当前位置:文档之家› 第六章 正弦载波数字调制系统_2009

第六章 正弦载波数字调制系统_2009

正弦脉宽调制控制

为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波,使电动机的输出转矩平稳,从而获得优秀的工作性能,现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成,采用脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制的,只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。应用最早而且作为pwm控制基础的是正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, 简称spwm)。 图3-1 与正弦波等效的等宽不等幅矩形脉冲波序列 3.1 正弦脉宽调制原理 一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的,因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波,如图3-1所示。图中,在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12),如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等,则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积,也即有等效的作用。为了提高等效的精度,矩形波的个数越多越好,显然,矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。 在通用变频器采用的交-直-交变频装置中,前级整流器是不可控的,给逆变器供电的是直流电源,其幅值恒定。从这点出发,设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代(见图3-2),只要每个脉冲波的面积都相等,也应该能实现与正弦波等效的功能,称作正弦脉宽调制(spwm)波形。例如,把正弦半波分作n等分(在图3-2中,n=9),把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替,矩形脉冲的幅值不变,各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合,这样就形成spwm波形。同样,正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm 波形称作单极式spwm。

数字信号载波调制实验

数字信号载波调制实验指导书 数字信号载波调制实验 一、实验目的 1、运用MATLAB 软件工具仿真数字信号的载波传输.研究数字信号载波调制ASK 、FSK 、PSK 在不同调制参数下的信号变化及频谱。 2,研究频移键控的两种解调方式;相干解调与非相干解调。 3、了解高斯白噪声方差对系统的影响。 4、了解伪随机序列的产生,扰码及解扰工作原理。 二、实验原理 数字信号载波调制有三种基本的调制方式:幅度键控(ASK ),频移键控(FSK )和相移键控(PSK )。它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位,得到数字带通信号。在接收端运用相干或非相干解调方式,进行解调,还原为原数字基带信号。 在幅度键控中,载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在 二进制调制信号1或0的控制下通或断,这种二进制幅度键控方式称为通—断键控(00K )。二进制幅度键控信号的频谱宽度是二进制基带信号的两倍。 在二进制频移键控中,载波频率随着调制信号1或0而变,1对应于载波频率f 1,0对应于载波频率f 2,二进制频移键控己调信号可以看作是两个不同载频的幅度键控已调信号之和。它的频带宽度是两倍基带信号带宽(B )与21||f f -之和。 在二进制相移键控中,载波的相位随调制信号1或0而改变,通常用相位0°和180°来分别表示1或0,二进制相移键控的功率谱与通一断键控的相同,只是少了一个离散的载频分量。 m 序列是最常用的一种伪随机序列,是由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列。它具有最长周期。由n 级移位寄存器产生的m 序列,其周期为21,n m -序列有很强的规律性及其伪随机性。因此,在通信工程上得到广泛应用,在本实验中用于扰码和解扰。 扰码原理是以线性反馈移位寄存器理论作为基础的。在数字基带信号传输中,将二进制数字信息先作“随机化”处理,变为伪随机序列,从而限制连“0”

通信原理第五章正弦载波数字调制系统习题及其复习资料

第五章(正弦载波数字调制系统)习题及其答案 【题5-1】设发送数字信息为 0,试分别画出 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图。 【答案5-1】 2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形如下图所示。 【题5-2】已知某2ASK 系统的码元传输速率为103Band ,所用的载波信号为()6cos 410A π?。 1)设所传送的数字信息为011001,试画出相应的2ASK 信号波形示意图; 2)求2ASK 信号的带宽。 【答案5-2】 1)由题中的已知条件可知 310B R Baud = 因此一个码元周期为 3110s B T s R -== 载波频率为 6 64102102s f Hz ππ?==? 载波周期为 61102T s -=? 所以一个码元周期内有2000个载波周期。

