第八章现代数字调制技术

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第八章现代数字调制技术

ak
2TS
t k ) sin c t
(cos (sin
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2TS 2TS
t sin k ) cos c t t sin k ) sin c t
ak
2TS
t cos k cos
ak
ak 1
k 0或
S MSK (t ) cos k cos I k cos
四、结论
由于OQPSK信号也可以看作是由同相支路和正交支路的2PSK信号的叠加，所以OQPSK信号的功率谱与QPSK 信号的功率谱形状相同。
7
如果采用相干解调方式，理论上OQPSK信号的误码性能与相干解调的QPSK相同。但是，频带受限的OQPSK 信号包络起伏比频带受限的QPSK信号小，经限幅放大后频谱展宽的少，所以OQPSK的性能优于QPSK。在实际中，OQPSK比QPSK应用更广泛。
首先介绍几种恒包络调制，包括偏移四相相移键控（OQPSK）、 π/4四相相移键控（ π/4 -QPSK）、最小频移键控（MSK）和高斯型最小频移键控（GMSK）；然后介绍正交幅度调制（QAM），它是一种不恒定包络调制。
在介绍了这几种单载波调制后，再引入多载波调制，着重介绍其中的正交频分复用（OFDM）。本章将介绍一种特殊的带宽调制技术----扩频调制，它的载波采用宽带的伪噪声(PN)序列，它是用扩频频谱的方法来换取信噪比的系统。

1
8.1 引言
第6章已介绍几种基本数字调制技术的调制和解调原理。随着数字通信的迅速发展，各种数字调制方式也在不断地改进和发展，现代通信系统中出现了很多性能良好的数字调制技术。
本章主要介绍目前实际通信系统中常使用的几种现代数字调制技术。按照某一时刻是否只使用单一的频率的正弦载波，调制分为单载波调制和多载波调制。按照已调信号的包络是否保持不变，单载波又分为恒定包络调制分为和不恒定包络调制。 ASK 、 FSK 、 PSK 都属于单载波调制，其中 FSK 和 PSK信号的幅度是不变的，属于恒包络调制。 2

《通信原理》——现代数字调制技术

第9章现代数字调制技术对数字调制技术的设计和改进，一般主要在以下几个方面：（1）在现有的带宽内，尽可能提高传输信息的速率，即提高频带利用率。

（2）压缩信号功率谱主瓣的宽度。

数字信号很多具有无限的带宽，实际传输中只能对其进行带限，即保留信号功率谱的主瓣。

压缩主瓣宽度能压缩信号占用带宽，同样也能提高频带利用率。

（3）提高功率谱集中程度，抑制旁瓣功率，减少带外辐射。

即尽可能使信号功率谱集中在主瓣中，减少相互之间的频带干扰。

（4）抗多径效应，抗码间串扰，提高纠错能力等。

多经效应指的是信号在传输过程中，通过了两条或更多的信道达到接收方（典型的，例如移动通信中无线电波的多点反射），这样接收方收到的信号实际上是经过多条路径传输来的信号的叠加。

由于多条信道之间在距离、信道频率特性、衰减以及移动速度等方面存在的差别，造成多径信号各分量到达接收方时间和幅度、相位等都不同，由此造成了信号在时域上展宽、在频域上产生多普勒频移等失真。

（5）综合考虑系统的复杂程度、实现难度和成本等。

9.1 偏移四相相移键控9.1.1 QPSK信号的缺点理想方波信号带宽无限，带限信号引起包络起伏；当信号发生相位跳变时，会造成包络起伏；QPSK的相位星座存在180度的跳变，造成零包络。

QPSK信号的星座图滤波引起的包络起伏相位跳变9.1.2 偏移四相相移键控（OQPSK）的特点恒包络数字调制技术又称交错正交相移键控，参差四相相移键控，双二相相移键控。

