通信原理之调制与解调
通信原理-DPSK调制解调实验
DPSK调制解调实验一、实验任务利用卷积编码、DPSK调制和前导码等技术构建通信系统,学习其发射机结构和工作原理,学习其接收机结构,实现接收机代码,完成接收信号的滤波、DPSK 解调、定时同步和卷积码译码。
通过该DPSK系统实验,能对通信系统的一般流程与模块功能有更清晰的认识,同时掌握差分编解码方法和基于前导码的定时同步方法。
二、实验基本原理2.1 发射机结构DPSK通信系统发射机如图1所示,具体步骤如下:图 1 发射机结构(1)随机信源比特从指定数据文件中读取。
(2)对二进制序列进行卷积编码,编码器参数是[171,133],编码约束长度是7,编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。
(3)在编码比特之前插入前导码,前导码由16个固定比特组成,用于接收机的定时同步。
(4)差分编码用于对比特流进行处理,以避免接收端的相位模糊。
(5)差分编码结果映射为BPSK码元,注意: 0映射为+1,1映射为-1。
(6)对BPSK码元上采样,从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs。
(7)脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。
(8)最后将信号送往发射电路发射。
2.2 接收机结构DPSK通信系统接收机如图2所示,具体步骤如下:图 2 接收机结构(1)首先对来自接收电路的信号进行匹配滤波。
(2)然后进行DPSK差分相干解调。
(3)通过搜索前导码,确定第一个数据码元的时间位置。
(4)对解调信号进行抽样,得到码元抽样序列。
(5)送入卷积码译码器译码,得到接收比特序列,译码采用matlab函数vitdec, 译码结果要去掉6个尾比特。
2.3 关键信号SendBit:发送的信源比特序列SendBpsk:差分编码后的BPSK码元SendSig: DPSK已调信号RecvSigFiltered:接收信号匹配滤波RecvDpskDemod:DPSK解调信号RecvCorr:前导码相关搜索结果RecvSymbolSampled:码元抽样RecvBit:恢复的数据比特2.4 关键参数系统参数(不可更改):Fs = 200kHz,系统采样率Rs = 10k码元/秒,码元速率SigLen = 200k,发射信号SendSig的采样点数信道参数:Amax = 1,最大信号幅度Pmax = pi,最大相位偏差Fmax = 16,最大频率偏差,单位HzTmax = 0.005,最大时间偏差,单位秒SNR = 0,信噪比三、模块设计与实现3.1 发射机模块1、参数设置,随机信源比特从指定数据文件中读取,获取其长度。
通信原理2DPSK调制与解调实验报告
通信原理课程设计报告一. 2DPSK基本原理1.2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定:Φ=0表示0码,Φ=π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端只能采用相干解调,它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK信号在这种绝对移相方式中,发送端是采用某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化,则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式,而采用相对移相方式。
定义∆Φ为本码元初相与前一码元初相之差,假设:∆Φ=0→数字信息“0”;∆Φ=π→数字信息“1”。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下:数字信息: 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位:0 π π 0 π π 0 π 0 0 π或:π 0 0 π 0 0 π 0 π π 02. 2DPSK信号的调制原理一般来说,2DPSK信号有两种调试方法,即模拟调制法和键控法。
2DPSK 信号的的模拟调制法框图如下图 1.2.1,其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法2DPSK信号的的键控调制法框图如下图1.2.2,其中码变换的过程为将输入的基带信号差分,即变为它的相对码。
选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0,当输入数字信息为“1”时接pi。
图1.2.2 键控法调制原理图3. 2DPSK信号的解调原理2DPSK信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一种是差分相干解调法。
(1) 2DPSK信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声,再与本地载波相乘,去掉调制信号中的载波成分,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,再经过逆差分器,就得到了基带信号。
通信原理实验——2FSK调制与解调实验
结
基本到达实验要求,掌握2FSK调制和解制的原理及实现方法。
指导教师意见
签名: 年 月 日
贵州大学实验报告
学院:计信学院 专业:网络工程 班级:101
