数字频带传输系统
数字频带传输系统实验报告(通信原理)
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号： 姓名：实验五：数字频带传输系统实验 一、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号t f A c π2cos ，则2ASK ：()()cos 2T n s c n s t a g t nT A f t π⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 0 1st g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=nsnnT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当0=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他0T t 0 1s t g ，12f f h -=为频偏。
二进制数字频带传输系统设计
目录1技术规定.................................................. 错误!未定义书签。
2基本原理.................................................. 错误!未定义书签。
2.1 2ASK定义............................................ 错误!未定义书签。
2.2 2ASK旳调制.......................................... 错误!未定义书签。
2.3 2ASK旳解调.......................................... 错误!未定义书签。
2.4 2ASK功率谱密度...................................... 错误!未定义书签。
2.5 眼图................................................ 错误!未定义书签。
3 建立模型描述.............................................. 错误!未定义书签。
3.1 SystemView方案...................................... 错误!未定义书签。
3.2 Simulink方案........................................ 错误!未定义书签。
4 功能模块分析或源程序代码.................................. 错误!未定义书签。
4.1 SystemView功能模块分析.............................. 错误!未定义书签。
4.2 Simulink功能模块分析................................ 错误!未定义书签。
第9章数字频带传输系统
2ASK解调方法有相干解调和非相干解调两种。
第9章数字频带传输系统
图9.3 2ASK信号产生方框图
s(t)
s2ASK(t) cosct
cosct
开关 s2ASK(t)
s(t)
(a)直接法
(b)键控法
第9章数字频带传输系统
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.3.1 2FSK信号及其功率谱 9.3.2 2FSK调制和解调
第9章 数字频带传输系统
9.1 概 述
9.2 二进制幅移键控(2ASK)
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.4 二进制相移键控(2PSK和2DPSK)
9.5 多进制数字调制系统 9.6 数字频带传输系统比较
第9章数字频带传输系统
9.1 概 述
数字频带传输系统是发端含有调制，收端 含有解调的数字通信系统。数字调制是用数字 基带信号改变高频载波的参数，实现基带信号 变换为频带信号的过程，此过程中信号频谱由 原来的低频信号搬移到高频段。数字解调是把 数字频带信号恢复成原来数字基带信号的过程， 此信号中的频谱由高频段恢复到原来的基带信 号的低频段。
第9章数字频带传输系统
9.3.1 2FSK信号及其功率谱
2FSK信号是用二进制数字基带信号控制高 频载波频率产生已调信号，具体地说，当 2FSK信号频率为f1时，代表基带信号“1”码， 2FSK信号频率为f2时，代表基带信号“0”码。 其波形如 图9.5所示。
第9章数字频带传输系统
图9.5 2FSK信号波形图
9.2.2 2ASK调制系统
1. 2ASK调制
2ASK调制方法有两种，如 图9.3 所示。一种
是通过乘法器让s(t)与载波cos相乘，这种方法是
数字频带传输系统
依然适用于对数字信号的处理。用数字基带信号对载波进
行调制，把数字基带信号的频谱搬移到较高的载波频率上，
这种信号处理方式称为数字调制，相应的传输方式称为数
字信号的频带传输。
•
频带传输是一种采用调制、解调技术的传输形式。数
字频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟
信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带
