信号参数估计与数字解调73页PPT
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第2章数字调制与解调
s(t) s11 (t) s22 (t) sNN (t)
把 i (t) 看成是一组N个正交、规范基函数，相当于N 维正交空间的
N个正交单位向量。于是 s(t) 就可以看成为是这个N维空间中的一个 点，它的坐标为 (s1 , s2 , , sN ) ，称这N维空间为信号空间。
2019/10/30
3 (t )
构造出一组3个正交规范波形
1 (t),2 (t),3 (t)
9
s1(t) 21(t) s2 (t) 22 (t) 3 (t) s3 (t) 22 (t) s4 (t) 21(t) 3 (t)
3
s2
s4
s1 ( 2, 0, 0), s2 (0, 2,1), s3 (0, 2, 0), s4 ( 2, 0,1)
Gram-Schmidt规范化法则
对于任何 N 个线性无关矢量 xi ,i 1, 2, , N ，可以通过如下方法
得到一组 N 个正交、规一矢量ei；
任取一个矢量，比如 x1 ，
e1 = x1 / || x1 || ；
b2 x2 ( x2 e1)e1 ， b3 x3 ( x3 e1)e1 ( x3 e2 )e2 ，
2019/10/30
7
由Gram-Schmidt正交化步骤：
可以从任何一组M个波形 si (t)，i 1, 2, , M，t 0,T 构造出一组
N个正交规范波形 1 (t),2 (t), ,N (t), N M ；
任取一个矢量，比如 s1(t) ，
1(t) = s1(t) / || s1(t) || ；
18
星座图
信号点之间的最小欧式距离d
Q
把 i (t) 看成是一组N个正交、规范基函数，相当于N 维正交空间的
N个正交单位向量。于是 s(t) 就可以看成为是这个N维空间中的一个 点，它的坐标为 (s1 , s2 , , sN ) ，称这N维空间为信号空间。
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3 (t )
构造出一组3个正交规范波形
1 (t),2 (t),3 (t)
9
s1(t) 21(t) s2 (t) 22 (t) 3 (t) s3 (t) 22 (t) s4 (t) 21(t) 3 (t)
3
s2
s4
s1 ( 2, 0, 0), s2 (0, 2,1), s3 (0, 2, 0), s4 ( 2, 0,1)
Gram-Schmidt规范化法则
对于任何 N 个线性无关矢量 xi ,i 1, 2, , N ，可以通过如下方法
得到一组 N 个正交、规一矢量ei；
任取一个矢量，比如 x1 ，
e1 = x1 / || x1 || ；
b2 x2 ( x2 e1)e1 ， b3 x3 ( x3 e1)e1 ( x3 e2 )e2 ，
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由Gram-Schmidt正交化步骤：
可以从任何一组M个波形 si (t)，i 1, 2, , M，t 0,T 构造出一组
N个正交规范波形 1 (t),2 (t), ,N (t), N M ；
任取一个矢量，比如 s1(t) ，
1(t) = s1(t) / || s1(t) || ；
18
星座图
信号点之间的最小欧式距离d
Q
信号调制解调电路教学课件PPT
• 脉冲调宽信号的波形
其中T为脉冲的周期，即载波频率的倒数。
• 二、调制方法 • 1、传感器调制 • 2、电路调制 • （1）参量调宽
• （2）电压调宽
u
u0 R4 R3 R4
ux R3 R3 R4
• 三、脉冲调制信号的解调
• 脉冲调宽信号的解调主要有两种方 式：一种是将脉宽信Uo送入一个低通 滤波器，滤波后的输出uo 与脉宽B成 正比；另一种方法是Uo用作门控信号， 只有当Uo为高电平时，时钟脉冲Cp才 能通过门电路进入计数器。这样进入 计数器的脉冲数N与脉宽B 成正比。两 种方法均具有线性特性。
• 2、微分鉴频电路
（二）、斜率鉴频---失谐回路鉴频
§3-4 调相式测量电路
• 一、调相原理 • 调相就是用调制信号x去控制高频载波
信号的相位。常用的是线性调相，即让调 相信号的相位按调制信号x的线性函数进行 变化。
调相信号us的一般表达式可写为：
us =Umcos(ct +mx)
(a)调制信号 (b)载波信号 (c)调相信号 当x<0时，us滞后于uc；当x>0时，us超前于uc
• 常用的鉴频电路有微分鉴频电路、斜率 鉴频电路和相位鉴频电路。
• （一）、微分鉴频电路
• 1、鉴频原理
• 将等幅的调频信号经过微分电路变成幅值也随 频率成比例变化的调频—调幅波。然后通过包络 检波或相敏检波电路恢复出原调制信号x。
(a)调频信号 (b)调频调幅信号
(c)调制信号x(t) 微分鉴频的过程
51Ω
0.1μF 3.3kΩ 1kΩ
us uc 0.1μF
82 3 6 10 12
0.1μF 910Ω
《信号调制解调》课件
•
SDR技术在公共安全领域的应用
•
SDR技术在智慧城市领域的应用
•
SDR技术在太空探索领域的应用
•
SDR技术在生物技术领域的应用
•
SDR技术在量子通信领域的应用
•
SDR技术在区块链领域的应用
•
SDR技术在虚拟现实领域的应用
•
SDR技术在人工智能领域的应用