如下图所示我们画出2ASK 信号的波形图,为简便,我们用两个载波周期代替2000个载波周期。 2)根据2ASK 的频谱特点,可知其带宽为 222000B B R Hz T === 【题5-3】设某2FSK 调制系统的码元传输速率为1000Baud ,已调信号的载频为1000Hz 或 2000 HZ 。 1)若发送数字信息为011010,试画出相应的ZFSK 信号波形; 2)试讨论这时的2FSK 信号应选择怎样的解调器解调? 3)若发送数字信息是等可能的,试画出它的功率谱密度草图。 【答案5-3】 1)由题意可画出ZFSK 信号波形如下图所示。 2)由于ZFSK 信号载波频差较小,频谱有较大重叠,采用非相干解调时上下两个支路有较大串扰,使解调性能降低。由于两个载频人与人 构成正交信号,采用相干解调可减小相互串扰,所以应采用相干解调。 3)该2FSK 信号功率谱密度草图如下图所示。

数字调制传输系统

第七章数字信号的调制传输 本章教学基本要求: 掌握:1. 二进制数字调制基本原理 2. 几种调制方式的特点、性能对比 3. 会画2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形图 理解:多进制数字调制的几种方式 本章核心内容: 一、数字频带传输系统基本结构 二、模拟调制原理和频分复用 三、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统的调制和解调原理 四、二进制数字调制系统抗噪声性能和系统性能比较 五、简介其他数字调制系统 重点:二进制数字调制的基本原理;二进制数字调制的抗噪性能分析及比较; 难点:二进制数字调制的抗噪性能分析及比较 学时安排:6学时 引言:前一章介绍的数字基带传输系统,?是将信源发出的信息码经码型变换及波形形成后直接传送至接收端。虽然码型变换及波形形成可使其频谱结构发生某些变化,但分布的范围仍然在基带范围内。因此,数字基带信号不可能在诸如无线信道、光纤信道等传输媒质中直接传输。与模拟信号一样,必须经调制后才能在无线信道、光纤信道等媒质中传输。 1、数字信号的传输方式 数字信号共有两种传输方式 (1)、基带传输(已经在第6章介绍):数字信号直接传送的方式。 (2)、频带传输(将在本章介绍):用数字基带信号调制载波后的传送方式。 数字调制传输系统定义:用数字基带信号调制载波的一种传输系统,这个系统也称为数字频带传输系统。 2、载波的形式 载波的波形是任意的,但大多数的数字调制系统都选择单频信号(正弦波或余弦波)作为载波,因为便于产生与接收。 3、数字调制的分类 共有以下三种基本形式。 (1)振幅键控(ASK);(2)频移键控(FSK);(3)相移键控(PSK) 其它形式由此派生而来。也可分为:(1)线性调制(如ASK);(2)非线性调制(如FSK,PSK) 本章主要讨论二进制数字调制系统的原理及抗噪声性能,?并简要介绍多进制数字调制原理及其它几种派生出来的数字调制方式。 §7.1 二进制数字调制原理 §7.1.1 二进制幅度键控(2ASK) 一、ASK概念:正弦载波的幅度随着调制信号而变化。 即传“1”信号时,发送载波, 传“0”信号时,送0电平。 所以也称这种调制为通(on)、断(off)键控OOK。 其实现模型如图7.1-1所示,其调制波形如图7.1-2所示。

4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析(1)解析

****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 通信系统仿真训练课程设计 题目:4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析 专业班级:通信工程四班 姓名:赵天宏 学号: 11250414 指导教师:彭清斌 成绩:

摘要 实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号,必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制,使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化,即正弦载波调制。通过MATLAB软件平台,设计并实现了多进制幅移键控(M-ary Amplitude-Shift Keying,MASK)中的四电平调制(4-ary Amplitude Shift Keying,4ASK)的调制系统和解调系统。本文首先介绍了四电平调制和解调的原理,随后介绍载波产生、振幅调制、振幅判别等功能模块的设计,最后给出了整体调制解调的模块图和仿真波形。 关键词:载波调制、数字通信、四电平调制和解调