信号。调制是通过以改变高频载波的幅度、相位或频率，
使其随着基带信号的变化而变化来实现的；而解调则是将
基带信号从载波中提取出来的逆变换过程。
•
一般而言，数字调制技术可分为两种类型：一是利用
模拟方法去实现数字调制，也就是把数字基带信号当作模
拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值
Байду номын сангаас
特点键控载波，从而实现数字调制。第二种技术通常称为
频率或相位，形成数字调制信号，并送至信道。在信道中
传输的还有各种干扰。接收滤波器把叠加在干扰和噪声中
的有用信号提取出来，并经过相应的解调器，恢复出数字
基带信号s（t）或数字序列。
•
在第一代蜂窝移动通信系统中采用的是模拟调频
（FM）传输模拟语音，但其信令系统却是数字的，采用
2FSK数字调制技术。第二代数字蜂窝移动通信系统，传
信号参量可能有M（M＞2）种取值。一般而言，在码元速
率一定的情况下，M取值越大，则信息传输速率越高，但
其抗干扰性能也越差。
•
在实际应用中，根据已调信号的结构形式又可分为线
性调制和非线性调制两种。在线性调制中，已调信号表示
为基带信号与载波信号的乘积，已调信号的频谱结构和基
带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置。主
通信原理第6章数字频带传输系统-简
影响因素
误码率受到多种因素的影 响，包括信噪比、信号功 率、信道特性等。
降低方法
为了降低误码率，可以采 用差错控制编码、信道优 化、提高信号功率等方法。
频带利用率
频带利用率
是指数字频带传输系统在单位频 带内的数据传输速率，是衡量数 字频带传输系统性能的重要指标
之一。
影响因素
频带利用率受到多种因素的影响， 包括信号调制方式、信道带宽、数 据传输速率等。
提高信号的抗干扰能力，减少信号失真和畸变，提高通信系统的性 能。
频谱效率优化
频谱效率优化
01
通过提高频谱利用效率和降低频谱占用率，实现通信系统的节
能和高效运行。
频谱效率优化方法
02
采用高效调制技术、频谱压缩技术、频谱共享技术等，提高频
谱利用效率。
频谱效率优化的优势
03
降低通信系统的能耗和成本，提高通信系统的容量和覆盖范围，
有线电视网络
移动通信网络
利用数字频带传输系统，实现高质量的视 频传输和交互式电视服务。
利用数字频带传输系统，实现手机、平板 电脑等移动终端的高速数据传输和语音通 话。
02
数字频带传输系统的基本 原理
数字信号的调制和解调
数字信号的调制
将数字信号转换为适合在信道中 传输的信号形式，常用的调制方 式有振幅键控、频率键控和相位 键控等。
数字信号的频谱特性
数字信号的频谱
数字信号的频谱由离散谱和连续谱两部分组成，离散谱对应于信号的频率分量， 连续谱对应于信号的过渡频率分量。
数字信号的功率谱密度
描述数字信号能量在各频率分量上的分布情况，是评估数字信号频带利用率的 重要参数。
03
数字频带传输系统的性能 指标
数字频带传输系统
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求
01
02
03
04
容易辐射
实现频率分配
实现多路复用
05
减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
概述：调制在通信系统中的作用
概述：调制的基本特征和分类
调制器
m (t )
QAM（Quadrature-Amplitude Modulation）
4
M进制振幅键控
5
最小频移键控
1
MSK（Minimum Shift Keying）
2
正交振幅调制
3
MASK（M-ary Amplitude Shift Keying）
6
其他数字调制系统
5 多进制数字调制系统
4 二进制数字调制系统的抗噪声性能
2FSK信号的一般原理与调制方法
时域表示及波形 数字频率调制又称频率键控，记作FSK（ Frequency shift-keying ），二进制频率键控记作2FSK。
01
03
02
7.2 二进制数字频率键控
它相当于载波在两种不同频率之间进行切换，故称频移键控 (FSK ——Frequency Shift－Keying)。
用载波的两种相位（0和π）去对应基带信号的“0” 与 “1”两种码元。因此二元数字调相就是让载波在两种相位间切换，故称相移键控。
数字相位调制又称相移键控，记作PSK（ Phase shift-keying ），二进制相位键控记作2PSK。
一、2PSK信号一般原理与调制方法
7.3 二进制数字相位键控
数字带通传输系统的最高频带利用率
数字带通传输系统的最高频带利用率
数字带通传输系统的最高带宽利用率
1. 什么是数字带通传输系统？
数字带通传输系统是一种高效率的数字信号传输技术，它主要是将信
号从一个频率转换到另一个频率，以加强系统的带宽，同时提高信号
回收的效率。
通常，它会使用有损或无损的数字压缩技术，以节省带宽，在高速通信中使用。
2. 数字带通传输系统的最高带宽利用率是怎样的？
数字带通传输系统的最高带宽利用率取决于传输线路、传输器宽度和
信号传输质量。
通常，数字带通传输系统可以获得高达90％以上的带
宽利用率。
该技术可以实现有效的、容量丰富的信号传输，并最大限
度地实现稳定的带宽保证。
3. 提高数字带通传输系统的带宽利用率
