二进制数字调制 - 1
樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)
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1
式中,n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声,( 0,
n
2
)
判决 规则
x1 > x2 时,判为“1” x1 x2 时,判为“0”
x1 (t )
定时 脉冲 抽样 判决器 输出
Pe
发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通 滤波器
1
相乘器
低通 滤波器 定时 脉冲 低通 滤波器
x1 (t )
抽样 判决器 输出
发送端
信道
yi ( t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时:
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值 发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b
b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2
系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时 发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时 发“0”时
通信原理历年试题与答案
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作业题1.写出数字和模拟通信系统有效性和可靠性的衡量标准,若某调制解调器的波特率为1200 baud,求该调制解调器的比特率。
2.信息量的单位是什么,若某独立信源符号集的概率为{P(xi),i=1,2,…,L},无记忆离散信道的转移矩阵为P(yj/xi),求信宿符号集的概率{Pyj),j=1,…,M}和互信息量I(xi,yj)和平均互信息量I(X,Y)。
3.N个符号的离散信源{P(xi),i=1,2,…N},求其熵,什么情况下该熵最大。
4.求N个符号集{P(xi)},{P(yi)}之间的I(yj/xi), I(xi/yj), I(xiyj), H(Y/X),H(X/Y),H(XY)5. 写出香农信道容量公式,并解释其四个物理意义,证明最大带宽条件下,最小容量1bit/s时的无误传输最低信噪比S/n0=-1.6dB。
6. 求的频谱,并求的频谱。
7. 画出相干调制与相干解调的原理框图,并写出时域和频域调制信号和解调信号的表达式,希尔伯特率滤波器的幅频特性和相频特性是什么。
8. 采用什么办法,才能用包络检波对双边带抑制载波调制信号实现解调。
9. 残留边带无失真解调的互补特性条件是什么?10. 什么是信噪比增益?试说明解调器的抗噪声性能与信噪比增益的关系?什么叫门限效应?2001年试题二、问答与计算题1、单路语音信号经8KHz抽样,每样值8比特编码后,用QPSK调制传输。
(1)调制器输入信息速率和输出波特率各为多少?(2)调制后信号所需要的最小传输带宽为多少?(3)如果在上述系统中进一步采用(15,11)分组码作为纠错编码,传输时采用滚降系数为0.5的升余弦基带信号,则调制后信号的带宽又为多少?(4)画出(3)中系统的发送端方框图?2、已知线性反馈移位寄存器的特征多项式为X+X+1。
(1)写出特征多项式的8进制表示?(2)画出该线性反馈移位寄存器方框图?(3)若各级移位寄存器初始状态均为1,写出输出序列?(4)该序列是否为m序列?为什么?3、BPSK、GMSK、FDM、TDM、FM在何种通信系统中应用,各举一例?一、填空题:1、根据仙农信道容量公式,信道频带宽度可以和;无限增加信道带宽,能否无限地增大信道容量?不能。
南京邮电大学2012通信原理真题
![南京邮电大学2012通信原理真题](https://img.taocdn.com/s3/m/02462ed1195f312b3169a567.png)
南京邮电大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试通信系统原理试题一、选择题(每题2分,共60分)1、A律13折线量化器一共含有___个量化级。
A)2048 B)512 C)256 D)10242、十六进制数字信号的传码率是1000B,则无码间干扰最高频谱利用率__bit/(sHz)。
A)2 B)4 C)6 D)83、随参信道上多径时延分别为τ1、τ2、τ3,且τ1<τ2<τ3,信道的相干带宽____。
A)1/(τ2-τ1) B)1/(τ3-τ1) C)1/(τ3-τ2) D)1/τ 34、带宽为3000Hz的话音信道信的噪比为40dB,其容量约为____kbps。
A)40 B)16 C)24 D)325、窄带高斯噪声的相位服从____分布,而包络服从____分布。
A)均匀,正态 B)瑞利,均匀 C)均匀,瑞利 D)不确定6、为了利用无线通信中的多径现象,CDMA接收机常常采用____。
A)均衡器 B)Rake接收机 C)相位分集 D)空时编码7、无线瑞利衰落信道模型反映了传播信道无____。
A)码间干扰 B)门限效应 C)直通路径 D)时间色散8、QPSK信号波特率为1000B,则传输100字节数据需要时间为____ms。
A)50 B)100 C)200 D)4009、AM信号包络接收机的非线性来自于____过程。
A)相干解调B)取包络 C)噪声 D)衰落10、双二进制信号中的预编码目的在于克服____。