目录 一、设计目的和要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 二、设计内容及原理 (2) 2.1 四进制ASK信号的表示式 (2) 2.2产生方法 (3) 2.3 4ASK调制解调原理 (3) 三、运行环境及MATLAB简介 (6) 3.1运行环境 (6) 3.2 MATLAB简介 (6) 四、详细设计 (8) 4.1载波信号的调制 (8) 4.2调制信号的解调 (8) 4.3编程语言 (9) 4.4测试结果 (10) 五、调试分析 (11) 六、参考文献 (12) 总结 (13)

现代通信原理(罗新民)第九章+数字载波调制习题答案

第九章 数字载波调制 图见附文件:9-1、9-2、9-8、9-9①②、9-17、9-18 未做出:9-9③、9-14、9-19、9-20、9-21 9-1 设发送的数字序列为:1011001010,试分别画出以下两种情况下的2ASK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 的信号波形: ①载频为码元速率的2倍; ②载频为码元速率的1.5倍。 解:图9-1 9-2 设发送的数字序列为0、1交替码,试计算并画出2PSK 信号的频谱。 解:2PSK 信号相当于将发送的0、1序列转换为双极性码)(t S D 后与载波相乘,设 10,11-→+→,则t A t S t S D PSK 02cos )()(ω=。 )]()([4 )(002 2ωωωωω++-= ∴D D PSK P P A P 根据第八章对基带数字随机脉冲序列功率谱的分析,有 ∑∞ -∞ =--++--=m T T T T T D m m G P m PG f G G P P f P ) (|)()1()(||)()(|)1()(2 21 2 221ωωδωωωωω其中)2 ( )(),2 ( )(21T TSa G T TSa G ωωωω-==,T f T 1= 为码元间隔。 代入上式,可得:)()12(2 )1(4)(2 ωδωω-+-=P f T TSa P P P T D )] ()()[12(4 1])2 ( )2 ( [)1()(002 2 2 2 2ωωδωωδωωωωω-++-+ ++--=∴P f A T Sa T Sa T P P A P T PSK 当P = 2 1时,没有冲激项。 图9-2 9-3什么是OOK 的包络检波法的判决门限、归一化门限及最佳门限?设码元“0”“1”等概出现,且系统的输入信噪比S/N =10dB ,试计算归一化门限值及系统的误码率。 解:①判决门限th V 指将接收端的接收信号V 判决为1或0的门限值。如th V V >时判为1, th V V <时判为0。 归一化门限σ th V V = ,2 σ为噪声方差。 最佳门限* th V 是使误码率达到最小的判决门限。 ②已知OOK 包络检波法的最佳门限* th V = 2 A ,由20 1022 2A A r = == σσ 得,

通信原理与技术第5 章 正弦载波数字调制系统

第5 章正弦载波数字调制系统 本章教学要求: 1、掌握三种基本二进制数字频带调制方式(2ASK、2FSK、2PSK/2DPSK)的调制和解调原理、 带宽。 2、掌握三种方式的误码率~信噪比公式,会计算。 3、了解多进制数字频带调制系统原理和抗噪性,了解改进的数字调制系统(MSK、QAM)。 §5.1 引言 一.什么是载波数字调制? 它是将数字基带信号的信息转载到高频载波上去的处理过程。 二.为什么要进行频带调制? 1.基带传输损耗打算,易误码。 2.便于利用各种模拟信道资源传输。 三.怎样进行频带调制? 高频载波C(t)=A0cos(ω0t+ ?0)为等幅恒频正、余弦波。 数字基带信号S(t)为不归零的单极性(或双极性)矩形脉冲。 分别让载波三个参量携带数字基带信息,可获得三种调制方案: 1、让载波幅度A 按数字信号的极性变化----------数字调幅。 2、让载波频率ω按数字信号的极性变化----------数字调频。 3、让载波相位?按数字信号的极性变化----------数字调相。 §5.2 数字频带调制的基本方法 一.二元数字调幅(2ASK)又称为幅移键控. 数字基带信号: 式中a k 为数字序列{a k}的第k个码元。显然,上式给出的表达是单极性不归零码。