未来通信系统对调制解调技术的挑战与机遇
5G技术的普及：高速、低延迟、大 容量的通信需求
数据传输领域的应用
卫星通信：实现远距离、高速率的数据传 输
无线通信：如Wi-Fi、蓝牙等，实现短距 离、低功耗的数据传输
光纤通信：实现高速、大容量的数据传输
移动通信：如4G、5G等，实现高速、大 容量、移动性的数据传输
互联网：实现全球范围内的数据传输和共 享
物联网：实现各种设备之间的数据传输和 共享
数字调制解调技术的进一步发展
5G技术的普及 和应用
6G技术的研究 和开发
卫星通信技术的 发展
量子通信技术的 研究和应用
软件定义无线电（SDR）技术的应用前景
•
软件定义无线电（SDR）技术概述
•
SDR技术在通信领域的应用
•
SDR技术在军事领域的应用
•
SDR技术在物联网领域的应用
•
SDR技术在自动驾驶领域的应用
单击此处添加副标题
信号调制解调PPT课件大
纲
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 信号调制解调概述
信号调制技术 信号解调技术 调制解调技术的应用场景 调制解调技术的发展趋势与展望
01
添加目录项标题
信号检测与估计理论-PPT
x)
x
2
2
x
6
2
例3 随机变量 X 的分布函数为
0 x0
F
(
x)
x
2
0 x 1
1 x 1
(1)求 P(0.3 X 0.7)
(2)X得密度函数
解
(1) P(0.3 X 0.7) F (0.7) F (0.3) 0.72 0.32 0.4
(2)密度函数为
f
(x)
F ( x)
,简bx记 为
。
b
3 条件平均代价
利用概率论中得贝叶斯公式
p ,x p | xpx
26
平均代价C 可表示为
C
p
x
c
p
|
x
d
dx
式中, p | 就x 是后验概率密度函数。
由于 px与内积分都就是非负得,所以,使 C最小,等
价为使条件平均代价
C
|
x
c
p
|
x
d
最小,左边表示条件平均代价。
取 p | x 得自然对数,等价得估计量构造公式为
35
ln p | x
| 0
map
5.2.18
称为最大后验方程。利用 p | x px | p px,则有估
计量构造公式
ln p x | ln p
| 0
map
5.2.19
以上三个构造公式就是等价得,但(5、2、19)就是最方 便得。
为
mse
x
def
mse
。
为求得使 C | x 最小得估计量
mse
,令
28
Байду номын сангаас
现代数字调制解调技术 PPT
f1
1 fc 4TS
N m 1 1
4 Ts
f2
fc
1 4Ts
N
m 1 1 4 Ts
由此可得频率间隔为
f
f2
f1
1 2TS
MSK信号的调制指数为
(9.2-10) (9.2-11) (9.2-12)
1 2TS
1 2TS
TS
由附加相位函数θk(t)的表示式(9.2 - 2)可以看出， θk(t)是一
直是线分方段程线，性ak其的t 斜相率位为函数。π2因，aTks 此t截，距M为SφKk。的由整于个a相k的位取路值径为是±由1间，隔故
为Ts的一系2TS列直线段所连成的折线。在任一个码元期间Ts，若
ak=+1，则θk(t)
n
An g(t nTs ) sinn sinct
n
令
Xn=An cosφn Yn=Ansinφn
(9.1-2)
则式(9.1-2)变为
sMQAM(t) X ng(t nTs ) cosct Yn g(t nTs )]sinct
由图 9-9 可以看出，与2PSK相比，MSK信号的功率谱更 加紧凑，其第一个零点出现在0.75/Ts处，而2PSK的第一个零 点出现在1/Ts处。这表明，MSK信号功率谱的主瓣所占的频 带宽度比2PSK信号的窄；当(f-fc)→∞时，MSK的功率谱以(f-fc) －4的速率衰减，它要比2PSK的衰减速率快得多，因此对邻道 的干扰也较小。
第第9章现代数字调制解调技术91正交振幅调制qam92最小移频键控msk93高斯最小移频键控gmsk94dqpsk调制95ofdm调制96数字化接收技术4911mqam调制原理正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输
信号参数估计与数字解调
Matlab产生MQAM信号一般步骤
1：h = modem.qammod(M) ；
2：msg = randint(N,1,[0 M-1])；
3：signal = modulate(h,msg);
4：signal_pluse = rectpulse(signal,Nsamp);
5：signal_noise = awgn(signal_pluse,SNR_dB,'measured'); M——进制 Nsamp——每符号采样点数 N——符号数量 SNR_dB——信噪比
14
MQAM信号的星座图
signal_pluse = rcosflt(signal,1,Nsamp,'fir/sqrt',r,delay); 均方升余弦成型参数 r——滚降系数（0－1） delay—— 时延
用Matlab查看星座图：
scatterplot(signal_noise);
15
MQAM信号的星座图
signal = complex((real(signal+M-1)/2,imag(signal));
25
MASK信号产生
第二种方法一般步骤
