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 °。
相对QPSK的相位变化可能为0°，90°，180°；π/4－QPSK的相位变化可能为45°，135°。
π/4 －QPSK在保持恒包络方面的性能，介于QPSK和OQPSK之间。
π/4 四相相移键控的星座图
9.2.2
π/4四相相移键控的调制和解调性能
全数字调制电路。
可以相干解调，也可以非相干解调。
消除了QOSK 的零包络，系统又比OQPSK 简单。
相关解调抗噪声性能与QPSK 相等，非相干解调误码率增加约2dB 但系统大大简化。 频谱特性好，抗干扰能力强，多用于数字移动通信。
全数字π/4 四相相移键控调制电路
9.3 最小频移键控9.3.1 最小频移键控（MSK）的概念
9.3.2 MSK信号的正交性和相位连续性
MSK相位网格
9.3.3 MSK的产生和解调模型
MSK相干解调
9.3.4 高斯最小频移键控（GMSK）
GMSK信号产生原理
9.4 幅相键控
9.4.1 幅相键控（APK）的概念
将幅度调制和相位调制结合起来，以增大信息传输率。
同时对载波信号的幅度和相位进行调制。
可以用两路正交的幅度调制信号来表示，故又称正交幅度调制（QAM）。
9.4.2 幅相键控的矢量表示
APK的星作图表示：方型和星型。
方型的实现较为简单，而星型的抗多径干扰较强。
16APK通信比16PSK通信和16ASK通信有优势。
9.4.3 幅相键控的调制与解调
调制：数据信号经串并分路，电平变换，形成两路基带信号，通过预调制低通滤波器进行带限处理。之后X(t)和Y(t)分别与同相正交载波相乘，最后叠加。
APK信号调制模型
APK信号可用正交相干解调。输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波器输出两路基带信号X(t)和Y(t)。对基带信号X(t)和Y(t)进行判决，再经过电平转换，由并/串联变换器恢复出二进制数据。
APK的相干解调模型
APK信号的频带利用率高，抗干扰能力强，故而在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络和卫星通信等领域都得到了广泛的应用。
9.5
多载波调制和正交频分复用9.5.1 多载波调制原理
高码元速率，大带宽的数字信号在通信中的不利之处。 多载波调制：将高速数据流分成多路低速数据流，每一路带宽和速率都下降。
多载波调制好处：（1）在信号调制解调的实现难度降低。（2）每一路低速信号码元周期较大，信号时延影响就小了。（3）由于每一路信号的带宽变窄，使信道频率选择性衰落的危害减小。（4）针对信道各频段的质量不同，多载波调制还可采用动态比特分配。 普通频分复用，即是多载波调制形式之一。但其不能节省带宽资源。
多载波调制原理
9.5.2 正交频分复用(OFDM)
OFDM的调制和解调模型
现代通信技术及发展前景 信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。凡涉及到这些过程和技术的工作部门都可称作信息部门。 信息技术能够延长或扩展人的信息功能。信息技术可能是机械的，也可能是激光的；可能是电子的，也可能是生物的。 信息技术主要包括传感技术，通信技术，计算机技术和缩微技术等。 传感技术的任务是延长人的感觉器官收集信息的功能；通信技术的任务是延长人的神经系统传递信息的功能；计算机技术则是延长人的思维器官处理信息和决策的功能；缩微技术是延长人的记忆器官存贮信息的功能。当然，这种划分只是相对的、大致的，没有截然的界限。如传感系统里也有信息的处理和收集，而计算机系统里既有信息传递，也有信息收集的问题。 目前，传感技术已经发展了一大批敏感元件，除了普通的照像机能够收集可见光波的信息、微音器能够收集声波信息之外，现在已经有了红外、紫外等光波波段的敏感元件，帮助人们提取那些人眼所见不到重要信息。还有超声和次声传感器，可以帮助人们获得那些人耳听不到的信息。不仅如此，人们还制造了各种嗅敏、味敏、光敏、热敏、磁敏、湿敏以及一些综合敏感元件。这样，还可以把那些人类感觉器官收集不到的各种有用信息提取出来，从而延长和扩展人类收集信息的功能。 通信技术的发展速度之快是惊人的。从传统的电话，电报，收音机，电视到如今的移动电话，传真，卫星通信，这些新的、人人可用的现代通信方式使数据和信息的传递效率得到很大的提高，从而使过去必须由专业的电信部门来完成的工作，可由行政、业务部门办公室的工作人员直接方便地来完成。通信技术成为办公自动化的支撑技术。 计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。计算机技术同样取得了飞
数字信号调制与解调技术 张海超(天津712) 摘要 调制技术是把基带信号变换成传输信号的技术。它将模拟信号抽样量化后，以二进制数字信号“1”或“0”对光载波进行通断调制，并进行脉冲编码（PCM）。数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。它的缺点是需要较宽的频带，设备也复杂。 调制技术又分为模拟调制技术与数字调制技术，其主要区别是：模拟调制是对载波信号的某些参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续估值，而数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送信息，在接收端只对载波信号的离散调制参量进行检测。与模拟调制系统中的调幅、调频和调相相对应，数字调制系统中也有幅度键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种方式，其中移相键控调制方式具有抗噪声能力强、占用频带窄的特点，在数字化设备中应用广泛，具体的数字调制方式有2FSK、2ASK、2PSK、QPSK、QAM、GSMK、MSK等。 数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。在现在文明高速发展的今天，人们越来越离不开数字信息，数字通信也越来越重要，因此数字调制解调技术越来越被广泛应用。 由于信道资源的紧张与人们越来越希望更快的通信速度与更好通信质量的要求的矛盾，将来必然还要寻找更加好的调制技术，它要求功率效率高，频带利用率高，并且易于实现，节能低碳，环保。激光调制通信、卫星通信、非恒包络调制等都是研究方向。数字调制解调的发展，必定会有力地推进通信、数字技术等各个领域的进步。 关键字：数字、调制方式、解调方式
