3.1 调制的步骤3.1.1 生成载波信号：通过产生基频信号形成载波信号，通常使用正弦波作为基频信号。
3.1.2 将信息信号与载波信号耦合：通过调制器将信息信号与载波信号进行耦合，形成调制信号。
3.1.3 调制信号的频率变换：通过混频器将调制信号的频率进行变换，以适应传输介质的要求。
3.2 解调的步骤3.2.1 信号的频率变换：在接收端，通过混频器将接收到的调制信号的频率进行变换，以恢复原始频率范围内的信号。
3.2.2 提取载波信号的属性参数：通过解调器提取调制信号中的载波信号的振幅、频率或相位等属性参数。
3.2.3 还原信息信号：根据载波信号的属性参数，通过处理解调信号，实现还原出原始的信息信号。
调制与解调的概念
调制与解调的概念1. 调制的概念调制是指将信息信号载体（如电磁波、光波等）的某种属性（如频率、振幅、相位等）随时间变化，使其携带上特定的信息。
调制技术是通信系统中广泛使用的一种技术，通过调制技术可以将原始信号转变成能够在传输介质中传输的信号，从而完成信息传输的过程。
在实际应用中，调制技术主要是指模拟调制和数字调制两种方式。
模拟调制是将模拟信号转化为模拟调制信号，如调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等调制方式；数字调制是将数字信号转化为数字调制信号，如PSK调制、ASK调制、FSK调制、QAM调制等。
2. 解调的概念解调是指将调制信号中所携带的信息信号进行还原的过程，解调可以分为模拟解调和数字解调两种方式。
模拟解调是指将模拟调制信号还原成模拟信号的过程，例如将FM调制信号解调成音频信号；数字解调则是指将数字调制信号还原为数字信号的过程，例如将QPSK信号解调为二进制数字信号。
为了实现可靠的信息传输，解调技术对于通信系统来说是至关重要的一环。
很多解调技术都是针对特定调制方式的，例如对于相移键控调制（PSK）而言，其中的信息可以通过对相位的解调来还原成二进制数字信号。
3. 调制解调在通信中的应用调制解调技术是通信领域非常重要的一部分，目前在无线通信、有线通信、卫星通信、电视广播等领域广泛应用。
在无线通信中，调制技术主要用来将原始信号转化成高频信号，通过传输介质（如空气）的传输将信息传至接收端，而接收端需要经过解调过程，将这些高频信号还原成原始信号。
例如手机通信就是将人声音频信号转化为射频信号传输，再通过接收端将信号解调为原始语音信号。
在数字通信领域，调制解调技术也是广泛应用的。
例如在ADSL中，通过将数字信号调制成高频信号，然后通过电话线传输至接收端，最终将数字信号还原成原数据信号。
类似的，数字调制技术也被广泛运用在数字电视、卫星通信领域等。
总之，调制解调技术是通信领域中不可或缺的重要技术。
通过调制和解调技术，我们可以将信息信号转化成能够在传输介质中传输的信号，并且在接收端将其还原成原始信号，从而实现可靠的信息传输。
专业基础综合(信号与系统、通信原理)_概述及解释说明
专业基础综合（信号与系统、通信原理）概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对专业基础综合中的两个重要课程进行综合概述，即信号与系统以及通信原理。
信号与系统是电子信息工程领域中的基础课程，它研究了信号的产生、传输和处理过程，以及系统对信号的响应与特性。
通信原理则是应用于电信通信领域的一门学科，主要涉及通信系统的基本概念、调制解调技术和多路复用技术等。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分主要对文章进行绪论性介绍，包括文章的目的、结构和各章节内容概述。
第二部分将对信号与系统进行详细阐述，包括信号的定义和分类、系统的概念和特性以及时域分析方法等方面。