1：Constellation = 0:M-1; 2：h = modem.genqammod('Constellation',Constellation); 3：msg = randint(N,1,[0 M-1]); 4：signal = modulate(h, msg); 5：signal_pluse = rectpulse(signal,Nsamp); 6：signal_noise = awgn(signal_pluse,SNR_dB,'measured'); M——进制 N——符号数量
1：h = modem.qammod(M) ；
2：msg = randint(N,1,[0 M-1])；
3：signal = modulate(h,msg);
4：signal_pluse = rectpulse(signal,Nsamp);
5：signal_noise = awgn(signal_pluse,SNR_dB,'measured'); M——进制 Nsamp——每符号采样点数 N——符号数量 SNR_dB——信噪比
14
MQAM信号的星座图
signal_pluse = rcosflt(signal,1,Nsamp,'fir/sqrt',r,delay); 均方升余弦成型参数 r——滚降系数（0－1） delay—— 时延
用Matlab查看星座图：
scatterplot(signal_noise);
15
MQAM信号的星座图
signal = complex((real(signal+M-1)/2,imag(signal));
25
MASK信号产生
第二种方法一般步骤
1：Constellation = 0:M-1; 2：h = modem.genqammod('Constellation',Constellation); 3：msg = randint(N,1,[0 M-1]); 4：signal = modulate(h, msg); 5：signal_pluse = rectpulse(signal,Nsamp); 6：signal_noise = awgn(signal_pluse,SNR_dB,'measured'); M——进制 N——符号数量
信号调制解调
频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波 器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后 输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路 与滤波器的结构和参数不同。
信号调制解调
us=UxmcosΩt cosωct
Uo Us cosct Uxm cost cos2 ct 12Uxmcost 12Uxmcostcos2ct 12Uxmcost 14Uxm[cos(2c )t cos(2c )t]
（三）电路调制
1、乘法器调制
Kxy
ux x
uc y
uo
a)原理图
MC1496
1kΩ
+12V 1kΩ
51Ω
0.11μkΩF 3.3kΩ 3.3kΩ
uc ux 20μF
0.1μF
82 3 6 11M0C149612 4 14 5
uo 0.1μF
750Ω 750Ω1kΩ1kΩ 20μF
680kΩ
47kΩ
-8V
us=usmcosωct
ωct
i
i
Usm
ωct uo
0 0
ube 0 θ Ic
θ
us=usmcosωct
Usm
t icmax
ωct
0 a)二极管
t
ωct
信号调制解调
b)晶体管
第二节 调幅式测量电路
（二）精密检波电路
为什么要采用精密检波电路？ 二极管VD和晶体管V都有一定死区电压，即二极
管的正向压降、晶体管的发射结电压超过一定 值时才导通，它们的特性也是一根曲线。二极 管VD和晶体管V的特性偏离理想特性会给检波 带来误差。为了提高检波精度，常需采用精密 检波电路，它又称为线性检波电路。
信号调制解调
us=UxmcosΩt cosωct
Uo Us cosct Uxm cost cos2 ct 12Uxmcost 12Uxmcostcos2ct 12Uxmcost 14Uxm[cos(2c )t cos(2c )t]
（三）电路调制
1、乘法器调制
Kxy
ux x
uc y
uo
a)原理图
MC1496
1kΩ
+12V 1kΩ
51Ω
0.11μkΩF 3.3kΩ 3.3kΩ
uc ux 20μF
0.1μF
82 3 6 11M0C149612 4 14 5
uo 0.1μF
750Ω 750Ω1kΩ1kΩ 20μF
680kΩ
47kΩ
-8V
us=usmcosωct
ωct
i
i
Usm
ωct uo
0 0
ube 0 θ Ic
θ
us=usmcosωct
Usm
t icmax
ωct
0 a)二极管
t
ωct
信号调制解调
b)晶体管
第二节 调幅式测量电路
（二）精密检波电路
为什么要采用精密检波电路？ 二极管VD和晶体管V都有一定死区电压，即二极
管的正向压降、晶体管的发射结电压超过一定 值时才导通，它们的特性也是一根曲线。二极 管VD和晶体管V的特性偏离理想特性会给检波 带来误差。为了提高检波精度，常需采用精密 检波电路，它又称为线性检波电路。
信号调制解调 ppt课件
b) 实用电路
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