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
实验三 2FSK调制与解调实验
实验目的
1、掌握2FSK调制的原理及实现方法。
2、掌握2FSK解调的原理及实现方法。
实验要求
本实验属于验证型实验,通过实验,加强对课堂讲授知识的理解。开始实验前,先集中由老师进行具体要求和注意事项的讲解,然后各自独立在机器上完成实验。实验过程中出现问题,在实验指导老师帮助下解决。
〔4〕示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与数字解调模块FSK解调“解调输出”测试点码型,比照2FSK解调复原的效果。
〔5〕改变信号源模块NRZ码的码型,重复上述实验步骤。
实验内容
1、采用数字键控法2FSK调制,观测2FSK调制信号的波形。
2、采用过零检测法2FSK解调。
实验数据
1.调节“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”的幅度
3、信号源模块设置
〔1〕“码速率选择”拨码开关设置为8分频,即拨为00000000 00001000。
24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。
〔2〕调节“384K调幅”旋转电位器,使“384K正弦载波”输出幅度与“192K正弦载波”输出幅度相等,为左右。
说明:当“384K正弦载波”调节至与“192K正弦载波”幅度相等时,有下列图所示相位对齐关系。
实验原理
1、2FSK调制
图15-1是2FSK调制数字键控法原理框图。
图15-1 2FSK调制数字键控法原理框图
通信原理-调制解调
×
1 2
(1 -
cos
2w0t
)
=
K3 A03 2
sinw0t
-
K 3 A03 4
[sin
3w0t
-
sinw0t]
=
3K3 A03 4
sinw0t
-
K3 A03 4
sin
3w0t
11
总得来说,对单音输入,输出为:
(即傅立叶级数展开形式)
定义全部谐波失真(THD)为:
THD(%) =
¥
åVn2
n=2 ´100 V1
t
27
频谱图m t
由频谱可以看出,AM信号的频谱由
载频分量
t
上A0 边m带t
下边带
三部分组成。
t
上边带载的波频谱结构与原调制
信号的频谱结构相同,下边 t 带是上边带的镜像。
sAM t
H
载频分量
c
上边带
t
下边带
M
H
SAM 载频分量
0
下边带
c
上边带
28
AM信号的特性
带宽:它是带有载波分量的双边带信号,带宽是基带信号带宽 fH 的 两倍: BAM 2 f H
代入上式,得到
h AM
=
< m2(t) > A02 + < m2(t) >
=
Am2 2 A02 +
Am2
当|m(t)|max = A0时(100%调制),调制效率最高,这时
ηmax = 1/3
30
双边带调制(DSB)
时域表示式:无直流分量A0
sDSB (t) m(t) cosct
通信原理知识调制与解调ppt(84张)
Ω)t
调制信号
Ω
载波
调幅波
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下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
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(2) 限带信号的调幅波
v AM (t) V0 1
n
mn
c
osΩnt
c os0t
V0 cos0t
n
1 2
mn
c os (0
Ωn )t
1 2
mn
从调幅波的频谱图可知,唯有它的上、下边带分量才实际地
反映调制信号的频谱结构,而载波分量仅是起到频谱搬移的作用, 不反映调制信号的变化规律。
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End
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三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波
V0 (1 ma cos Ωt ) cos0t
(2) 调幅度ma反映了调幅的强弱度
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v V cos Ωt v0 V0 cos0t
ma 0 0 ma 1
maa 1
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图 9.2.2 由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
m下
V0
Vm in V0
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2. 普通调幅波的频谱
(1)由单一频率信号调 幅
v AM (t) V0 (1 ma cosΩt) cos0t
通信原理实验DSB的调制与解调
实验报告哈尔滨工程大学教务处制DSB信号的调制及相干解调一、整体方案及参数设置1.1 方案设计DSB的调制过程实际上是一个频谱搬移的过程,即是将低频信号的频谱(调制信号)搬移到载频位置(载波)。
解调是调制的逆过程,即是将已调信号还原成原始基带信号的过程,信号的接收端就是通过解调来还原已调信号从而读取发送端发送的信息。
本次实验采用相干解调法解调DSB信号(即将已调信号与相同载波频率相乘),这种方式将广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