特点: "1"码期间有等幅余弦波输出,相当与开关开通. "0"码期间无输出,相当与开关切断.因此称为幅移键控. 因此,数字调幅又称为幅移键控, 记作ASK(Amplitude Shift Keying),或称其为开关键控(通断键控),记作OOK(On Off Keying)。二元幅移键控记作2ASK 二.二元数字调频(2FSK) 由于基带信号只有两种电平状态,所以调频时载波频率只能被置于两种频率状态.

数字信号的载波调制浅析

数字信号的载波调制浅析 摘要:由于数字电视系统采用数字传输,而在传输系统中都使用到了数字调制技术,本文就对ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制方法进行详细的介绍。 1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念,从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了,但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。随着时代的发展,用户不再满足于听到声音,而且还要看到图像;通信终端也不局限于单一的电话机,而且还有传真机和计算机等数据终端。现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。而这些系统都使用到了数字调制技术,本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。 一数字调制 数字信号的载波调制是信道编码的一部分,我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制,未经处理的数字信号源不能适应这些限制。由于传输信道的频带资源总是有限的,因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。模拟通信很难控制传输效率,我们最常见到的单边带调幅(SSB)或残留边带调幅(VSB)可以节省近一半的传输频带。由于数字信号只有”0”和”1”两种状态,所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程,因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式,并且可以清晰的描述与表达其数学模型。所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等,频带利用率从1bit/s/Hz~3bit/s/Hz。更有将幅度与相位联合调制的QAM技术,目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz,八倍于2ASK或BPSK。此外,还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术,为某些专门应用环境提供了强大的工具。近年来,四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展,并已应用于高速MODEM中,为进一步提高传输效率奠定了基矗总之,数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信,调制技术的种类也远远多于模拟通信,大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。 1、基带传输 传输信息有两种方式:基带传输和调制传输。由信源直接生成的信号,无论是模拟信号还是数字信号,都是基带信号,其频率比较低。所谓基带传输就是把信源生成的数字信号直接送入线路进行传输,如音频市话、计算机间的数据传输等。载波传输则是用原信号去改变载波的某一参数实现频谱的搬移,如果载波是正弦波,则称为正弦波或连续波调制。把二进制信号调制在正弦波上进行传输,其目的除了进行频率匹配外,也可以通过频分、时分、波分复用的方法使信源和信道的容量进行匹配。 2、为什么要进行调制 首先,由于频率资源的有限性,限制了我们无法用开路信道传输信息。再者,通信的

第六章 正弦载波数字调制系统

第六章正弦载波数字调制系统 6.1知识点结构框架 本章的知识点结构框架如图6-1所示。 图6-1 知识点结构框图 6.2教学要求 (1)了解数字调制系统的基本概念、与模拟调制系统的区别联系、以及多进制调制系统的概念和原理; (2)理解振幅键控、移频键控和移相键控三种基本调制信号的波形特点和功率谱密度; (3)掌握2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的调制解调原理及抗噪声性能。 6.3难点重点 教学难点:各类数字调制方式的区别联系。 教学重点:二进制数字调制解调原理,2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统的抗噪声性能,二进制数字调制系统的性能比较。 6.4教学安排 本章共分为6节,即正弦数字调制的概述、二进制数字调制原理、二进制数字调制系统的抗噪声性能、二进制数字调制系统的性能比较、多进制数字调制系统和改进的数字调制方式。讲授8学时,其安排见表6-1。 表6-1 课时安排 学时教学内容 第一讲 2 6.1 正弦数字调制的概述;6.2 二进制数字调制原理。 第二讲 2 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能。 第三讲 2 6.4 二进制数字调制系统的性能比较;6.5 多进制数字调制系统(部分)。 第四讲 2 6.5 多进制数字调制系统(部分);6.6 改进的数字调制方式。 117