（1）使用高级压缩技术：使用压缩技术，可以获得更高的带宽利用率，因为这种技术可以有效地压缩原始信号，从而节省传输带宽。
（2）采用较低频带：较低的频带可以提高系统的传输速度，从而提高带宽利用率。
（3）使用动态调制/解调器：使用这种技术可以根据特定信道中的信号情况进行有效的频率调节，以最大限度地提高带宽利用率。
（4）消除线路噪声：减少线路噪声可以改善信号传输的质量，因而增强带宽利用率。
（5）建立带宽调节计划：建立带宽调节系统可以根据网络的实际情况动态调整带宽，以获得最佳的带宽利用率。
总之，通过采用可提高带宽利用率的传输技术，可以帮助企业有效地利用带宽资源，从而实现快速、高效率的通信。
通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。
数字频带传输系统资料课件
码分多路复用
码分多路复用器利用不同的编码 方式对信号进行调制，从而实现
同时传输和相互不干扰。
信号处理技术的选择和应用场景
根据传输距离和环境选择信号处理技术
01
在长距离传输或复杂环境中，需要选择适合的信号处理技术来
保证信号的质量和稳定性。
根据业务类型选择信号处理技术
Байду номын сангаас
02
不同的业务类型对信号处理的要求不同，需要根据实际情况选
协同通信
协同通信技术可以利用多个节点的协作来提高通信性能，降 低干扰，增强系统可靠性。在数字频带传输系统中，协同通 信技术是实现高效无线通信的关键。
多模态信号处理和跨层优化
多模态信号处理
多模态信号处理技术可以针对不同传输环境和应用需求，选择合适的信号处理模 式，以实现最佳的传输性能。
跨层优化
跨层优化技术可以将物理层、链路层、网络层等多个层次进行协同优化，以实现 系统整体性能的最优。在数字频带传输系统中，跨层优化技术可以提高频谱利用 率和数据传输速率。
在实际应用中，线性分组码通常用于要求较低的数字通信系统，如低速数据传输和数字电话等；循环 码和卷积码则广泛应用于高速数据传输和无线通信系统等领域。同时，针对不同的应用场景，还可以 对编码技术进行优化和改进，以满足特定的性能要求。
04
数字频带传输系统的信号 处理技术
滤波器
01
02
03
信号滤波
通过滤波器对信号进行滤 波，以去除噪声和干扰， 提高信号质量。
自适应均衡器
自适应均衡器能够自动调 整自身的参数，以适应信 道的改变，从而保持良好 的传输性能。
多路复用器
时分多路复用
时分多路复用器将时间划分为多 个小段，然后将不同的信号调制 到不同的频带上，实现同时传输
数字信号的频带传输
此时，误比特率近似等于
02
若P(s1)=P(s2)，且 ，经近似可得最佳判决门限
01
非相干解调
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
6.2.2 二进制移频键控（2FSK）
相位关系：
相位不连续
01
03
02
04
05
06
6.2.2 二进制移频键控（2FSK） 相位不连续的2FSK 产生框图 数字电子开关，选择两个载波信号（这里b(t)为矩形波） 数学表达式
数字信号频带传输系统
基带传输的基本理论同样适用于频带传输
6.1 引言
数字调制
壹
贰
数字信号通过正弦载波调制成频带信号
叁
数字信号控制正弦载波的某个参量
肆
键控信号：对载波参量的离散调制
伍
数字调制的分类
6.1 引言
所调制的载波参量
1
振幅键控（ASK），频率键控（FSK），相位键控（PSK），正交幅度调制（QAM）
04
对时钟要求不高
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
具有低通滤波器的相干解调（a.宽带和加性白噪下的相干解调）
抽样后的信号为
nc为高斯变量，均值方差已知，可知y分布
用5.3中一样的方法，得到最佳判决门限为
01
02
03
04
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
具有低通滤波器的相干解调（a.宽带和加性白噪下的相干解调） 计算误比特率（SNR与Eb/N0的关系）
06
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
6.2.1 二进制启闭键控（OOK）
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统是一种基于数字信号传输的通信技术，目前已广泛应用于数据传输、视频传输、音频传输等领域。
在数字带通传输系统中，频带利用率是一个非常重要的指标，它反映了数字信号在频带上的利用效率。
频带利用率是指在一定的频带宽度内，数字信号所占用的比例。
在数字带通传输系统中，数字信号通常采用调制的方式进行传输，不同的调制方式对频带利用率有不同的影响。
例如，QPSK调制方式下的频带利用率是50%，16QAM调制方式下的频带利用率是64%，64QAM调制方式下的频带利用率是76%。
除了调制方式外，数字带通传输系统的频带利用率还受到其他因素的影响，如信噪比、码率等。
当信噪比较低时，数字信号的误码率较高，频带利用率也会受到影响；当码率较高时，数字信号所占用的频带宽度也会增加，频带利用率也会相应地减少。
为了提高数字带通传输系统的频带利用率，可以采用多种技术手段，如信道编码、调制方式的选择、功率控制等。
通过这些手段，可以在不增加带宽的情况下提高数字信号的传输效率，从而提高数字带通传输系统的频带利用率。
- 1 -。