但在信道传输过程中定会引入高斯白噪声,虽然经过带通滤波器后会使其转化成窄带噪声,但它依然会对解调信号造成影响,对信号频谱进行分析时将对比讨论加噪声与不加噪声对其影响。
图一:DSB频谱图图二:DSB调制图三:DSB解调DSB信号与本地相干载波相乘后的输出为:Z(t)= Sdsb(t)cos ωct=m(t)cosωct*cosωct=[m(t)/2]*(1+cos2ωct),经过低通滤波后就能够无失真地恢复原始调制信号为:So(t)= 1/2 m(t),因而可得到无失真的调制信号。
1.2参数设计这儿不知道咋写……你写了给我看下吧1.3实验大纲a.绘制出DSB调制波形时域频域图,用载波将其调制,得到已调波形;b.绘制已调波形时,分为加噪与不加噪两种,分析其频谱上有何差别;c.用与载波频率相同的波对上述两种已调信号进行解调,分别分析两种波形解调结果有何不同。
二.设计实现2.1 实验程序n=2048;fs=n;s=400*pi;i=0:1:n-1;t=i/n;m=sin(10*pi*t);c=cos(300*pi*t);x=m.*c;y=x.*c;x1=awgn(x,30);x2=awgn(x,30);x3=awgn(x,30);x4=awgn(x,30);y1=x1.*c;y2=x2.*c;y3=x3.*c;y4=x4.*c;z1=x1-x;z2=x2-x;z3=x3-x;z4=x4-x;n1=z1.*c;n2=z2.*c;n3=z3.*c;n4=z4.*c;wp=0.1*pi;ws=0.12*pi;Rp=1;As=15; [N,wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,Rp,As); [b,a]=butter(N,wn);m1=filter(b,a,y);m1=2*m1;m2=filter(b,a,y1);m2=2*m2;M=fft(m,n);C=fft(c,n);X=fft(x,n);Y=fft(y,n);X1=fft(x1,n);Z1=fft(z1,n);Z2=fft(z2,n);Z3=fft(z3,n);Z4=fft(z4,n);N1=fft(n1,n);N2=fft(n2,n);N3=fft(n3,n);N4=fft(n4,n);[H,w]=freqz(b,a,n,'whole');f=(-n/2:1:n/2-1);figure(1);subplot(221),plot(t,m,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('m(t)波形');subplot(222),plot(t,abs(fftshift(M)),'k');%axis([-300,300,0,250]); title('m(t)频谱');subplot(223),plot(t,c,'k');axis([0,0.2,-1.2,1.2]);title('c(t)波形');subplot(224),plot(t,abs(fftshift(C)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('c(t)频谱');figure(2);subplot(221),plot(t,x,'k');axis([0,1,-1.2,1.2]);title('无噪时已调DSB时域波形');subplot(222),plot(t,abs(fftshift(X)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('无噪时已调DSB频谱图');subplot(223),plot(t,x1,'k');axis([0,1,-1.2,1.2]);title('有噪时已调DSB时域波形');subplot(224),plot(t,abs(fftshift(X1)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('有噪时已调DSB频谱图');figure(3);subplot(311),plot(t,abs(fftshift(H)),'k');%axis([-300,300,0,200]); title('滤波器特性');subplot(312),plot(t,m1,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('DSB解调后信号波形(无噪)');subplot(313),plot(t,m2,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('DSB解调后信号波形(有噪)');2.2实验结果三.总结从程序运行结果可以看出DSB调制是对基带信号进行频谱搬移。
通信原理AM的调制和解调
AM调制与解调仿真一、实验目的:1.掌握AM 的调制原理和Matlab Simulink 仿真方法2.掌握AM 的解调原理和Matlab Simulink 仿真方法二、实验原理:1. AM 调制原理基带信号m(t)先与直流分量A叠加,然后与载波相乘,形成调幅信号。
2.AM 解调原理调幅信号再乘以一个与载波信号同频同相的相干载波,然后经过低通滤波器,得到解调信号。
三、实验内容:1. AM 调制方式 Matlab Simulink 仿真1.1 仿真框图图1 仿真图图中的Sine Wave1和Sine Wave2模块分别产生发送端和接收端的载波信号的角频率ωc都设为40rad/s,调幅系数为1;调制信号m(t)由Sine Wave模块产生,其为正弦信号,角频率为5rad/s,幅度为1V;直流分量A0由Constant模块产生,为2V;低通滤波器模块的截止角频率设为5rad/s。