用两路二进制信号合成一路四相信号，两路基带信号错开半个码元周期，其表达式为因为码元周期，故而不会出现“对角线”的跳变，而是沿着四边变化，从而抑止了零包络现象。

OQPSK的星座图和相位变化OQPSK的调制和解调电路9.2 π/4 四相相移键控9.2.1 π/4 四相相移键控的概念和表达式π/4 四相相移键控在QPSK基础上发展而来。

轮流采用两组，每组四个相位来表示四个码元值。

两组相位彼此之间错开45 °。

现代数字调制技术

1.3 高斯最小频移键控(GMSK)
MSK具有恒定振幅包络、相对窄的带宽、相位变化连续等的特性。虽然MSK相位是连续的，但相位连续变化是折线，在码元转换时刻产生尖角，从而使其频谱特性的旁瓣滚降不快，带外辐射相对较大。对于数字移动通信中进行高速率数据传输时要求有更紧凑的功率谱才能使邻道带外辐射功率低于-80~60dB的指标，MSK不能满足要求。为了解决MSK的这一问题，可将数字基带信号先经过一个高斯滤波器整形，得到平滑后的某种新的波形之后再进行调频，调频指数仍为0.5，但此时的信号具有良好的频谱特性,如图5.38所示。将输入端接有高斯滤波器的MSK调制称为高斯最小频移键控GMSK。GMSK功率谱的高频分量得到更大的衰减，具有更高频带利用率。GMSK信号的解调可采用相干解调，也可采用差分相干解调。
与产生过程相对应，MSK信号一般可采用相干解调恢复信息码，也可采用其他解调方法。
数字信号的频带传输
输入
差分编码
串/并
振荡 f=1/4Tb
2
延时 Tb
振荡 fc
2
图5.37 MSK调制原理框图
∑
带通
滤波
MSK
信号
数据
高斯低通滤波器
FM调频器
图5.38 GSMK调制器
GMSK信号
数字信号的频带传输
1.2 最小频移键控(MSK)
对于频移键控2FSK信号的产生，如果采用如图5.15所示电路，由于载波由两个独立振荡电路产生，因此在频率转换点上相位是不连续的。相位不连续的2FSK信号的功率谱有很大的旁瓣分量，造成对邻近信号干扰，带限后会引起包络起伏变化，为了不失真传输，对信道的线性特性要求就很苛刻。最小频移键控MSK又称快速频率键控是2FSK的改进型，MSK使得两个频率在相邻的跳变码元之间相位保持连续的一种调制方式。

数字调制技术

数字调制技术数字调制技术调制技术概述调制基础信号的表示方法IQ调制实现方式基本数字调制：ASK、FSK、PSK FSK、MSK和GMSKPSK调制BPSKQPSKOQPSKQAM调制正交频分复用OFDM各种调制的应用调制调制——就是对消息源信息进行编码的过程，其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。

多径衰落、多普勒频率扩展；日益增加的用户数目，无线信道频谱的拥挤这些因素对调制方式的选择都有重大的影响。

信号的表示I/Q信号基础I/Q是什么？--I/Q调制过程基带复信号表示方法I/Q调制实现过程数字调制基本类型U MOD(t)=ÛC(t)cos[ C t+ C(t)]AMConventional ModulationDigital ModulationASK,Amplitude Shift KeyingU 01110数字调制基本类型U MOD(t)=ÛC(t)cos[ C t+ C(t)]FMConventional ModulationDigital Modulation FSK,Frequency Shift KeyingU11100tPSK,Phase Shift Keying 数字调制基本类型tU0000111U MOD (t)=ÛC (t)cos [ C t + C (t)]MConventional Modulation Digital ModulationFSKs 2FSK (t )b (t )f 1f 1f 1f 2f 2f 2111000(a )相位不连续的FSK波形22cos()t +11cos()t +(b )相位连续的FSK波形b (t )111s 2FSK (t )c (t )f 1f 1f 1f 2f 2f 2()t （载波）图3.32FSK信号的波形MSK-最小相移键控MSK的频谱frequency:500MHz,bitrate:270kBit/sec,data:PRBS-sequence (511Bits)MSK特点MSK信号是恒包络信号码元转换时刻，信号的相位是连续的，以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内线性的变化+/-90度。