第三部分将重点探讨通信原理，包括通信系统基本概念、调制解调技术以及多路复用技术等内容。
第四部分将通过具体案例，展示专业基础知识在实际应用中的综合应用，并探讨音频传输方案设计、无线网络规划优化以及图像识别算法优化等问题。
最后一部分则对全文进行总结，并对未来的发展趋势进行展望和建议。
1.3 目的本文旨在提供一个全面且系统的介绍，使读者对信号与系统、通信原理这两门基础课程有一个清晰的认识。
通过深入解析各个章节中的关键概念和方法，读者能够掌握相关理论知识，并了解其在实际应用中的重要性和价值。
通过实例案例，读者可以更好地理解专业知识在实际问题中的应用，并培养运用知识解决实际问题的能力。
最后，在总结和展望部分，读者将了解到当前领域中的研究重点和未来方向，以便进一步扩展专业视野并为自己未来的学习和研究方向做出合理规划。
2. 信号与系统:2.1 信号的定义和分类:在这一节中，我们将介绍信号的概念以及它们的分类。
信号可以被定义为随时间变化的物理量或信息载体。
根据信号的特征和性质，我们可以将其分为几个不同的类别。
常见的信号类型包括连续时间信号和离散时间信号，以及周期信号和非周期信号。
此外，还有模拟信号和数字信号之间的区别。
2.2 系统的概念和特性:在本节中，我们将探讨系统的概念以及它们的特性。
调制与解调技术资料
图3-10 π/4移位QPSK和 π /4CTPSK调制器
信号映射电路输出端的第k个同相和正交脉冲由它的前一个脉冲电平Ik-1 、Qk-1及输入符号ak 、bk决定。
3.2.3 高斯最小移频键控(GMSK)
GMSK是一种恒包络调制方案，其优点是能在保持谱效率的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，所以可用简单高效的C类放大器实现。 GMSK的基本原理是基带信号先经过高斯滤波器成形，再进行最小移频键控调制（MSK）。MSK是二进制连续相位移频键控（FSK）的一个特例，而GMSK主要是改进了它的带外特性，使其衰减速度加快。MSK调制器可用压控振荡器（VCO）或正交形式实现，如图3-14所示，解调器可用相干检测实现，也可用非相干检测实现，如一比特差分检测和二比特差分检测等。
图3-16 PLL型GMSK调制器
GMSK的解调可采用类似于MSK方式的正交相干解调技术，也可使用非相干检测解调技术，如差分解调和鉴频器解调等。泛欧数字蜂窝移动通信系统(GSM)采用了的GMSK调制。该系统突发信号速率为270Kbit/s,带宽为200KHz,带宽效率为1.356bit/s/Hz。
3.2 调制与解调技术
四相移相键控(QPSK)调制 π/4移位QPSK(π/4-QPSK)调制 高斯最小频移键控(GMSK)调制 多进制正交振幅调制（MQAM）
调制解调技术的宗旨是为了使通信系统的抗干扰、抗衰落性能得到提高并使频率资源得到更充分的利用。 一般在通信系统的发端进行调制，调制后的信号称为已调信号。 解调制或解调，接收机端要将已调信号还原成要传输的原始信号。
高速有线通信系统中的信号调制与解调技术研究
高速有线通信系统中的信号调制与解调技术研究信号调制与解调技术在高速有线通信系统中的研究引言：高速有线通信系统作为现代通信领域的重要组成部分，广泛应用于各个行业和领域。
信号调制与解调技术作为实现高速有线通信的核心技术之一，扮演着至关重要的角色。
本文将深入探讨高速有线通信系统中的信号调制与解调技术的研究现状和发展趋势。
一、信号调制技术的研究1.1 调制技术的概述信号调制是将低频信号转换为高频信号的过程，以便在传输中达到高速和远距离传输的目的。
目前常用的调制技术包括调频调制（FM）、振幅调制（AM）、相位调制（PM）等。
这些调制技术具有不同的特点和应用场景，需要根据具体需求选择合适的调制技术。