1.2 仿真参数设置图图2 低通滤波器截止角频率参数设置图3 发送端、接收端的载波信号Sine Wave1、Sine Wave2 角频率参数设置图4 调制信号角频率参数设置1.3仿真结果图5 调制信号波形图6 AM信号波形图7 基带信号频谱2. AM 解调方式 Matlab Simulink 仿真2.1 仿真框图\图7 仿真图图中的Sine Wave1和Sine Wave2模块分别产生发送端和接收端的载波信号的角频率ωc都设为40rad/s,调幅系数为1;调制信号m(t)由Sine Wave模块产生,其为正弦信号,角频率为5rad/s,幅度为1V;直流分量A0由Constant模块产生,为2V;低通滤波器模块的截止角频率设为5rad/s。
2.2仿真结果图8 解调信号波形从示波器 Scope 可以看到 AM 信号及解调信号的波形,如图5所示。
从图中可以看出,解调前后在频域上市频谱的搬移,时域上解调后的信号延时输出,经过解调的波形与原调制信号波形基本相同。
ask、psk、fsk的调制与解调原理
调制和解调是现代通信系统中至关重要的过程,它们可以实现信息的传输和接收。
在数字通信中,有三种常见的调制和解调技术,分别是ask、psk和fsk。
本文将详细讨论这三种调制和解调技术的原理和应用。
一、ASK调制与解调原理1. ASK调制ASK(Amplitude Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在ASK调制中,数字信号被用来控制载波的振幅,当输入信号为1时,振幅为A;当输入信号为0时,振幅为0。
ASK 调制一般用于光纤通信和无线电通信系统。
2. ASK解调ASK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的振幅与阈值来实现的。
当信号的振幅高于阈值时,输出为1;当信号的振幅低于阈值时,输出为0。
ASK解调在数字通信系统中有着广泛的应用。
二、PSK调制与解调原理1. PSK调制PSK(Phase Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在PSK调制中,不同的数字信号会使载波的相位发生变化。
常见的PSK调制方式有BPSK(Binary Phase Shift Keying)和QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)。
PSK调制在数字通信系统中具有较高的频谱效率和抗噪声性能。
2. PSK解调PSK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的相位与已知的相位来实现的。
PSK解调需要根据已知的相位来判断传输的是哪个数字信号。
PSK调制技术在数字通信系统中被广泛应用,特别是在高速数据传输中。
三、FSK调制与解调原理1. FSK调制FSK(Frequency Shift Keying)调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在FSK调制中,不同的数字信号对应着不同的载波频率。
当输入信号为1时,载波频率为f1;当输入信号为0时,载波频率为f2。
FSK调制常用于调制通联方式线路和调制调制解调器。
通信原理第7版课后答案
通信原理第7版课后答案1. 信号的频谱分析。
答案,信号的频谱分析是指对信号进行频谱分解,将信号分解成不同频率分量的过程。
频谱分析可以帮助我们了解信号的频率成分,对于信号处理和通信系统设计具有重要意义。
2. 调制与解调。
答案,调制是指将低频信号(基带信号)转换成高频信号(载波信号)的过程,解调则是将高频信号还原成低频信号的过程。
调制与解调是通信系统中的重要环节,可以实现信号的传输和接收。
3. 数字通信系统。
答案,数字通信系统是指利用数字信号进行信息传输的通信系统。
数字通信系统具有抗干扰能力强、信息压缩和处理方便等优点,已经成为现代通信系统的主要形式。
4. 传输线路。
答案,传输线路是指用于信号传输的导线或光纤等物理介质。
传输线路的特性对信号的传输质量有重要影响,包括传输损耗、传输带宽等参数。
5. 信道编码与解码。
答案,信道编码是指在信道中对信息进行编码,以提高信号的可靠传输;信道解码则是对接收到的信号进行解码,恢复原始信息。
信道编码与解码是保障通信系统可靠性的重要手段。
6. 调制解调器。
答案,调制解调器是用于调制和解调的设备,可以将数字信号转换成模拟信号,或将模拟信号转换成数字信号。
调制解调器在调制解调过程中起到关键作用。
7. 通信系统性能分析。
答案,通信系统性能分析是对通信系统进行性能评估和分析的过程,包括信噪比、误码率等指标。
通过性能分析可以评估通信系统的质量和可靠性。
8. 多址技术。
答案,多址技术是指多个用户共享同一信道进行通信的技术,包括频分多址、时分多址、码分多址等多种方式。
多址技术可以提高通信系统的容量和效率。
9. 数字调制。
答案,数字调制是指将数字信号转换成模拟信号的过程,包括调幅调制、调频调制、调相调制等多种方式。
数字调制是数字通信系统中的重要环节。
10. 无线通信系统。
答案,无线通信系统是指利用无线电波进行信息传输的通信系统,包括移动通信、卫星通信等多种形式。
无线通信系统具有灵活性强、覆盖范围广等优点,已经成为现代通信的重要形式。
§5.7 调制与解调
ω
O
t
ω0
X
2.解调
将已调信号恢复成原始信号的过程. 将已调信号恢复成原始信号的过程.