A)码间干扰 B)幅频失真 C)频谱失真 D)差错传播11、GMSK信号的基带波形形成采用了____脉冲。
A)高频 B)相干 C)矩形 D)包络12、AMI码属于____编码信号,编码效率约为____%。
A)线路,33 B)信源,63 C)信道,63 D)纠错,4013、MSK信号的功率谱密度包括两部分:____和____。
A)离散谱,线谱B)广义谱,谱线C)离散谱,连续谱D)连续谱,光谱14、与二进制相比,多进制系统通过牺牲____换取____。
2015年北京邮电大学通信原理801考研真题及答案
![2015年北京邮电大学通信原理801考研真题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/3e33fba655270722192ef7ed.png)
北京邮电大学2015年硕士研究生入学考试试题考试科目:801通信原理请考生注意:①所有答案一律写在答题纸上,否则不计成绩。
②不允许考生使用计算器 一、单项选择题(每小题1分,共40分)01、若16进制通信系统的数据速率是16kb /s ,则符号速率是 (1) kBaud ;若平均信号功率是8W ,则平均比特能量是 (2) mJ 。
(01) A .4B .8C .16D .32 (02) A .1/4B .1/2C .1D .402、速率为1000b /s 的OQPSK 是在QPSK 的基础上,将Q 路信号 (3) 。
(03) A .延迟了1msB .延迟了2msC .放大了3dBD .放大了1dB03、若发送数据速率是10kb /s ,则双极性NRZ 码的主瓣带宽是 (4) kHz ,HDB 3码的主瓣带宽是 (05) kHz 。
(04) A .1 B .5 C .10 D .20 (05) A .1B .5C .10D .2004、假设发送数据独立等概,则BPSK 信号的功率谱密度中 (6) 。
此时若接收机采用科斯塔斯环提取载波,则(7) 。
(06) A .存在载频线谱分量B .存在二倍载频分量C .存在直流分量D .无线谱分量(07) A .提取的载波不存在相位模糊B .解调眼图会闭合C .提取的载波存在相位模糊D .解调信号存在符号间干扰05、设有AM 信号 ()21()cos 2c s t m t f t ,其中基带信号()m t 的功率为1/8,最大绝对幅度为1。
此AM 信号的调幅系数是 (8) ,功率效率是 (9) 。
(08) A .1/4 B .1/3 C .1/2 D .1 (09) A .1/9B .1/5C .1/4D .1/306、假设发送数据独立等概,在0b E N 相同的条件下,下列数字调制系统中误比特率最低的是 (10) 。
(10) A .2FSKB .OOKC .DPSKD .BPSK07、若基带传输系统的总体响应不满足 (11) 准则,接收端采样点将会存在符号间干扰。
通信原理(樊昌信)第7章 数字调制
![通信原理(樊昌信)第7章 数字调制](https://img.taocdn.com/s3/m/c1948e9183d049649b66589c.png)
谱零点带宽:
§7.2 二进制数字调制系统 抗噪声性能
概述
性能指标:系统的误码率 Pe 分析方法:借用数字基带系统的方法和结论 分析条件:恒参信道(传输系数取为 K ) 信道噪声是加性高斯白噪声
背景知识: 窄带噪声 正弦波+窄带噪声
§7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能
2ASK---相干解调
基带信号
反相器 振荡器2
f2
s (t )
相加器
e2FSK (t )
选通开关
特点:转换速度快、电路简单、 产生的波形好、频率稳定度高。
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
d
t
e
t
f
t
g
2 FS K信 号
t
图 二进制移频键控信号的时间波形
三、2FSK信号的解调 1、非相干解调,如图(b); 2、相干解调,如图(a)。 3、过零检测法;
e2 DPSK (t ) 带通
滤波器 延迟TB a 相乘器 b c 低通 滤波器 d 抽样 判决器 定时 脉冲 e 输出
相乘器 起着 相位比较的作用
带通 滤波 器
a
相乘 器 b
c
低通 滤波 器
d
抽样 判决 器 定时 脉冲
e
延迟 Ts
参考
(a )
DPSK信号 a b
c d 二进 制信息 反相 e
0
0
§7.1.1 二进制振幅键控 (2ASK)
原理: s(t)载波幅度
表达式:
单极性
波形:
1 0 1 1 0 1 t
二进制数字调制原理
![二进制数字调制原理](https://img.taocdn.com/s3/m/2f9ba207b9f3f90f77c61b68.png)
其中,fs = 1/Ts为基带信号的带宽。图中的fc为两个载频的中心频率。
21
6.1.3 二进制相移键控(2PSK)
2PSK信号的表达式: 在2PSK中,通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。因 此,2PSK信号的时域表达式为
e2PSK (t) A cos(ct n )
G(0) TS
P2PSK (
f
)
Ts 4
sin ( ( f
f fc )Ts fc )Ts
2
sin ( ( f
f fc )Ts fc )Ts
2
29
功率谱密度曲线
P2PSK f
fc
fc fs fc fc fs
f
从以上分析可见,二进制相移键控信号的频谱特性与2ASK的十分 相似,带宽也是基带信号带宽的两倍。区别仅在于当P=1/2时,其 谱中无离散谱(即载波分量),此时2PSK信号实际上相当于抑制 载波的双边带信号。因此,它可以看作是双极性基带信号作用下的