射频电路基础(赵建勋)章 (1)

第八章数字调制与解调
第八章数字调制与解调
8.1 ASK调制与解调原理 8.2 FSK调制与解调原理 8.3 PSK调制与解调原理 8.4 现代数字调制与解调 8.5 集成器件与应用电路举例本章小结思考题和习题
第八章数字调制与解调
数字频带传输中，载波可以由正弦波振荡器产生，包括振幅、频率和相位三个基本参数。数字调制可以对这三个参数进行，分别实现振幅键控（ASK）调制、频移键控（FSK）调制和相移键控（PSK）调制。
)
1 4
[
PB
(
f
fc)
PB( f
fc )]
第八章数字调制与解调
将式（8.1.1）代入上式，得:
PBASK ( f
)
TB {Sa 2[π( f 16
fc )TB ] Sa 2[π( f
fc )TB ]}
1 [ ( f
16
fc) ( f
fc )]
(8.1.2)
第八章数字调制与解调
图8.1.2 uBASK的功率谱和带宽
第八章数字调制与解调
p(x
|
H1)
x
0,n2
exp
x2
U
2 om
2
2 n
I
0
U om
2 n
x
,
x 0; x0
其中， Uom=Usm, 为没有n(t)时uo的幅度; I0(Uomx/σ2n)为宗数为Uomx/σ2n的0阶第一类修正贝塞尔函数。
第八章数字调制与解调
图8.1.4 uBASK的包络检波和信号检测 (a) 电路框图； (b) 信号波形
第八章数字调制与解调
设信道噪声为高斯白噪声，均值为零。信道噪声经过带通滤波，形成窄带高斯噪声n(t)，其均值不变，方差为σ2n。设带通滤波器的增益kF=1，包络检波器的检波增益kd=1。在假设 H1下，发送Ak=1，此时uBASK=Usm cosωct，包络检波器的输入电压ui=Usm cosωct+n(t)，经过检波，根据正弦信号加窄带高斯噪声的统计特性，输出电压uo的取值x服从莱斯分布，其概率密度函数（PDF）为

详述现代调制技术

0
1
DPSK调制器的框图如下图所示。它主要是由一个比特延时单元Delay和一个逻辑电路Logic Circuit组成的。该逻辑电路能由输入二进制序列产生差分编码序。经过逻辑电路后产生的通过一个乘法调制器就可以得到DPSK信号。
DPSK接收机的框图如下图，通过相应处理过程，就可以从解调的差分编码信号中恢复出原始信号。
下图是 -QPSK采用的一种非相干差分延迟解调的原理框图。之所以能够采用差分检测时因为 -QPSK信号内的信息完全包含在载波的两个相邻码元之间的相位差当中。它的工作原理基本是调制过程的逆过程，从图中我们可以看出，差分检测一种非相干解调技术，而非相干差分延迟解调不需要载波提取，这样就大大简化接收机的设计。而且，研究还发现，在存在多径和衰落时， -QPSK的性能优于OQPSK。所以， -QPSK日益得到重视，现在北美和日本的数字蜂窝移动通信系统中已采用 -QPSK调制方式。
4.
交错四相相移键控（OQPSK）技术是OPSK的一种改进方式。它是为了克服QPSK调制中存在的一些问题而被提出来的。OQPSK技术就是在对QPSK做正交调制时，将正交分量Q(t)的基带信号相对于同相分量I(t)的基带信号延迟半个码元间隔（一个比特间隔）。OQPSK信号产生原理框图如下,其表达式为：
图：带载波恢复电路的BPSK接收机
我们将接收到的信号进行平方后，产生一个直流信号和一个在两倍载波频率有幅度变化的正弦信号。直流信号用中心频率为的带通滤波器滤除。然后用一个分频器还原出波形。在分频器后乘法器的输出为：
这个信号输入到BPSK检测器中构成低通滤波器部分的积分和清空电路。如果发射极和接收机的脉冲波形匹配，检波将达到最佳效果。在这里，我们为了便于在每个比特周期末尾精确地抽样积分器的输出，使用了一个比特同步器。这样就在每个比特周期的末尾，积分器输出端的开关闭合，然后将输出信号送到判决电路，根据积分器的输出是高于还是低于一个特定的门限值来决定接收的信号时对应于二进制1还是0。而对于门限值的设置要能够使差错概率达到最小得最佳值。比如，如果1和0等概率地传输，那么我们就采用检测器输出二进制数据1和0的电压的中值作为最佳门限值。对于BPSK信号来说，比特差错概率为：