g(t )cos(ω0t )
相乘
g0 (t )
理想低通
H(ω)
2
g(t )
cosω0t
本地载波, 本地载波, 与发送端载波 同频同相
2
ωm < ωc < 2ω0 ωm
ωc
O
ωc
ω
1 g0 (t ) = g(t )cos (ω0t ) = g(t )[1+ cos(2ω0t )] 2
1.调制
调制: 调制:将信号的频谱搬移到任何所需的较高频段 上的过程. 上的过程.
g(t )
相乘
f (t ) = g(t )cosω0t
g(t ) : 调制信号 f (t ):已调信号
cosω0t
cos(ω0t ):载波信号
ω0:载波角频率
分析
1 欧拉公式 g(t ) ejω0t + ejω0t f (t ) = g(t ) cos(ω0t ) 频 2
§5.7 调制与解调
调制原理 调制原理 调幅,抑制载波调幅及其解调波形 调幅, 调幅
一.调制原理
在通信系统中,信号从发射端传输到接收端, 在通信系统中,信号从发射端传输到接收端,为实现 信号的传输,往往要进行调制和解调: 信号的传输,往往要进行调制和解调: 高频信号容易以电磁波形式辐射出去 高频信号容易以电磁波形式辐射出去 多路信号的传输 多路信号的传输——多路复用 多路信号的传输 多路复用 相关课程中讲解"调制与解调"的侧重点不同: 相关课程中讲解"调制与解调"的侧重点不同: "信号与系统"——应用傅里叶变换的性质说明搬 "信号与系统" 应用傅里叶变换的性质说明搬 移信号频谱的原理; 移信号频谱的原理; "通信原理" ——研究不同的调制方式对系统性 "通信原理" 研究不同的调制方式对系统性 能的影响; 能的影响; "通信电子电路"——调制/解调电路的分析. 调制/ "通信电子电路" 调制 解调电路的分析.
通信原理 特点
通信原理特点通信原理是指将信息从发送端通过特定的传输介质传送到接收端的过程和方法。
它是现代通信技术的基础,具有以下特点:1. 信息的传输:通信原理的核心是通过传输介质将信息从发送端传送到接收端。
传输介质可以是电磁波、光纤、导线等不同的信号传输媒介。
2. 信号的编码:在通信原理中,为了实现可靠的信息传输,通常会对原始信息进行编码处理。
编码可以提高信号的抗干扰能力和传输效率,保证信息的准确性和完整性。
3. 调制与解调:通信原理中的调制是将原始信号转换成能够在传输介质上传输的信号形式,解调则是将传输的信号重新转换成原始信号。
调制与解调是通信原理的基础,能够实现信号的有效传输和解析。
4. 噪声干扰:通信原理中的一个重要问题是信号的干扰和噪声。
噪声是指在信号传输过程中由于各种原因引入的不希望的干扰信号,会使接收到的信号失真或降低信号质量。
通信原理中需要采取一系列的方法和技术来抑制噪声干扰,保证信号的清晰性和准确性。
5. 传输介质的选择:通信原理中根据具体的通信需求和传输距离选择合适的传输介质。
不同的传输介质有着不同的特点和适用范围,例如电磁波可以实现远距离的无线通信,而光纤可以实现高速、大容量的数据传输。
6. 多路复用:通信原理中的多路复用技术可以将多个信号同时传输在同一传输介质上,提高传输效率和系统容量。
常见的多路复用技术包括频分复用、时分复用、码分复用等。
7. 安全性和隐私保护:随着通信技术的发展,通信原理中安全性和隐私保护越来越重要。
通信系统中的加密技术和认证技术可以保护通信过程中的信息安全,防止未经授权的访问和信息泄露。
总之,通信原理是一门研究信息传输的学科,其特点包括信息的传输、信号的编码、调制与解调、噪声干扰的处理、传输介质的选择、多路复用技术以及安全性和隐私保护等。
通过通信原理,人们可以实现高效、可靠和安全的信息交流和传输。
通信原理线性调制的解调
0
2
4
6
8
10
12
14
2.已知某已调信号的表达式为 s(t ) (0.5 sin 4 103 t)cos6 106 t (1)请说明该系统的调制方式,并画出调制原理框图 (2)画出已调信号的频谱结构 (3)设计一个解调器对该信号进行解调
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
2
4
6
8
波形,它非常接近于输入信号得包络,经过低通滤波和隔直流后,
f (t ) 完成解调。
由于只有AM信号的包络与调制信号呈线性对应关 系,因此包络检波器只适用于AM信号的解调。
幅度调制信号的相干解调
一、相干解调的基本原理
在接收端,将已调信号与本地载波相乘(同步检测),并通过 低通滤波器,恢复出调制信号,叫相干解调(同步检波)。
s (t )
LPF cos ct
相干解调模型
s p (t )
so (t )
1、对于AM信号
经低通和隔直流后得
s AM (t ) [ A0 f (t )] cos ct 1 cos 2ct s p (t ) [ A0 f (t )] 2
s o (t ) f (t ) / 2
幅度调制信号的非相干解调一 包络检波器
工作原理: 假设检波二极管是理想的,即在正向导通时阻抗为
零,反向截止时阻抗为无限大,信号源内阻为 RS 。当输入信号
电压为正半周期时,电容充电,充电时间常数为 RS C ,它应远 远小于载波周期T0 1 / f 0 ,即 Rs C T0,这种条件下,电容很快 充电到信号的峰值电压;当信号负半周期时,二极管截止,电容 通过电阻放电,要求常数 RLC 很大,即 RLC T0 ,使电容很 快又开始充电,迅速达到信号峰值电压处,这样就得到锯齿电压 便可获得
通信原理课程设计BPSK调制与解调
通信原理课程设计BPSK调制与解调本次课程设计以基于MATLAB的BPSK调制仿真及性能分析为题⽬,其中BPSK(Binary Phase Shift Keying),即⼆进制相移键控,是⼀种数字带通调制⽅法。