2、开关电路调制
V1
ux
O
V2
t
ux
uo
Uc
O
t
Uc Uc
uOo
t
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
3、信号相加调制
T1 +
调
ux
VD1 i1 T3
制 信
-RP + uc -
号
+
T2
i3
+ RL
uo
ux -
载波信号 VD2 i2
_
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
2、通过交流供电实现调制
如，电阻式传感器、电感式传感器和电容式传感
器。
R1 R3 R2 R4
R1
R2
F
Uo
R4
R3
U
应变式传感器输出信号的调制
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
3、用机械或光学的方法实现调制
4
5
67
3
2
θθ Ψ
1
信号调制解调
第二节 调幅式测量电路
信号调制解调
第一节 调制解调的功用与类型
5、什么是调制信号、载波信号、已调信号？ 调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征
由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信 号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信 号。
用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频 率、相位的信号称为调制信号。
在测控系统中，通常就用测量信号作调制信 号。经过调制的载波信号叫已调信号。
t
R1
信号的调幅与解调演示文稿
载频 上边频
下边频
第15页，共73页。
例题一
已知：
uAM (t) 10(1 0.5cos 2 100t) cos 2 1000t uAM (t) 12(1 0.4cos 2 3103t) cos 2 106 t
画出它们的频谱图。
第16页，共73页。
例题二
已知频谱图，写出表达式。
u
10v
uo =K ux uy
集成模拟相乘器是实现频率变换的重要部件。差分 电路是模拟相乘器的基本电路单元，通用型的集成 模拟相乘器的实用电路一般采用双差分电路，外加 一个补偿网络以扩大输入信号的动态范围，例如 BG314。
第32页，共73页。
差分电路是模拟相乘器的基本电路单元
第33页，共73页。
实用模拟集成相乘器举例：BG314内部电路
第43页，共73页。
滤波法：
下边带
上边带
带通滤波器的带宽要大于或等于调制信号的带宽。
难点：边带能否滤干净
第44页，共73页。
移相法：
难点：精确地移相90°
第45页，共73页。
单边带信号的主要特点：
(a)节省发射机的发射功率。
(b)单边带已调信号的频谱宽度被压缩一半, 带宽利用率高。 (c)双边带调制信号的包络已不再反映调制
4v
4v
0 95 100 105
f（kHz）
第17页，共73页。
复杂调制信号调幅的频谱
调幅波的频带宽度为： BW=2Fn
下边带
上边带
调制过程为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的频谱 不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制 。调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
第18页，共73页。
通信系统基础 第7章 数字信号的调制与解调
经低通滤波器滤出项，去掉输出中的二次谐波， 恢复基带信号。
第7章 数字信号的调制与解调
7.2 移相键控 7.2.1 二相绝对移相键控（2PSK） 1. 规则：
移相只改变载波信号的相位， 即对应不同的基带码载波起始 相位不同。载波起始相位与基带码的关系是： 载波 0 相位对应基带信号的“1”码； "1" 00 载波 π 相位对应基带信号的“0”码。
n1 与 45 0 相加，其它类推。如下表 制码的相位
和图 7.38 所示。
7.1
第7章 数字信号的调制与解调
7.2.4 四相相对相移键控（4DPSK）
表 7.1 载波相位与四进制码元对应关系
AB 11 01 00 10
n
n 450 n 1
n 135 0 n1
n 225 0 n1 n 315 0 n1
第7章 数字信号的调制与解调
7.2.4 四相相对相移键控（4DPSK）
图 7.38 4DPSK 矢量图
第7章 数字信号的调制与解调
7.2.4 四相相对相移键控（4DPSK）
根据规则，例如画出 4DPSK 的波形图如图 7.39。
第7章 数字信号的调制与解调
7.2.4 四相相对相移键控（4DPSK）
4DPSK 产生框图 如图 7.40 所示是 体系的。
2
A
单双极性 码变换
C
调制器
4
S(t)
串 并 转 换
cos c t
相加
4
4DPSK
B
单双极性 码变换
D
调制器
第7章 数字信号的调制与解调
7.2.4 四相相对相移键控（4DPSK）
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为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特