第五章 数字信号的频带传输
4、数字信号的载波调制的分类
（1）幅度键控（ASK） （Amplitude-Shift Keying） 用正弦波的幅度来传递信号。 （2）频移键控（FSK） （ Frequency-Shift Keying ）
用正弦波的频率来传递信号。 （3）相移键控（PSK） （ Phase-Shift Keying ） 用正弦波的相位来传递信号。 也可分为： (1)线性调制（如ASK） (2)非线性调制（如FSK，PSK）
1
0
1
1
0
y(t )
1
0
1
1
0
cos （ ct ）
cos ct
载波
z(t ) x(t )
cp
输出
正常工作波形图
反向工作波形图
29
结论：在2PSK中存在“倒π”现象或“反相工作”现 象 ，所谓“倒π”现象是指当本地载波相位不确定 性造成解调后的数字信号可能极性完全相反，形成 “1”和“0”的倒置的现象。
开关电路 K
s2 FSK (t )
载波
~f2
s(t)
17
三、解调方法
2FSK信号常用的解调方法有包络检波 法和相干检测法、过零点检测法等。 1、包络检波法
输入 带通滤 波器(f1) 包络 检波器 抽样 判决器 带通滤 波器(f2) 包络 检波器 输出
18
1
0
0
1
1
0
s2 FSK (t )
f1
带通滤波器f1
低通 滤波器
抽样 判决器
数据输出
非相干（差分）解调器框图
37
a
b
c
d
e
0
1
1
1
通信原理第7章数字频带传输系统
1 若P = 2 Ps ( f
Ps ( f )
)
Ts 1 2 Sa (π fTs ) + δ ( f 4 4
)
0
1 Ts
2 Ts
3 Ts
f
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
西安电子科技大学 通信工程学院
（2）相干解调法
BPF
e2 FSK ( t ) a
ω1
b
× ×
c
LPF
d
抽判
BPF
ω2
e
cos ω1t cos ω2t
h
f
LPF
g
注：频差要足够大
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
e2 ASK ( t ) = s ( t ) cos ωc t
原理框图和波形 误码性能
传输带宽 频带利用率
相干和非相干
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
= s (t )
∑ a g ( t − nT )
n s n
单极性不归零
1
Ts
P 0, an = 1, 1 − P
1, 0 ≤ t ≤ Ts g (t ) = 其它 0,
t t t t
= s1 ( t )
a n g ( t − nTs ) ∑ 相位不一定连续 n
0, = n1t s ( t ) cosa ω 1,
数字频带传输系统资料
| fs[PG1(mfs ) (1 P)G2 (mfs )] |2 ( f mfs ) m
对单极性波：g1(t) 0 g2(t) g(t)
G1( f ) 0
G2( f ) G( f ) F[g(t)]
Ps ( f
)
fs P(1 P) | G( f ) |2
2 s
16
| G(0) |2
[ (
f
fc) (
f
fc )]
G(0) Ts
PE (
f
)
Ts {sa2[ (
16
f
fc )Ts ]
sa2[ (
f
fc )Ts ]}
1 [ (
16
f
fc) ( Ps ( f
f )
fc )]
Bs fs
2 fs fs 0 fs 2 fs 3 fs f
lim [ST
T
( c )]2
T
1 4
lim [ST
T
( c )]2
T
1 PE ( f ) 4 [Ps ( f fc ) Ps ( f fc )]
只要求出基带信号的功率谱密度，键控信号的功率 谱密度随之确定。
Ps ( f ) PE ( f )
Ps ( f ) fs P(1 P) | G1( f ) G2 ( f ) |2
P)2
| G(0) |2
(
f
)
Ps (
f
)
fsP(1 P) | G(
f
) |2
f
《数字频带传输系统》课件
低功耗设计
总结词
随着环保意识的增强和能源消耗的关注，低功耗设计已成为数字频带传输系统的关键技 术趋势。
详细描述
通过优化系统架构、采用低功耗器件和节能技术，数字频带传输系统能够在保证性能的 前提下降低功耗，减少对环境的影响，并降低运营成本。
智能化与自动化
总结词
智能化与自动化是数字频带传输系统未来发展的重要 方向，能够提高系统的自动化程度和智能水平。
详细描述
通过引入人工智能和机器学习技术，数字频带传输系 统能够实现自适应信号处理、智能调度和故障诊断等 功能，提高系统的可靠性和运维效率。同时，自动化 技术能够减少人工干预，降低运营成本，并提高系统 的响应速度和灵活性。
THANKS
感谢观看
03
优化方法
为了提高传输速率，可以采用高效的调制技术、信道编码技术、信号处
理技术等手段。同时，可以通过优化系统参数、改善信道环境等方式来
提高传输速率。
误码率
误码率
指数字频带传输系统在传输过程中出现错误的二进制位数与总传输二进制位数之比，通常 以比特误差率（bit error rate, BER）表示。误码率是评价数字频带传输系统性能的重要 指标之一，它反映了系统传输信息的可靠性。
04
CATALOGUE
数字频带传输系统的性能指标
传输速率
01 02
传输速率