此次课设中着重介绍了算法的实现,并采⽤MATLAB程序仿真测试了BPSK过程中双极性不归零的产⽣、载波的形成、BPSK的模拟调制、信号通过AWGN信道、带通滤波器的设计、低通滤波器的设计、抽样判决、载波的恢复、⽽且建⽴蒙特卡洛仿真模型统计系统误码率,并与理论误码率曲线进⾏⽐较。
调制过程中采⽤模拟调制⽅法得到调制信号,并进⾏了信号的频谱分析;调制信号通过信道时加⼊了⾼斯⽩噪声;在设计带通、低通滤波器时采⽤了Butterworth滤波器;并经过蒙特卡洛仿真模型对误码率进⾏了分析。
关键词:BPSK;调制;滤波器;蒙特卡洛分析⼀、前⾔ (1)⼆、设计意义及任务 (2)2.1 ⽬的与意义 (2)2.2任务及要求 (2)三、设计⽅案与原理 (3)3.1系统总体设计 (3)3.1.1通信系统模型 (3)3.2原理介绍 (4)3.2.1 调制的概念 (4)3.2.2 调制的种类 (4)3.2.3 调制的作⽤ (4)3.2.4 调制⽅式 (4)3.3 BPSK调制基本原理 (5)3.3.1 BPSK调制原理 (5)3.3.2 BPSK数字解调原理 (7)3.4 蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真的简介 (8)四、仿真结果及分析 (10)4.1 各部分仿真结果 (10)4.1.1 BPSK信号调制的实现 (10)4.1.2加噪及经带通滤波后的信号 (13)4.1.3与恢复载波相乘后的信号 (14)4.1.4抽样判决及消除延迟 (14)4.1.5计算误码率 (16)4.2仿真结果分析 (18)设计总结 (19)参考⽂献 (20)致谢 (21)⼀、前⾔在信息时代的现在,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,数字信号的调制就显得尤为重要。
通信原理FSK调制及解调实验
实验四FSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生FSK信号的方法。
2、掌握FSK非相干解调的原理。
二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图FSK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号,基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号,然后相加合成FSK调制输出;已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况,通过上、下沿单稳触发电路再相加输出,最后经过低通滤波和门限判决,得到原始基带信号。
四、实验步骤实验项目一FSK调制概述:FSK调制实验中,信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。
本项目中,通过调节输入PN序列频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。
1、关电,按表格所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【FSK数字调制解调】。
将9号模块的S1拨为0000。
调节信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V,调节W3使256KHz载波信号的峰峰值也为3V。
3、此时系统初始状态为:PN序列输出频率32KH。
4、实验操作及波形观测。
(1)示波器CH1接9号模块TH1基带信号,CH2接9号模块TH4调制输出,以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出,验证FSK调制原理。
(2)将PN序列输出频率改为64KHz,观察载波个数是否发生变化。
实验项目二FSK解调概述:FSK解调实验中,采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。
实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证FSK解调原理。
观测解调输出的中间观测点,如TP6(单稳相加输出),TP7(LPF-FSK),深入理解FSK解调过程。
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
2、对比观测调制信号输入以及解调输出:以9号模块TH1为触发,用示波器分别观测9号模块TH1和TP6(单稳相加输出)、TP7(LPF-FSK)、TH8(FSK解调输出),验证FSK 解调原理。
通信原理BPSK调制与解调
新疆师范大学实验报告2020年5月18日课程名称通信原理实验项目实验六:BPSK调制与解调物理与电子工程学院电子17-5 姓名赵广宇同组实验者指导教师阿地力一、实验目的1.掌握BPSK调制和解调的基本原理;2.掌握BPSK数据传输过程,熟悉典型电路;3.了解数字基带波形时域形成的原理和方法,掌握滚降系数的概念;4.熟悉BPSK调制载波包络的变化;5.掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法;二、实验器材1.主控&信号源模块2.9号数字调制解调模块3.13号同步模块4.示波器三、实验原理BPSK调制解调(9号模块)实验框图说明基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘,叠加后得到BPSK调制输出;已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波;已调信号与相干载波相乘后,经过低通滤波和门限判决后,解调输出原始基带信号。