23
典型波形
1
0
0
1
1
t Ts
24
2PSK信号的调制器原理方框图
模拟调制的方法
双极性
s(t)
不归零
码型变换
乘法器
e2PSK (t)
键控法
cosct
c os ct
开关电路
0
e2PSK (t)
1800 移相
s(t)
25
2PSK信号的解调器原理方框图和波形图:
e2PSK (t)
带通 滤波器
2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍,若只计谱的主瓣(第一 个谱零点位置),则有
式中 fs = 1/Ts
通信原理讲义-第六章 数字信号的载波传输1二进制调制
![通信原理讲义-第六章 数字信号的载波传输1二进制调制](https://img.taocdn.com/s3/m/1ac79fcd19e8b8f67c1cb962.png)
数字信号的调制可以看成特殊调制信号 的模拟调制,类似模拟调制的情况,数 字调制也是用调制信号调制载波的三个 参数:振幅、频率、相位。 相应地称为:幅度键控、频率键控、相 位键控。
6.1 二进制数字调制
二进制数字调制是指调制信号为二进制 基带信号,这种调制信号仅有两种电平, 表示为“1”和“0”: 二进制数字调制又分为: 二进制幅度键控 二进制频率键控 二进制相位键控
数字基 带信号 二进制幅度键控s2ASK(t)
载波Acoswct
二进制幅度键控解调(非相干)
带通 滤波器
1 0.5 0 -0.5 -1 0 1 0.5 0 -0.5 -1 0 1 0.5 0 -0.5 -1 0 100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600 100 200 300 400 500 600
1 A1 0 0 0 1 ……
由调频理论,调制后信号的瞬时频率 w(t)=w0+KFMf(t) 而对单极性二元基带信号只有两种电平: f(t)=0或1, 故:w1= w0+KFM w2= w0。
二进制频率键控调制后的时域波形
1
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
二进制差分相位键控的调制方法
二元单 极性码 输入 相对码 差分编码 二进制差分相位 键控DPSK输出
Acos(wct)
载波发生器
差分编码原理:
后一位与新生成的前一位码做模2和得到新生成的码
绝对码:1 0 0 1 0 1 1 0 相对码:1 1 1 0 0 1 0 0
二进制差分相位键控的解调(相干)
a=-1的二进制字符串
![a=-1的二进制字符串](https://img.taocdn.com/s3/m/b574b57b0812a21614791711cc7931b765ce7b04.png)
a=-1的二进制字符串
首先,我们来解析"a=-1的二进制字符串"这句话的含义。
我们需要明确什么是二进制字符串。
在计算机科学中,二进制字符串是指用二进制表示的字符串。
二进制是基数为2的数制系统,其中只有0和1两种数字。
接下来,我们来看“a=-1”的部分。
在数学中,“-1”是一个负整数,它在二进制表示中是有的,但是因为二进制是正数系统,所以通常我们不会说一个数是“等于-1”,而是说它的补码表示或者负数的二进制表示。
一个整数在二进制下的表示形式取决于其正负。
正整数直接转换为二进制,而负整数则通过取反加1得到其补码形式。
在大多数计算机系统中,负数的二进制表示是其绝对值的二进制补码形式。
例如,如果我们使用8位二进制来表示整数,那么-1的二进制表示通常是“11111111”。
因此,"a=-1的二进制字符串"实际上指的是一个字符串,它包含表示-1的二进制数字。
如果是在8位系统中,这个字符串可能是"11111111"。
总结:因此,"a=-1的二进制字符串"这句话的具体内容是指一个包含表示-1的二进制数字的字符串。
例如,如果是在8位系统中,这个字符串可能是"11111111"。
调制方式
![调制方式](https://img.taocdn.com/s3/m/e9c8ca4069eae009581becc9.png)
使信号能量大部分集中在一定的带宽内,
因此提高了频带的利用率。根据这些要求,
人们在实践中创造了各式各样的调制方式,
我们称之为现代恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性。MSK是移频键控FSK的一种改进形式。
、正交幅度调制(QAM)、正交频分复用调制(OFDM)等等。
4、QAM--又称正交幅度调制法。在二进制ASK系统中,其频带利用率是1bit/s·Hz,
若利用正交载波调制技术传输ASK信号,可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合
起来,还可进一步提高频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制(QAM)。
也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。
二进制2ASK与四进制MASK调制性能的比较:
在相同的输出功率和信道噪声条件下,MASK的解调性能随信噪比恶化的速度比OOK要迅速得多。
这说明MASK应用对SNR的要求比普通OOK要高。在相同的信道传输速率下M电平调制与二
电平调制具有相同的信号带宽。即在符号速率相同的情况下,二者具有相同的功率谱。
影响,以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究,