1.2 调制技术的优势与挑战信号调制技术能够提高信号的传输效率和可靠性，但也面临着一些挑战。
首先，高速有线通信系统对信号传输的要求越来越高，调制技术需要具备高速传输和抗干扰能力。
其次，多用户接入和多天线系统的兴起带来了调制技术的新需求，需要进一步探索多用户多天线的调制技术。
1.3 调制技术的研究进展近年来，随着通信技术的不断发展，一系列新的调制技术被提出来应对高速有线通信系统的需求。
其中，正交频分复用（OFDM）技术被广泛研究和应用。
OFDM技术通过将信号分解成多个独立的子载波，使得信号在频域上具有良好的正交性，提高了信号的传输效率和可靠性。
二、信号解调技术的研究2.1 解调技术的概述信号解调是将调制过的信号还原为原始信号的过程，以便实现信息的提取和处理。
解调技术根据调制技术的不同而具有多种方法，如调频解调、振幅解调、相位解调等。
解调技术的选择需要根据信号的特点和具体应用场景进行。
2.2 解调技术的优势与挑战解调技术在高速有线通信系统中扮演着重要角色，能够提取出信号中的信息。
然而，解调技术也面临着一些挑战。
首先，通信环境中存在多路径传播和噪声干扰，解调技术需要具备一定的抗干扰能力。
其次，高速有线通信系统对解调技术的实时性要求越来越高，需要进一步提高解调算法的效率和性能。
通信技术中的信号调制与解调技术
通信技术中的信号调制与解调技术信号调制与解调技术是现代通信系统中不可或缺的关键技术之一。
它负责将要传输的信息信号转换为适合传输的载波信号，并在接收端将收到的信号还原为原始的信息信号。
本文将介绍信号调制与解调技术的基本原理、常见调制解调方法以及其在通信系统中的应用。
一、信号调制的基本原理信号调制是指将要传输的信息信号和高频载波信号相结合，以便在传输过程中提高信号的抗干扰能力和传输效率。
调制技术的基本原理可以归纳为将低频的信息信号调制到高频的载波信号上，产生调制后的信号。
二、常见调制解调方法1. 幅度调制（Amplitude Modulation，AM）幅度调制是最简单的一种调制方法，它是通过改变载波信号的振幅来传输信息。
在AM调制中，原始信号的幅度变化会导致载波信号的幅度随之变化。
接收端通过解调将幅度变化还原为原始信号。
2. 频率调制（Frequency Modulation，FM）频率调制是一种通过改变载波信号的频率来传输信息的调制方法。
FM调制中，原始信号的振幅不变，而是通过改变载波信号的频率来传输信息。
接收端通过解调将频率变化还原为原始信号。
3. 相位调制（Phase Modulation，PM）相位调制是一种通过改变载波信号的相位来传输信息的调制方法。
PM调制中，原始信号的振幅和频率不变，而是通过改变载波信号的相位来传输信息。
接收端通过解调将相位变化还原为原始信号。
三、调制解调技术的应用1. 无线通信系统中的调制解调技术调制解调技术广泛应用于无线通信系统中，如移动通信、卫星通信、无线局域网等。
在这些系统中，调制技术能够提高信号的传输距离和抗干扰能力，使得移动设备能够稳定地进行通信。
2. 数字通信系统中的调制解调技术调制解调技术在数字通信系统中也具有重要作用。
在数字通信中，信息信号经过模数转换器转换为数字信号后，需要通过调制技术将其转换为模拟信号进行传输。
在接收端，通过解调技术将模拟信号转换为数字信号进行处理和解码。
调制与解调的原理
调制与解调的原理
调制和解调是无线通信中的关键技术，用于将数字信号转换为模拟信号进行传输，以及将模拟信号转换为数字信号进行接收和处理。
调制（Modulation）是将待传输的数字信号通过调制
技术转化为模拟信号的过程，解调（Demodulation）则是将接
收到的模拟信号再转化回数字信号的过程。
调制的原理是通过改变模拟载波的某些特性来传输数字信息。