四、实验步骤五、实验分析●BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪,使一方为0,另一方为1,从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。
●基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘,叠加后得到BPSK调制输出;已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波●已调信号与相干载波相乘后,经过低通滤波和门限判决后,解调输出原始基带信号。
●同步载波的相位发生变化,如0相位变为π相位或π相位变为0相位,则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”,从而造成错误的恢复。
这种因为本地参考载波倒相,而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒π”现象或“反向工作”现象。
六、实验分析●BPSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能采用相干解调的方法。
●B2PSK信号与上节课所做的2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的,所不同的只是两者基带信号s(t)的构成,一个由双极性NRZ码组成,另一个由单极性NRZ码组成。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
通信原理实验二
通信原理实验二实验二:调制与解调一、实验目的1. 理解调制与解调的基本概念;2. 掌握调幅(AM)、调频(FM)以及解调的原理;3. 实现AM、FM的信号调制与解调。
二、实验原理1. 调制原理调制是指在通信过程中将信息信号调制到载波上,以便传输的过程。
调制是将信息信号的某些特征参数随时间变化的过程。
1.1 调幅(AM)调制调幅是指通过改变载波的振幅来传输信息的一种调制方式。
调幅信号能够改变载波的背景亮度,使其随着信息信号的变化而变化。
1.2 调频(FM)调制调频是通过改变载波的频率来传输信息的一种调制方式。
调频信号能够改变载波的频率,使其频率随着信息信号的变化而变化。
2. 解调原理解调是指将调制信号中的信息还原出来的过程。
解调过程是调制的逆过程。
2.1 调幅(AM)解调调幅解调是从调幅信号中还原出原始信号的过程。
调幅信号在传输过程中会叠加一定的噪声,因此解调时需要采取一定的处理方法,如包络检波、同步检波等。
2.2 调频(FM)解调调频解调是从调频信号中还原出原始信号的过程。
调频信号在传输过程中对噪声具有较好的抵抗能力,因此解调过程较为简单,常采用频率鉴别解调等方法。
三、实验内容1. 实现AM调制与解调2. 实现FM调制与解调四、实验步骤1. 搭建AM调制电路,将音频信号与载波信号进行调制;2. 实现AM解调,将调制后的信号还原为音频信号;3. 搭建FM调制电路,将音频信号与载波信号进行调制;4. 实现FM解调,将调制后的信号还原为音频信号;5. 测试与观测调制与解调过程中的信号波形变化。
五、实验数据记录与分析(根据实际实验情况填写数据并进行相应的分析)六、实验总结通过本次实验,我们学习了调制与解调的原理,并实际搭建电路进行了AM和FM的调制与解调。
通过观测信号波形变化,我们加深了对调制与解调过程的理解,并掌握了相关的实验操作技巧。
本次实验对我们理解通信原理中的调制与解调起到了很好的辅助作用。
通信原理知识
通信原理知识
通信原理是指在传输信息时,通过信号的生成、编码、调制、调整及解码等过程,从发送端将信息通过信道传输到接收端,并从接收端恢复原始信息的技术原理和方法。
其核心目标是实现信息的可靠传输和高效传送。
在通信原理中,常见的技术原理包括:
1. 模拟通信原理:模拟通信是指将原始信息转换成连续变化的模拟信号,通过调制、放大、传输等步骤进行传输的通信方式。
常见的模拟调制技术有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
2. 数字通信原理:数字通信是指将原始信息转换为离散的数字符号,通过编码、传输和解码等步骤进行传输的通信方式。
常见的数字调制技术有振幅调制(ASK)、频移键控(FSK)、
相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。
3. 噪声及信道模型:通信过程会受到噪声和信道影响,因此了解噪声与信道的特性对通信原理至关重要。
噪声主要包括加性白噪声和信道噪声,信道模型则用于描述信号在信道中的传输特性。
4. 调制解调技术:调制解调技术是实现信号调制和解调的关键环节。
调制将原始信号转换为适合传输的信号,解调则将接收到的信号恢复为原始信号。
常见的调制解调技术有振幅调制解调、频移键控解调、相移键控解调和正交幅度调制解调等。
5. 误码控制:为了保证信息的可靠传输,通信系统常常采用纠错编码、交织技术和反馈控制等方法来进行误码控制。
这些技术可以提高通信系统的容错性,减小信道传输中出现的错误率。