主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制,是提高频谱利用率的有效方法,
恒包络技术能适应信道的非线性,并且保持较小的频谱占用率。
从传统数字调制技术扩展的技术有最小移频键控(MSK)、高斯滤波最小移频键控(GMSK)
其相位通常是不连续的。所谓MSK方式,就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。
通信原理 数字调制的规律及技巧
![通信原理 数字调制的规律及技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/9ec8e17602768e9951e738cf.png)
第一部分 二进制数字调制的规律及技巧除2FSK 外,抽样判决器之前的部分与模拟线性调制有相同的规律和技巧。
下面重点强调一下2PSK 和2DPSK ①关于矢量图的思考:结论:在绝对调相中所有的参考相位都是未调载波cos c t ω的初相或末相。
这个初相/末相可以是0相,也可以是π相,看是如何规定的。
绝对调相的相位差是指每个绝对码的已调波初相/末相与该码元所对应未调载波的初相/末相之差。
相对调相是指每个绝对码的已调波初相/末相与其相邻前一码元已调波初相/末相之差。
(a )“1”“0”(b )“1”“0”2DPSK 信号的矢量图参考:前一码元相位A 方式B 2PSK 信号的矢量图(a )“1”“0”(b )“1”“0”码元所对应未调载波的初相/末相之差A 方式0"0""1"ϕπ⎧∆=⎨⎩--表示代码--表示代码/2"0"/2"1"πϕπ⎧∆=⎨-⎩--表示--表示0"0""1"ϕπ--⎧=⎨--⎩表示代码表示代码/2"0"/2"1"πϕπ--⎧=⎨---⎩表示代码表示代码绝对码与相对码之间的转换,一般绝对码用n a 表示,相对码用n b 表示。
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1{}n a {}n b1 0 1 1 0 0 1 0 1{}n b {}n a 1n n n b a b -=⊕1n n n a b b -=⊕)绝对码)10101相对调相“1”“0”“1”“0”)绝对码)10101相对调相“1”“0”“1”“0”未调载波的初相为0未调载波的初相为,矢量图反转即可参考相位:指前一码元已调波初相/末相,说明“0”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相一致;“1”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相相反指各码元所对应未调载波的初相/末相,说明“0”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相一致;“1”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相相反。
通信原理课(第十章)数字调制
![通信原理课(第十章)数字调制](https://img.taocdn.com/s3/m/b440c28302d276a200292e70.png)
Tb 8
1 8
(a)
(b)
分析: (1) 相位不连续 2FSK信号的功率谱与 2ASK信号的功率谱相似, 同样由离散谱和连续谱两部分组成。其中,连续谱与 2ASK信
号的相同,而离散谱是位于±f1 、±f2 处的两对冲击, 这表
明 2FSK信号中含有载波f1 、f2的分量。 (2) 若仅计算2FSK信号功率谱第一个零点之间的频率间隔, 则该2FSK信号的频带宽度为
10.1.1 二进制振幅键控(2ASK)
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数 字调制。当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。 设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概 率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。该二进制符 号序列可表示为
Sook (t ) an * A cos ct
带通 滤波器
相乘器 cos ct (b)
低通 滤波器
抽样 判决器 定时 脉冲
输出
图 10–5 二进制振幅键控信号解调器原理框图
(a)包络检波; (b)相干解调
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
a
b
c
d
图 10 -52ASK信号非相干解调过程的时间波形(2)
功率谱分析: (1) 2ASK信号的功率谱密度Pe(f)由连续谱和离散谱两部分 组成。其由相应的单极性数字基带信号功率谱密度 Ps(f)形状 不变地平移至±fc处形成的。 (2)2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号Bg的两倍。
当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时,Bg=1/Tb。
于是 2ASK信号的带宽为
B2 ASK 2 Bg 2 2 fb Tb
可见光通信中的2ASK调制解调技术与FPGA实现
![可见光通信中的2ASK调制解调技术与FPGA实现](https://img.taocdn.com/s3/m/2c19c9f47e192279168884868762caaedd33ba61.png)