常用的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相
位调制（PM）。
在幅度调制中，通过改变载波的振幅来携带
数字信息；在频率调制中，通过改变载波的频率来传输数字信息；在相位调制中，通过改变载波的相位来携带数字信息。
这样，数字信号与载波相结合，形成可传输的模拟信号，即调制信号。
解调的原理则是将接收到的调制信号还原为原始的数字信号。
解调过程与调制方式相对应，使用相同的技术逆向处理。
对于幅度调制，解调器通过测量信号的振幅来恢复原始的数字信号；对于频率调制，解调器测量信号的频率变化并转换为对应的数字信息；对于相位调制，解调器则测量信号的相位变化以还原数字信号。
通过解调过程，根据特定的调制方式，将接收到的模拟信号还原为数字信号，以便进一步处理和解码。
调制和解调技术在无线通信中起着重要的作用，它们通过将数字信号转换为模拟信号来适应无线传输的特性，并在接收端将模拟信号转换为数字信号，实现无线传输中的信息传递和处理。
第二章 调制解调器
V(t)
模拟信号
0
t
3.1数据传输中常见概念:
计算机所产生的电信号是用两种不同的电平 去表示0,1比特序列的电压脉冲信号,这种电 信号称为数字信号(dligital signal);
V(t)
数字信号
0
t
3.1数据传输中常见概念:
信道:传输信息的必经之路称为"信道".也称为传 送电信号的一条道路.按照信道中传输的信号分类, 可把信道分为模拟信道和数字信道 . 物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路,网络 中两个结点之间的物理通路称为通信链路,物理信道 由传输介质及有关设备组成. 逻辑信道也是一种通路但在信号收,发点之间并不存 在一条物理上的传输介质,而是在物理信道基础上, 由结点内部的边来实现.
3.1数据传输中常见概念:
指通信线上传输信息的速度.有两种表示方法,即信号速 率和调制速率. 信号速率S:指单位时间内所传送的二制位代码的有效位 数,以每秒多少比特数计,即bit/s,b/p,位/秒.信号速 率的高低,由每位所占的时间决定,若一位数据所占的时 间越小,则信号速率越高.设T为传输的电脉冲信号的宽 度或周期,N为电脉冲信号所有可能的状态数,则信号速 率为S=1/T×log2N(bps) ( ) × 调制速率B:是脉冲信号经过调制后的传输速率,以波特 (BAUD)为单位,通常用于表示调制器之间传输信号的 速率.表示每分钟传送多少电信号单元,若T(秒)表示 调制周期,则调制速率为:B=1/T
3.1数据传输中常见概念:
符号速率又叫信号速率,记为 .它表示单位时间内(每秒 每秒) 符号速率又叫信号速率,记为N.它表示单位时间内 每秒 又叫信号速率 脉冲个数(可以是多进制 可以是多进制). 信道上实际传输的符号个数或 脉冲个数 可以是多进制 . 符号速率的单位是波特,即每秒的符号个数. 符号速率的单位是波特,即每秒的符号个数. 信息传输速率,简称传信率,通常记为 . 信息传输速率,简称传信率,通常记为R.它表示单位时 间内系统传输(或信源发出 的信息量,即二进制码元数. 或信源发出)的信息量 间内系统传输 或信源发出 的信息量,即二进制码元数. 在二进制通信系统中,信息传输速率R(比特 比特/ 等于信 在二进制通信系统中,信息传输速率 比特/秒)等于信 号速率.对于多进制两者不相等. 号速率.对于多进制两者不相等.例如四进制中符号速率 波特, 为2400波特,其信息速率为 波特 其信息速率为4800bit/s;而八进制的信息 /; 速率为7200bit/s等等.它们的关系为式中 为符号的进 等等. 速率为 / 等等 它们的关系为式中m为符号的进 制数 .