第章数字调制技术-（ＰＤＦ）

现代移动通信系统2.数字调制技术Modern Mobile Communication现代移动通信系统2-1-1现代移动通信系统现代移动通信系统第二章数字调制技术2-1-2现代移动通信系统本节讲述的主要内容2.1 数字调制技术基础2.2 线性调制技术2.3 恒包络调制技术2.4 线性和恒包络相结合的调制技术2-1-3现代移动通信系统2.1 数字调制技术基础⏹调制的概念：对信号源的信息进行处理，使其变为适合传输形式的过程。

⏹调制的目的：使所传送的信息能更好地适应于信道特性，以达到最有效和最可靠的传输。

⏹移动通信系统的调制技术包括用于第一代移动通信系统的模拟调制技术(FM)和用于现今及未来系统的数字调制技术。

2-1-4现代移动通信系统一、移动通信对数字调制的要求⏹移动通信对数字调制技术的要求：①抗干扰性能要强，如采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响；②要尽可能地提高频谱利用率；③占用频带要窄，带外辐射要小；④在占用频带宽的情况下，单位频谱所容纳的用户数要尽可能多；⑤同频复用的距离小；⑥具有良好的误码性能；⑦能提供较高的传输速率，使用方便，成本低。

2-1-5现代移动通信系统二、数字调制的性能指标⏹数字调制的性能常用功率效率（Power Efficiency ）和带宽效率（Spectral Efficiency ）来衡量。

功率效率反映调制技术在低功率情况下保持数字信号正确传送的能力，可表述成在接收机端特定的误码概率下，每比特的信号能量与噪声功率谱密度之比：⏹带宽效率描述了调制方案在有限的带宽内容纳数据的能力，它反映了对分配的带宽是如何有效利用的，可表述成在给定带宽内每赫兹数据速率的值：p ηB η0bp E N η=bps/Hz B RBη=B ηpη2-1-6现代移动通信系统二、数字调制的性能指标⏹带宽效率有一个基本的上限，由香农定理：⏹可见在一个任意小的错误概率下，最大的带宽效率受限于信道内的噪声，从而可推导出最大可能的为：2log (1)SC B N=+B M A X η2log (1)BMAXC SB Nη==+2-1-7现代移动通信系统三、目前所使用的主要调制方式⏹目前所使用的主要调制方式有线性调制技术：BPSK 、QPSK 、OQPSK π/4DQPSK等调制恒包络调制技术：BFSK 、MSK 、GMSK 调制 “线性”和“恒包络”相结合的调制技术：QAM 调制扩频调制技术：直接序列扩频、跳频编码调制相结合技术：TCM 调制多载波技术：OFDM 调制2-1-8CPMBFSK(二进制频移键控）MFSK （多进制频移键控）FSK (频移键控）QAM ASK(幅移键控）（正交幅度调制）MQAM （星座调制）非恒定包络OQPSK(参差QPSK ）л/4QPSKDQPSK （差分QPSK ）QPSK(正交四相相移键控）DPSK （差分二进制相移键控）BPSK （二进制相移键控）PSK （相移键控）（连续相位调制）MSK （最小频移键控）GMSK （高斯成型MSK ）TFM （平滑调频）恒定包络数字调制现代移动通信系统所谓调制，就是按调制信号（基带信号）的变化规率去改变载波某些参数的过程。

第8章现代数字调制技术wfy简化资料.