6.4.1第一讲安排 (1)教学要求 了解数字调制系统的基本概念及与模拟调制系统的区别联系,理解振幅键控、移频键控和移相键控三种基本调制信号的波形特点和功率谱密度,掌握其调制解调的基本原理。 (2)难点重点 教学难点:2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK三种基本调制的区别联系。 教学重点:2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调原理。 (3)知识回顾 在第四章中介绍了模拟调制系统,分析了幅度调制(常规幅度调制,抑制载波双边带调制,单边带调制,残留边带调制)、频率调制、相位调制三种基本的模拟调制方式。本章将模拟基带信号变为数字基带信号,高频载波仍为正弦载波,分析数字调制的基本理论。 (4)讲授提纲 本章知识点结构 6.1正弦数字调制的概述 6.2二进制数字调制原理 6.2.1二进制振幅键控(2ASK) 6.2.1.1数学原理 6.2.1.2实现方法 6.2.1.3解调方法(相干解调,非相干解调) 6.2.1.4功率谱密度分析 6.2.1.5几点结论 6.2.2二进制频移键控(2FSK) 6.2.2.1数学原理 6.2.2.2实现方法 6.2.2.3解调方法(非相干解调,相干解调,过零检测法,差分检波法) 6.2.2.4功率谱密度分析 6.2.3二进制相移键控(2PSK) 6.2.3.1绝对相移方式 6.2.3.2实现方法 6.2.3.32PSK的缺陷 6.2.3.4解调方法 6.2.3.5相对相移方式 6.2.3.6实现方法 6.2.3.7解调方法 6.2.3.8功率谱密度分析 6.2.3.9几点结论 具体内容见PPT课件。 (5)板书提纲 二进制振幅键控、频移键控和相移键控的调制解调原理、功率谱密度分析。 (6)扩展知识 1)数字调制与载波键控的关系 数字调制就是用数字信号调制载波,即用数字信号控制载波的某些参数。载波一般采用正弦波,这种数字调制又称为载波键控。 键控即用电键进行控制,这是借用电报传输中的术语。载波键控是以数字信号作为电码,用它118

数字传输几种常用的调制方式

数字传输几种常用的调制方式 一、残留边带调制(VSB) 残留边带调制VSB是一种幅度调制法(AM),它是在双边带调制的基础上,通过设计适当的输出滤波器,使信号一个边带的频谱成分原则上保留,另一个边带频谱成分只保留小部分(残留)。该调制方法既比双边带调制节省频谱,又比单边带易于解调。 目前,美国ATSC数字电视地面传输采用的就是残留边带调制方式。根据调制电平级数的不同,VSB可分为4-VSB、8-VSB、16-VSB等。其中的数字表示调制电平级数。如8-VSB,表示有8种调制电平,即+7,+5,+3,+1,-1,-3,-5,-7。这样每个调制符号可携带3比特信息。 残留边带调制优点是技术成熟,便于实现,对发射机功放的峰均比要求低;不足的是抗多经和符号间干扰所需的均衡器相当复杂。 由于VSB抗多径,尤其是动态多径的能力差,迄今为止,A TSC只将其用于地面传输的固定接收和部分地区的便携接收。 二、编码正交频分复用调制(COFDM) 正交频分复用是一种多载波调制方式。编码的正交频分复用就是将经过信道编码后的数据符号分别调制到频域上相互正交的大量子载波上,然后将所有调制后信号叠加(复用),形成OFDM时域符号。 由于正交频分复用是采用大量(N个)子载波的并行传输,因此,在相等的传输数据率下,OFDM时域符号长度是单载波符号长度的N倍。这样其抗符号间干扰(ISI)的能力可显著提高,从而减轻对均衡的要求。 由于OFDM符号是大量相互独立信号的叠加,从统计意义上讲,其幅度近似服从高斯分布,这就造成OFDM信号的峰均功率比高。从而提高了对发射机功效线性度的要求,降低了发射机的功率效率。 目前,欧洲数字电视地面传输标准DVB-T中采用的就是COFDM。由于COFDM调制抗动态多径干扰能力强,使得其既可用于地面传输固定接收,而且可以用于便携和移动接收。在我国数字电视地面广播上海试验区,公交920路进行的测试表明,即使在城区多径丰富的地区,接收效果也良好。 三、正交幅度调制(QAM)