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两个已调信号合成产生一个QPSK信号。QPSK信号在调 制器输出端滤波以进一步限制其功率谱，阻止其溢出至邻 信道，也可滤除调制过程中的带外寄生信号，图3-6为相 干QPSK解调器框图。
图3-6
相干QPSK解调器
图3-6为相干QPSK解调器框图。输入带通滤波器滤除带 外噪声和邻道干扰，滤波器输出端信号分成两部分，分别用 同相和正交载波相干解调，之后两路信号通过低通滤波、1 比特模拟／数字(A／D)转换器再生出同相和正交基带信号。 这两个信号流通过一个并/串(P/S)变换器再组合形成最初的 比特流。图3-6中载波恢复环路提供与接收未调信号同步的 同相正交载波。
图3-8 QPSK信号的功率谱密度
由图3-8可知QPSK信号带宽为 故谱效率为 （式3-2）
可见，最小带宽情况，即 时，QPSK系统的理论谱效率为2bit/s/Hz。目前的技术可使 实际滤波器的滚降系数降到 ，则谱效率实际可达17bit/s/Hz左右。
π/4移位QPSK(π/4-QPSK)调制 移位QPSK(π/4 3.2.2 π/4移位QPSK(π/4-QPSK)调制
图3-10
基带差分检测器
(2)中频差分检测：图3-11为π/4移位QPSK中频差分检 测器框图。差分解码是在接收的中频信号上完成的，使用了 一个延迟线和两个乘法器。该方案的优点是不需本机振荡器 。为使符号间干扰和噪声影响减至最小，其中BPF和LPF的带 宽选为0.57/T。
图3-11
中频差分检测器
(3)限幅FM鉴频器检测：如图3-12所示。FM鉴频器提取 接收信号的瞬时频偏。积分-泄放电路对每一符号持续期上 的频偏积分，积分取两个抽样瞬相位差。最后，用4-电平门 限比较器检测输出相位差。
图3-12
限幅FM鉴频检测器
若存在同波道干扰和高斯噪声时，可通过适当选取电路 元器件，使以上三种方案的性能相同。
3.2.1四相移相键控（QPSK） 3.2.1四相移相键控（QPSK）调制 四相移相键控
QPSK技术应用广泛，是一种正交相移键控。图3-5为传 统QPSK调制器框图.
图3-5
QPSK调制器
其基本工作原理如下： 比特率为fb的输入单级二进制码流通过串/并(S/P)变转 换器转换成比特率为fs= fb /2的两个比特流(同相和正交码 流)。单双(U/B)变换器把两个比特流变换成两个双极二进制 信号，之后通过频谱形成滤波器，再被同相和正交载波调制 。其中调制使用了双边带载波抑制幅度调制(DSS-SC-AM)技 术。
图3-9
π/4移位QPSK和 输出端的第k个同相和正交脉冲由它的前一个 脉冲电平Ik-1 、Qk-1及输入符号ak 、bk决定。 （式3-3） （式3-4） 而ak、bk反过来与已调信号的相位变化有关，如表3-3，该调 制器的其它部分同QPSK调制器。
表3-3
调制解调技术的宗旨是为了使通信系统的抗干扰、抗衰 落性能得到提高并使频率资源得到更充分的利用。一般在通 信系统的发端进行调制，调制后的信号称为已调信号。 解调制或解调：接收机端要将已调信号还原成要传输的 原始信号。
通过调制解调可以实现以下的主要功能： (1)便于传输：将所需传送的基带信号进行频谱搬移至 相应频段的信道上以便于传输； (2)抗干扰：调制后具有较小的功率谱占用率（即功率 的有效性），从而提升抗干扰能力； (3)提高系统有效性：单位频带内传送尽可能高的信息 率(bit/s/Hz)，即提高频谱有效性。
图3-13
MSK调制器
GMSK调制器的一个简单实现方法就是用带调制前加高 斯成形LPF，用VCO来实现，如图3-14所示，由图可见，VCO 输出已调波的频谱由LPF的特性来决定， LPF的输出直接对 VCO调频，以保持已调波包络恒定和相位连续。
图3-14
GMSK调制器
LPF的脉冲响应函数为 （式3-5） 式中
（式3-1）