号，其波形图如下：
5
为FSK能满足正交的最小频率间隔
中心频率
fc
n 4Ts
(N m) 1 4 Ts
式中，N ― 正整数
调制指数： f 0.5
fs
6
并有
f2
fs
1 4Ts
N m 1 1
4 Ts
f1
fs
1
4Ts
N
m 1
1
4 Ts
上式给出一个码元持续时间Ts内包含的正弦波周
期数。两种码元包含的正弦波数均相差1/2
第8章现代数字调制技术
1
8.1 偏移QPSK(OQPSK)
QPSK的缺点：它的相邻码元最大相位差达到 ±180°，这在频带受限的系统中会引起信号包络的很大起伏。这使得的功率谱旁瓣增生，导致频谱扩散，增加对相邻信道的干扰。
偏移QPSK的改进：将正交分量的基带信号相对于同相分量的基带信号延迟半个码元（1个bit)间隔，使之不可能同时改变。如此，相邻码元相位差的最大值仅为±90°（见下表），从而减小了信号振幅的起伏。
或135°，比QPSK的最大相移180小 / 4 ，且相邻码元间至少有 / 4 相位变化，从而便于时钟
恢复和同步的实现。
优点：这种体制中相邻码元间总有相位改变、最大
相移为135°，比QPSK的最大相移小。可以非
相干解调。
4
4
8.3 最小频移键控
定义：最小频移键控（MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信
交的同频载波进行调制.
13
MQAM信号的频带利用率 2
L
MQAM
Rb BMQAM
log 2
L
log 2

通信电子的数字信号调制技术

通信电子的数字信号调制技术数字信号调制技术是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，它在现代通信领域中起着极其重要的作用。

数字信号调制技术的出现，使得我们可以利用数字技术来传输和处理音频、视频和数据等信息。

本文将重点介绍数字信号调制技术的发展、原理、应用以及未来的发展方向。

一、数字信号调制技术的发展历程数字信号调制技术的历史可以追溯到20世纪60年代初期，当时这项技术被广泛应用于计算机通信和军事通信等领域。

随着普及率的逐渐提高，数字信号调制技术的应用也扩展到了普通人的日常生活中，例如移动通信、网络通信、数字电视、数码相机等。

目前，数字信号调制技术已经成为音视频媒体、数据传输和无线通信等领域中必不可少的核心技术。

二、数字信号调制技术的基本原理数字信号调制技术的基本原理就是将数字信号转换为模拟信号。

数字信号是由一系列时间上的离散样本所组成的数据序列，它们可以通过数字信号处理器进行数字信号处理。

模拟信号则是一种连续的波形信号，可以通过模拟电路的方式来处理。

数字信号调制技术通常分为三个部分：数字调制、信道传输和模拟解调。

数字调制是将数字信号转换为相应的调制信号，使其可以在模拟通信信道中传输。

信道传输是在信道中传输、扩散和衰减调制信号。

模拟解调是将模拟调制信号恢复成数字信号。

数字调制技术可以分为线性调制技术和非线性调制技术。

其中线性调制技术包括：脉冲幅度调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、二元编码调制（BEM）等。