第六章正弦载波数字调制系统

第 6 章正弦载波数字调制系统 学习目标 1.数字调制的基本类型 2.二进制数字调制原理和调制解调器 3.2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的表示式和时域波形 4.2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的频谱特性和传输带宽 5.2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能 6.最佳判决门限的概念 7.二进制数字调制系统的性能比较 重点内容 二进制调制信号的表示式、时域波形的绘制、二进制调制信号的传输带宽和频带利用率、二进制调制系统的抗噪声性能 难点内容 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK信号的特点

6.1 引言 原理:用数字信号控制载波的参数,使已调信号适合于信道传输。 分类:振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种基本形式 内容:时域表达式、波形图;频域表达式、频谱图;调制解调器框图、调制解调器工作原理的数学描述;抗高斯白噪声的性能。 6.2 二进制数字调制原理 二进制振幅键控( 2ASK) 二进制频移键控( 2FSK) 二进制相移键控( 2PSK) 二进制差分相移键控(2DPSK) 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 其中: a n =0,发送概率为P ;a n =1,发送概率为1-P 令 则 波形与调制器 t nT t g a t e c S n n ωcos )()(0?? ? ???-=∑ ? ? ????-=∑)()(S n n nT t g a t s t t s t e c ωcos )()(0=

浅析数字信号的载波调制

浅析数字信号的载波调制 浅析数字信号的载波调制 中国西部地区电视技术协会20xx年年会电视技术论文评比二等奖 20xx年度全省广播电视优秀科技论文三等奖 摘要:由于数字电视系统采用数字传输,而在传输系统中都使用到了数字调制技术,本文就对ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制方法进行详细的介绍。 1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念,从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了,但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。随着时代的发展,用户不再满足于听到声音,而且还要看到图像;通信终端也不局限于单一的电话机,而且还有传真机和计算机等数据终端。现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。而这些系统都使用到了数字调制技术,本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。 一数字调制 数字信号的载波调制是信道编码的一部分,我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制,未经处理的数字信号源不能适应这些限制。由于传输信道的频带资源总是有限的,因此提高

传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。模拟通信很难控制传输效率,我们最常见到的单边带调幅(SSB)或残留边带调幅(VSB)可以节省近一半的传输频带。由于数字信号只有"0"和"1"两种状态,所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程,因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式,并且可以清晰的描述与表达其数学模型。所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、 2FSK、4FSK等,频带利用率从1bit/s/Hz~3bit/s/Hz。更有将幅度与相位联合调制的QAM技术,目前数字微波中广泛使用的 256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz,八倍于2ASK或BPSK。此外,还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术,为某些专门应用环境提供了强大的工具。近年来,四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展,并已应用于高速MODEM中,为进一步提高传输效率奠定了基础。总之,数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信,调制技术的种类也远远多于模拟通信,大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。 1、基带传输 传输信息有两种方式:基带传输和调制传输。由信源直接生成的信号,无论是模拟信号还是数字信号,都是基带信号,其频率比较低。所谓基带传输就是把信源生成的数字信号直接送入线路进行传输,如音频市话、计算机间的数据传输等。载波传输则