指数字频带传输系统在单位时间内传输的二进制位数，通常以比特率（ bit/s）表示。传输速率是评价数字频带传输系统性能的重要指标之一， 它决定了系统传输信息的快慢。
影响因素
传输速率受到多种因素的影响，包括信道带宽、信噪比、调制方式等。 在信道带宽受限的情况下，提高传输速率可能导致误码率的增加。
数字频带传输系统研究
石家庄铁道大学四方学院毕业设计数字频带传输系统研究Research of Digital Frequency TransmissionSystem毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要本文主要研究数字频带传输系统基本原理，包括二进制和多进制数字调制和解调原理，然后对调制和解调原理进行仿真，并对结果进行分析。
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base=round(rand(1,10)); g1=base; g2=~base; g1t=(ones(1,2000))'*g1; ga=g1t(:)'; g2t=(ones(1,2000))'*g2; gb=g2t(:)';
1 0.5
幅度
0 -0.5 -1
0
1
2
3
4
5 fsk2信 号 波 形
Figure & Code
F=200; fc=800; Tc=1/fc; Q=fc/F; %数字信号的带宽 %正弦载波信号的频率 %正弦载波信号的周期 %频率比
M=500; %一个正弦周期内的采样点数 t=0:Tc/M:Q/F; %单码元周期时间 carry_cyc=cos(2*pi*fc*t); %单码元周期内的载波信号
Figure & Code
ask_mul_coh=ask.*carry; %已调信号与相干载波相乘 time=0:Tc/M:(length(ask)/M)*Tc; time=time(1:end-1); %时间
%获得 Butterworth 模拟低通原型滤波器的阶数及3dB 截止频率 [Ord,omega_c]=buttord(4*pi*fc*0.6,4*pi*fc*0.8,2,30,'s'); %原型滤波器向实际滤波器转换，获得滤波器的分子，分母系数 [num,den]=butter(Ord,omega_c,'s'); h=tf(num,den); %获得滤波器传递函数滤 x=lsim(h,ask_mul_coh,time); %运用模拟滤波器对信号进行滤波
2FSK调制解调
调制原理
2FSK信号：
2FSK调制解调
2fsk 信 号 波 形 1 0.5
幅度
Figure & Code
fs=2000; dt=1/fs; f1=50; f2=150;
0 1 2 3 4 5 fsk1信 号 波 形 6 7 8 9 10
%采样频率、周期 %两个信号的频率 %产生原始数字随机信号 %将原始数字信号反转与g1反向 %进行抽样 %将数字序列变成列向量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2FSK调制解调
带通滤波器? 1 e(t) 包络检波器 定时脉冲 带通滤波器? 2 包络检波器 非相干解调
解调原理
抽样判决器 OUT
带通滤波器? 1 e(t)
相乘器 cosω 1 t
低通滤波器 OUT
定时脉冲 cosω 2 t 带通滤波器? 2 相乘器 低通滤波器
抽样判决器
相干解调
6
7
8
9
10
1 0.5
幅度
t=0:dt:10-dt; fsk1=ga.*cos(2*pi*f1.*t); fsk2=gb.*cos(2*pi*f2.*t); fsk=fsk1+fsk2; %得到频率为f1的fsk1已调信号 %得到频率为f2的fsk2已调信号 %已产生2FSK信号
0 -0.5 -1
0
0 -1 -2
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1
2
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4
5 t 经 过 带 通 滤 波 器 f1后 的 波 形
6
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2 1
幅度
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1
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5 经 过 带 通 滤 波 器 f2后 的 波 形6来自789
10
2 1
幅度
0 -1 -2
0
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5 t
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9
10
2FSK调制解调
经 过 相 乘 器 h1后 的 波 形 1.4 1.2 1 0.8 1.4 1.2 1 0.8
数字频带传输系统
——基于MATLAB仿真
基带信号 输入
调制器
信道
解调器
基带信号 输出
噪声源
数字调制系统的基本结构
2ASK调制解调
二进制符号序列：
调制原理
其中，
2ASK信号：
2ASK信号产生方法
2ASK调制解调