非线性调制技术则包括：正交振幅调制（QAM）、正交相移键控调制（QPSK）、MPSK、FSK等。

这些调制方式在不同的场景中有着不同的应用，例如QPSK最常用于数字通信中。

三、数字信号调制技术在通信领域中的应用数字信号调制技术的应用已经深入到现代通信领域。

在电视领域，数字信号调制技术可以应用于数字电视、高清电视和4K电视等方面。

在音频领域，数字信号调制技术可以应用于数字音乐、网络音乐和高清音乐等方面。

《现代调制技术》PPT幻灯片

sMQAM(t)= A ng(tnS)T co w cts(n)
n
sMQAM(t)= [A n g ( t n S ) c T n ] o cw c t o s [A s n g ( t n S ) s T n i ] s n w c i t
n
n
令
Xn=An cos n
Yn=Ansin n
则式(6.1 - 2)变为
sMQAM(t)= [X n g ( t n T S ) ] c o s w c t [Y n g ( t n T S ) ] s i n w c t
n
n
X (t)co w ct sy(t)siw c n t
QAM中的振幅Xn和Yn可以表示为 Xn=cnA Yn=dnA
现代数字调制解调技术
6.1 正交振幅调制(QAM) 6.2 最小移频键控(MSK) 6.3 高斯最小移频键控(GMSK) 6.4 DQPSK
现代数字调制解调技术
在通信原理课程中我们讨论了数字调制的三种基本方式：数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制，然而，这三种数字调制方式都存在不足之处，如频谱利用率低、抗多径抗衰落能力差、功率谱衰减慢带外辐射严重等。为了改善这些不足，近几十年来人们不断地提出一些新的数字调制解调技术，以适应各种通信系统的要求。例如，在恒参信道中，正交振幅调制(QAM)和正交频分复用(OFDM)方式具有高的频谱利用率，正交振幅调制在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到广泛应用。
若信号点之间的最小距离为2A，且所有信号点等概率出现，则平均发射信号功率为
p(s)M A2 nM 1(cn2 dn2)
(－ 3 ,3 ) (－ 3 ,1 )
(3 ,3 ) (3 ,1 )

现代通信原理课件：现代数字调制技术

现代数字调制技术
图9－10 MSK 相干解调原理框图
现代数字调制技术
9.4.4 高斯最小频移键控 MSK 信号虽然包络恒定,带外功率谱密度下降快,但在
一些通信场合,例如在移动通信中,MSK 所占带宽和频谱的带外衰减速度仍不能满足需要,以至于在25kHz信道间隔内传输1Gb/s的数字信号时,会产生邻道干扰,因此应对 MSK 的调制方式进行改进。在频率调制之前,用一个高斯型低通滤波器对基带信号进行预滤波,滤除高频分量,使得功率谱更加紧凑,这样的调制称为高斯最小频移键控(GMSK),GMSK 信号的产生原理框图如图9－11所示。
现代数字调制技术 9.4.1 MSK信号的正交性
现代数字调制技术
f1 和f2 的频差是2FSK 的两信号正交的最小频率间隔,所以称为最小频移键控。
现代数字调制技术 9.4.2 MSK信号的相位连续性
现代数字调制技术
由式(9－10),θk(t)是时间的线性方程,斜率为πak/2Tb。在一个码元间隔内,当ak= 1时,θk(t))增大π/2;当ak==-1时,θk(t)减小 π/2。θk(t)随t的变化规律如图9－7所示。图中正斜率直线表示传“1”码时的相位轨迹,负斜率直线表示传“0”码பைடு நூலகம்的相位轨迹,这种由相位轨迹构成的图形称为相位网格图,如图 9－7所示。
现代数字调制技术
图9－7 MSK 相位网格图
现代数字调制技术
例9－1 已知载波频率fc=1.75/Tb,初始相位φ0=0。 (1)当数字基带信号ak=±1时,MSK 信号的两个频率f1 和 f2 分别是多少? (2)对应的最小频差及调制指数是多少? (3)若基带信号为+1-1-1+1+1+1,画出相应的相位变化图和 MSK 信号波形。