载波调制数字传输系统设计

第一章绪论 Simulink是Mathwork公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境。Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具,它搭建积木式的建模仿真既简单又直观,而且已经在各个领域得到了广泛的应用。确切的说,Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持线性和非线性系统,连续、离散时间模型,或者是两者的混合。系统还可以使多种采样频率的系统,而且系统可以是多进程的。Simulink工作环境进过几年的发展,已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中,它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便,故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模,并可直接进行系统的仿真,快速的得到仿真结果。它的主要特点在于:1、建模方便、快捷;2、易于进行模型分析; 3、优越的仿真性能。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构,因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的容,以此类推,从而可以看到整个模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后,用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗

口键入命令来对它进行仿真。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。模型分析工具包括线性化和整理工具,MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。但是Simulink 不能脱离MATLAB而独立工作。 本设计主要是以Simulink为基础平台,对数字频带信号的2ASK,2FSK的调制和解调进行仿真。对数字频带传输系统的调制和解调原理深入的学习,并对其进行电路设计和建模仿真。通过本设计使学生更好的掌握数字通信原理的调制解调的原理,同时具备Matlab仿真和建模的能力和数字电路设计的能力。

5数字载波调制

第六章 数字载波调制 1. 2ASK 包络检测接收机输入端的平均信噪功率比ρ为7dB ,输入端高斯白噪声的双边功率谱密度为。码元传输速率为50波特,设“1”、“0”等概率出现。试计算最佳判决门限,最佳归一化门限及系统的误码率。 Hz V /102214?× A -2105.4 , 2.235 ,47.4×V μ2. ASK 相干检测接收机输入端的平均信噪功率比ρ为7dB ,输入端高斯白噪声的双边功率谱密度为。码元传输速率为50波特,设 “1”、“0”等概率出现。试计算最佳判决门限,最佳归一化门限及系统的误码率。 Hz V /102214?× A -2101.27 , 2.24 , 47.4×V μ3. ASK 相干检测接收机输入平均信噪功率比为9dB ,欲保持相同的误码率,包络检测接收机输入的平均信噪功率比应为多大? A 10.3dB 4. 一相位不连续的2FSK 信号,发1及0时其波形分别为 )2000cos()(11?π+=t A t s 及)8000 cos()(00?π+=t A t s 。码元速率为600波特,采用普通滤波器检测,系统频带宽度最小为 A 4.2KHz 5. 一相位不连续的2FSK 信号,为了节省频带、提高抗干扰能力,采用动态滤波器进行分路滤波,设码元速率为600波特,求发送频率之间最小间隔及系统带宽。 01, f f A 600Hz , 1800Hz

6. 差分检测法解调2FSK 信号,已知中心频率KHz f 100=,频偏,时延Hz f 400=Δτ为( ),该电路性能是否接近理想鉴频器( ) A s μ25, 接近 7. 一个相干2FSK 系统每秒传送2000bit ,在传输过程中混入均值为0的高斯白噪声,接收机输入端信号幅度为V μ12,白噪声的双边 功率谱密度为 ,抽样判决器前接有电压放大倍数为1000倍的放大器。求输出码流的误码率( )。 Hz V /105.0215?× A 31036.1?×8. 欲保持上题的误码率,对包络检测接收机,要求输入端信号幅度为( ):(其余条件同上题) A V μ75.13 9. 已知数字信息 {}1011010=n a ,分别以下面两种情况画出 2PSK 、2DPSK 及相对码 的波形。 {}n b (1) 码元速率为1200波特,载波频率为1200Hz ; (2) 码元速率为1200波特,载波频率为1800Hz ; 10.2DPSK 信号相位比较法解调原理方框图及输入信号波形如图P6.1所示。画出b 、c 、d 、e 、f 各点波形。 11. 机输入信噪功率比r=10dB ,试分别计算采用同步检测2PSK 信号、极性比较-码型变换法检测2DPSK 信号时系统误码率 。 A 61005.4?×12.比较相干2PSK 系统抗噪声性能(信噪功率比为c γ, 误码率)与差分2DPSK 系统抗噪声性能(信噪功率比为ec P D γ,误码率)的 eD P

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