综上所述,通信原理涉及信号的调制与解调、噪声与信道模型、误码控制等多个方面的知识。
深入理解通信原理对于设计和改进通信系统具有重要的意义。
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(yj − xi,j )2 = i
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CM(y , x i ) = 2y x i − x i CM
ZSaE +Q``2HiBQM K2i`B+
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38
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∞ −∞
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X X X
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UjXR9V
∞ −∞
UjXRRV
n(t)ψj (t) dt
UjXRkV
= xi,j + nj yj {nj }
E [ nj ] = E [ nj nk ] =
∞
xi,j
nj
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−∞ ∞ −∞
E [n(t)] ψj (t) dt = 0
∞ −∞
UjXRjV
E [n(t)n(τ )] ψj (t)ψk (τ ) dt dτ
U3XkkV
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x( t ) x(t) y ( t)
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3y
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jXk
m x ( t) M M M x( t ) N M
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x(t) = {xi (t), i = 0, . . . , M − 1}
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m
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x0 ψ 0 ( t)
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j@j {xi,j }
xi,N −1 ψN −1 (t)
{xi (t)}
xi ( t )
x i = (xi,0 , xi,1 , . . . , xi,N −1 ) mi ⇐⇒ xi (t) ⇐⇒ x i = (xi,0 , xi,1 , . . . , xi,N −1 )
xi mi M
j@e
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ψ j ( t)
xi (t)ψj (t) dt,
j = 0, . . . , N − 1 mi , i = 0, . . . , M − 1
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X X X
xi,0 ψ 0 ( t) x ( t) ψ 1 ( t)
X X X X X X
jXj JS
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m
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JS JS
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E [n(t)n(τ )] ψj (τ ) dτ −
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{xi } + i {xi }
√ √ M −1) ∆( M −1) ∆ ∆ , . . . , − , , . . . , 2 2 2 2
{xi } =
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UjXk9V
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log fY |m (y |mi ) =
−N 1 log(π N ) − 2 N0
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UjXjyV RX
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f UjXkdV
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y1 y2 P (mi |Y 1 = y 1 , Y 2 = y 2 ) ∝ P (mi ) fY 1 ,Y Y 2 |m (y 1 , y 2 |mi ) = P (mi ) fY 1 |m (y 1 |mi ) ·fY 2 |m,Y Y 1 (y 2 |mi , y 1 )
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