式中为通过电阻的归一化平均信号功率， 为比特持续时间。
假定调制器中使用了具有升余弦函数均方根特性、滚降 系数为 (最佳特性时)的频谱成形滤波器，则很容易得到 QPSK信号滤波后的频谱，如图3-8所示。图3-8中曲线(a)是 未滤波QPSK频谱，曲线(b)是带幅度均衡器的滚降系数为α 的升余弦函数的幅度响应，曲线(c)是已滤波QPSK频谱只存 在加性高斯白噪声(AWGN)，且无符号间干扰(ISI)时的幅度 响应。
大多数实际的载波恢复电路在恢复载波过程中将产生一 个相位模糊度。对QPSK系统很可能出现四相位模糊，产生严 重的误比特率。 为清除相位模糊，可在调制器中使用差分编码器，在 解调器中使用差分解码器。图3-7给出了差分QPSK解调器框 图。
图3-7
QPSK差分解调器框图
一个未滤波QPSK信号的功率谱密度为
图3-15
PLL型GMSK调制器
GMSK的解调可采用类似于MSK方式的正交相干解调技术 ，也可使用非相干检测解调技术，如差分解调和鉴频器解调 等。泛欧数字蜂窝移动通信系统(GSM)采用了的GMSK调制。 该系统突发信号速率为270Kbit/s,带宽为200KHz,带宽效率 为1.356bit/s/Hz。
3.2 调制与解调技术
学习目标
理解四相移相键控（QPSK）调制技术 理解π/4移位QPSK（π/4-QPSK）调制技术 理解高斯最小移频键控（GMSK）技术
3.2 调制与解调技术
3.2.1 四相移相键控（QPSK）调制 3.2.2 π/4移位QPSK（π/4-QPSK）调制 3.2.3 高斯最小移频键控（GMSK）
π/4QPSK系统相移与信息比特关系
信息比特ak bk
0 0 π/4
0 1
1 1
1 0
相移Qk
3π/4 5π/4 7π/4
π/4移位QPSK的解调可用下面差分检测方法之一实现。 (1)基带差分检测： 该方法的差分解码是在已恢复的同 相和正交基带信号上进行的，如图3-10所示。它须使用本机 振荡器，但不需相位相干检测．因为相位误差已在基带差分 检测中去掉。
3.2.3 高斯最小移频键控(GMSK)
GMSK是一种恒包络调制方案，其优点是能在保持谱效率 的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，所以 可用简单高效的C类放大器实现。
GMSK的基本原理是: 基带信号先经过高斯滤波器成形，再进行最小移频键控 调制(MSK)。MSK是二进制连续相位移频键控(FSK)的一个特 例，而GMSK主要是改进了它的带外特性，使衰减速度加快。 MSK调制器可用压控振荡器(VCO)或正交形式实现(如图3-13 所示)，解调器可用相干检测实现,也可用非相干检测实现, 如一比特差分检测和二比特差分检测等。
π/4 移位QPSK技术是在QPSK基础上通过载波相位移动 ±π/4和±3π/4得到的。 主要优点: 它可使用非相干检测(差分检测或FM鉴频器)，用低复杂 性的接收机就可完成。而且，当存在多径衰落时，它的工作 性能优。
同QPSK相比，包络起伏比较小(它的最大相变为1350)， 故有较好的输出谱特性。 π/4移位QPSK的信号元素可看成 是从两个彼此相移π/4的信号星座图中交替选样出来的。 π/4移位QPSK调制器框图示于图3-9。输入比特流经串/并 (S/P)变换器转换成两个并行流(ak，bk),并行流的符号率为 输入比特流的一半。
σ = ln 2 / 2πBT
为滤波器3dB带宽，
为比特持续时间。 然而，由于VCO的线性和灵敏度受到限制，要使中心频 率精确地保持在规定值上，是很困难的。
为克服此缺点，可选用锁相环(PLL)型GMSK调制器，如图 3-15所示，其中π/2相移BPSK调制器确保每个码元的相位变 化为±π/2，锁相环对BPSK的相位突跳进行平滑，以使码元 转换点相位连续，且无尖角。该调制器的关键是要设计好 PLL的传输函数，以满足输出功率谱特性的要求。