西电现代数字调制解调技术

MSK信号的功率谱
2. MSK调制t ) cosct k (t )
cos k (t ) cosc t sin k (t ) sin c t
t t cos k cos cos t a cos sin c k k 2T 2T sin ct s s
OFDM方式作为一种高效调制技术，具有较强的抗多径传播和频率选择性衰落的能力以及较高的频谱利用率。 OFDM系统已成功地应用于接入网中的高速数字环路HDSL、非对称数字环路ADSL，高清晰度电视 HDTV的地面广播系统。在移动通信领域，OFDM是第三代移动通信系统采用的技术之一。
1. OFDM基本原理
N 1
在OFDM系统中，子载波的数量应根据信道带宽、数据速率以及符号周期来确定。OFDM系统采用的调制方式应根据功率及频谱利用率的要求来选择。常用的调制方式有QPSK和16QAM方式。另外，不同的子信道还可以采用不同的调制方式，特性较好的子信道可以采用频谱利用率较高的调制方式，而衰落较大的子信道应选用功率利用率较高的调制方式，这是OFDM系统的优点之一。
式中 m c m 为第m个子载波角频率 d m (t ) 为第m个子载波上的复数信号, d m (t ) 在一个符号期间为常数，则有
d m (t ) d m
子载波已调信号功率谱密度
OFDM合成信号功率谱密度
2.
OFDM信号调制与解调
OFDM信号产生原理
串/并变换
编码映射
X(1)
调制1 相调制2 信
匹配滤波器1 匹配滤波器2
DIN
串并变换
调制符号映射
X(N)
加调制N

现代数字调制技术实验报告

现代数字调制技术实验报告一、实验目的1、了解数字调制的基本原理；2、掌握FSK数字调制技术的方法及其调制特点；3、掌握PSK数字调制技术的方法及其调制特点；4、掌握QPSK数字调制技术及其调制特点。

二、实验仪器数字信号发生器、示波器。

三、实验原理数字调制是将数字信号转换为模拟信号的技术。

数字调制在通信、广播、电视、雷达等领域有着广泛的应用。

1、FSK数字调制FSK数字调制是基于两个离散频率的数字调制技术。

在FSK数字调制中，数字信号会改变载波信号的频率，因此也叫频率键控调制。

FSK数字调制的调制特点是可以通过改变调制信号的频率来改变相应的载波信号的频率，从而实现信息的传输。

在FSK数字调制中，当数字信号为“1”时，载波信号的频率为较高的频率f1；当数字信号为“0”时，载波信号的频率为较低的频率f2。

2、PSK数字调制PSK数字调制是基于两个相位的数字调制技术。

在PSK数字调制中，数字信号会改变载波信号的相位，因此也叫相位键控调制。

PSK数字调制的调制特点是可以通过改变调制信号的相位来改变相应的载波信号的相位，从而实现信息的传输。

在PSK数字调制中，当数字信号为“1”时，相位为0度或180度；当数字信号为“0”时，相位为90度或270度。

3、QPSK数字调制QPSK数字调制是基于四个相位的数字调制技术。

在QPSK数字调制中，数字信号会改变载波信号的相位，但相位的变化不再基于180度的间隔，而是基于90度的间隔。

QPSK数字调制的调制特点是可以通过改变调制信号的相位来改变相应的载波信号的相位，从而实现信息的传输。

在QPSK数字调制中，当数字信号为“00”时，相位为0度；当数字信号为“01”时，相位为90度；当数字信号为“10”时，相位为180度；当数字信号为“11”时，相位为270度。

四、实验步骤1、准备实验仪器，将数字信号发生器和示波器连接好；2、根据实验要求，选择需要进行的数字调制技术；3、将数字信号发生器的输出信号连接到载波信号的输入端，将调制信号的输出信号连接到调制器的输入端；4、根据实验要求设置数字信号发生器的频率、幅度和波形；5、根据实验要求设置示波器的触发方式、扫描速率和水平垂直灵敏度；6、将示波器的探头连接到载波信号或调制信号的输入端；7、开启实验仪器并进行调试；8、调节数字信号发生器和示波器的参数，观察波形变化；9、记录实验结果并完成实验报告。