数字信号 1 0.5 0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 经 过 2ASK调 制 后 的 波 形 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 载波波形
m=randint(1,10);
dsig=kron(m,ones(size(carry_cyc))); carry=kron(ones(size(m)),carry_cyc); ask=kron(m,carry_cyc);
%基带序列
%数字信号 %载波信号
%已调信号
2ASK调制解调
2ASK In 带通滤波器 全波整流器 低通滤波器
th=0.25; %抽样判决的阈值设置 %抽样判决点的选取 t_judge=(0:length(m)1)*length(carry_cyc)+round(length(carry_cyc)/2); y=(x(t_judge))'; %抽样判决时刻时的信号值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th); %抽样判决信号值的0 阶保持 %抽样判决后的数字信号波形 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry_cyc))); n_tau=time+0.5/F; %抽样判决后的信号对应的时间
幅度
0.2 0.1 0 -0.1
幅度
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.2 0.1 0 -0.1
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2FSK调制解调
经过抽样判决器后解调出的波形 1.2 1 0.8
Figure
幅度
0.6 0.4 0.2 0
0
1
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10
原始数字序列的波形
1 0.8
幅度
0.6 0.4 0.2 0
2FSK调制解调
经 过 信 道 后 的 2fsk 波 形 2 1
幅度的大小
Figure & Code
sn=awgn(fsk,30); %产生的随机噪声 %设置带通滤波器的参数 b1=fir1(101,[45/1000 55/1000]); b2=fir1(101,[145/1000 155/1000]); %经过带通滤波器后的信号 H1=filter(b1,1,sn); H2=filter(b2,1,sn); %相干载波相乘的信号 sw1=H1.*H1; sw2=H2.*H2; %设置低通滤波器的参数 bn1=fir1(101,[2/1000 55/1000]); bn2=fir1(101,[2/1000 155/1000]); %滤波 st1=filter(bn1,1,sw1); st2=filter(bn2,1,sw2); %抽样判决 st=zeros(1,t); for i=1:length(t) if(st1(i)>=st2(i)) st(i)=1; else st(i)=0; end end
二进制数字调制系统误码率公式表
抗噪声性能的比较
二进制数字调制系统的解调性能
0.4
M Figure
0.35
2ASK非相干解调 2ASK相干解调 2FSK非相干解调 2FSK相干解调
0.3
0.25
Pe
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Eb/N0(dB)
2016.12
解调原理
2ASK Out 抽样判决器 定时脉冲 非相干解调方式
2ASK In
2ASK Out 带通滤波器 相乘器 相干载波 相干解调方式 低通滤波器 抽样判决器
定时脉冲
2ASK调制解调
信号相乘后的波形 1 0.5 0 0 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 0 1 0.5 0 0.02 1 0.5 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 原 始 信 号 波 形 与 2ASK 解 调 后 的 信 号 作 对 比 0.18 0.2 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 抽样判决后的数字信号波形 0.16 0.18 0.2 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 滤波后的波形 0.14 0.16 0.18 0.2
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5 t
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10
抗噪声性能的比较
M Code
%% 2ASK/2FSK解调误码率 snr=1:0.1:100; %信噪比 DBsnr=10*log10(snr); %ASK Peno_Ask=0.5*exp(-snr/4); %非相干解调 Pehe_Ask=0.5*erfc(sqrt(snr)/2); %相干解调 %FSK Peno_Fsk=0.5*exp(-snr/2); %非相干解调 Pehe_Fsk=0.5*erfc(sqrt((snr)/2)); %相干解调 %归一化信噪比E/N