电子设计工程Electronic Design Engineering第29卷Vol.29第7期No.72021年4月Apr.2021收稿日期:2020-04-19稿件编号:202004144作者简介:王新宇(1998—),男,江苏南京人。
研究方向:控制科学与工程。
可见光通信是利用可见光作为载体的一种新兴的通信方式。
可见光通信不需要频谱资源许可,无需占用日益紧张的无线电频谱资源[1]。
LED 是非常优秀的可见光光源,其作为室内照明的光源,具有亮度高、能耗低的特点,因而得到快速的发展[2]。
在常见的可见光通信实验中,往往直接对传感器获得的模拟信号进行传输,这种通信方式难以应用在现代数字通讯中。
同时模拟信号易受外界环境干扰,造成信号失真,并且由于模拟信号难以加密,采用明文传输易被窃听。
该文通过探究数字调制解调在可见光通信中的应用,设计了基于FPGA 的2ASK 调制解调器,用于数字信号的可见光通信。
其使用串口TTL 电平作为基带信号,同时,在接收端能够将光信号解调为标准的TTL 电平信号,完成了信号的调制解调过程。
解决了模拟通信方式易受干扰的明文传输的问题。
1通信系统原理2ASK 调制属于振幅键控二进制数字调制方式中的一种,利用载波振幅变化的方式来表示数字信号“0”和“1”,同时载波的频率和相位不发生改变[3]。
OOK (On Off Keying )调制则是2ASK 调制可见光通信中的2ASK 调制解调技术与FPGA 实现王新宇,曲洪良,安子民,许凌云,胡广超(南京航空航天大学,江苏南京211100)摘要:针对模拟信号在可见光通信中易受干扰的问题,该文设计了一种基于振幅键控二进制数字调制(2ASK )的可见光通信系统,实现了对于基带信号的2ASK (振幅键控二进制数字调制)调制与解调。
该系统利用现场可编程阵列(FPGA )作为数字式2ASK 调制解调器的核心器件,实现了数字信号发送与接收。
经过测试,该系统能够实现可见光信号的接收、调制、解调。
通信原理课件——数字调制系统
![通信原理课件——数字调制系统](https://img.taocdn.com/s3/m/5b92a531ad51f01dc381f1d8.png)
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
数字调制
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二进制数字调制仿真及性能分析摘要:数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。
本文首先分析了数字调制系统的三种基本调制方法,然后,运用Matlab对这几种数字调制方法进行编程和仿真。
通过仿真,观察了调制过程中各环节时域的波形,并结合这几种调制方法的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后,在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;数字通信系统现代数字通信系统由两个主要部分构成:数字信号的基带传输系统和数字信号的频带传输系统,其中,数字信号频带传输系统的应用最为广泛。
频带传输系统是指将原始的数字基带信号,经过频谱搬移,变换成适合在频带上传输的频带信号,而传输这种信号的系统就称为频带传输系统。
在频带传输系统中,根据已调信号参数改变类型的不同,可分为用基带信号控制一个载波幅度的数字调幅信号(ASK);用基带信号控制一个载波频率的数字调频信号(FSK)和用基带信号控制一个载波相位的数字调相信号(PSK)。
本文将对二进制的数字信号进行仿真分析。
1.2数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。
根据控制的载波参量的不同,数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式,并可以派生出多种其他形式。
由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。
为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。
另外,由于数字通信具有建网灵活,容易采用数字差错控制技术和数字加密,便于集成化,并能够进入综合业务数字网(ISDN网),所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。
因此,对数字通信系统的分析与研究越来越重要,数字调制作为数字通信系统的重要部分之一,对它的研究也是有必要的。
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导入新课:
现在许多人用手机,大家也知道手机工作在900MHz、1800MHz,而话音信号的频率一般为0.3-3.4KHz,那么话音信号是怎么变成900MHz、1800MHz的射频信号的呢?这就需要调制,在数字通信系统中采用数字调制。
本模块介绍数字调制的有关内容。
讲授新课:
课题一二进制数字调制
一、二进制数字调制原理
1、二进制振幅键控(2ASK)
(1)调制
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。
二进制振幅键控信号的产生方法如图所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现,图(b)是采用数字键控的方法实现:
图1 2ASK信号的产生框图
则二进制振幅键控信号可表示为:
(2)波形
图2 2ASK 信号波形。