现代数字调制技术仿真以及性能分析

西安邮电大学通信与信息工程学院科研训练论文专业班级：通工1002班学生姓名：吴祎程学号(班内序号): 03101063（25）2013 年 9 月 23 日——————————————————————————装订线————————————————————————————————报告份数：现代数字调制技术仿真以及性能分析（Modern digital modulation technology simulation and performance analysis）摘要数字调制是现代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五种基本调制解调方法，之后运用Matlab对这五种调制方法分别进行了仿真。

通过仿真，观察了调制解调过程中信号时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，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。

AbstractIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB.Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable.Keywords:Digital modulation; analysis;MATLAB.目录引言................................................................................................................................... - 2 -1 现代数字调制技术分类及原理................................................................................... - 3 -2 基于MATLAB的现代数字调制仿真设计................................................................ - 6 -2. 1现代数字调制系统框图 ...................................................................................................... - 6 -2. 2 仿真设计及结果分析 ......................................................................................................... - 7 -2. 3现代数字调制技术的性能比较 ........................................................................................ - 17 -OQPSK ...................................................................................................................................... - 17 -MSK .......................................................................................................................................... - 17 -GMSK ....................................................................................................................................... - 17 -QAM .......................................................................................................................................... - 18 -OFDM ....................................................................................................................................... - 18 -3 结束语......................................................................................................................... - 18 -现代数字调制技术仿真以及性能分析引言现代数字调制技术概述随着数字通信技术的日益发展和广泛应用，数字调制技术作为这个领域中极为重要的一个方面，也得到了迅速发展。

现代数字调制技术之正交频分复用

现代数字调制技术之正交频分复用摘要：正交频分复用（OFDM ）作为多频波调制技术的代表，越来越趋于实用化。

本文通过介绍正交频分复用的基本原理，相关应用以及前景展望，来加深对OFDM 技术的了解。

关键词：正交频分复用；多载波调制技术；傅里叶变换1.正交频分复用的基本原理1.1 OFDM 调制原理正交频分复用（OFDM ）作为一种多载波传输技术，要求各子载波保持相互正交。

OFDM 在发送端的调制原理框图如图1。

N 个待发送的串行数据经过串/并变换之后得到码元周期为的N 路并行码，码型选用双极性非归零矩形脉冲，然后用N 个子载波分别对N 路并行码进行2PSK 调制，相加后得到发送信号。

信号发送波形可表示为其中，An 为第n 路并行码，为第n 路码的子载波角频率，图1 OFDM 调制原理框图为了保证N 个子载波相互正交，也就是在信道传输符号的持续时间内它们乘积的积分值为0。

由三角函数系的正交性，任意2个子载波应满足的关系为∑-==10m cos )(N n n ntAt s ωn ωnn f π2=ω因此，要求子载波频率间隔应满足OFDM 信号由N 个信号叠加而成，每个信号的频谱都是为以子载波频率为中心频率的sinc 函数。

相邻信号频谱之间有1/Ts 宽度的重叠。

OFDM 信号的频谱结构示意图如图2图2 OFDM 信号的频谱结构示意图忽略旁瓣的功率，OFDM 信号的频谱宽度为由于信道中每Ts 内传N 个并行的码元，所以码元速率所以码元频带利用率为可见，当N >>1时，FDM 频带ηs 趋近于1。

如果使用二进制符号传输，与用单个载波的串行体制相比，OFDM 利用率提高近一倍。

1.2 OFDM 的解调原理在接收端，对用频率为 (n)的正弦波在进行相关运算，可,2,1,,π0π2cos π2cos s 0s s==≠⎩⎨⎧=⎰n m n m n m dt T ntT mt T 1,2,1,1s1-==-=∆-N n T f f f nn ss s 121)1(T N T T N B +=+-=ss T N R =1s s +==N N B R η)(m t s n f []s ,0T以得到各子载波上携带的信息An(n)，然后通过并/串变换，恢复出发送的二进制数据序列。

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