一、概述 调制是将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号)，就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 调制技术分为模拟调制技术与数字调制技术，其主要区别是：模拟调制是对载波信号的某些参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续估值，而数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送信息，在接收端只对载波信号的离散调制参量进行检测。 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年代以后才开始的。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。常用的数字调制技术有2ASK（Amplitude Shift Keying，幅移键控）、4ASK、8ASK、BIT/SK（Phase Shift Keying，相移键控）、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（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM，其频带利用率可达8bit/s/Hz，8倍于2ASK或BIT/SK。此外，还有可采用减小相位跳变的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。 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，除此之外，数字调制抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。在现在文明高速发展的今天，人们越来越离不开数字信息，数字通信也越来越重要，因此数字调制解调技术越来越被广泛应用。
数字调制技术 一般情况下，信道不能直接传输由信息源产生的原始信号，信息源产生的信号需要变换成适合信号，才能在信道中传输。将信息源产生的信号变换成适合于信道传输的信号的过程称为调制。在调制电路中，调制信号是数字信号，因此这种调制称为数字调制。数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点：数字调制具有更好的抗干扰性能、更强的抗信道损耗及更高的安全性。在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。主要的数字调制方式包括幅移键控（amplitude shift keying，ASK）、频移键控（frequency shift keying，FSK）、相移键控（phase shift keying，PSK）、多电平正交调幅（multi level quadrature amplitude modulation，mQAM）、多相相移键控（multiphase shift keying，mPSK），也包括近期发展起来的网格编码调制（trellis coded modulation，TCM）、残留边带（vestigial sideband，VSB）调制、正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）调制等。 1.幅移键控 幅移键控就是用数字信号控制高频振荡的幅度，可以通过乘法器和开关电路来实现。幅移键控载波在数字信号1或0的控制下通或断。在信号为1的状态下，载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么，在接收端就可以根据载波的有无还原出数字信号1和0。移动通信要求调制方式抗干扰能力强、误码性能好、频谱利用率高。二进制幅移键控的抗干扰能力和抗衰落能力差，误码率高于其他调制方式，因此一般不在移动通信中使用。 2. 频移键控 频移键控或称数字频率控制，是数字通信中较早使用的一种调制方式。频移键控广泛应用于低速数据传输设备中。它的调制方法简单、易于实现，解调不需要回复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落能力强。因此，频移键控成为在模拟电话网上传输数据的低速、低成本异步调制解调器的一种主要调制方式。频移键控是用载波的频率来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的
******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 通信系统仿真课程设计 题目：2ASK的数字调制与解调 专业班级：通信工程2班 姓名：李晗 学号：10250228 指导教师：李英堂 成绩：
摘要 现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。本课程设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK 调制与解调系统。用示波器观察调制前后的信号波形；用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化；加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。文中还介绍了基于MATLAB 如何实现2ASK 调制解调的系统仿真。仿真主要采用MATLAB 脚本文件编写程序。结果表明了该设计的正确性。本文研究了基于MATLAB 的2ASK(幅度键控)调制解调的系统仿真，并给出了M 文件环境下的仿真结果。通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。 关键词：2ASK；Matlab；调制；解调
目录 摘要............................................. 错误！未定义书签。 一、前言 (3) 二、2ASK调制与解调原理 (4) 2.1 2ASK调制原理 (4) 2.2 2ASK解调原理 (6) 三、程序设计 (8) 3.1 数字信号的ASK调制 (8) 3.2 数字信号的ASK相干解调 (9) 四、系统仿真及结果分析 (11) 总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
数字调制解调技术中英文资料外文翻译文献 英文文献 Technology of digital modulation and demodulation plays a important role in digital communication system, the combination of digital communication technology and FPGA is a certainly trend . With the development of software radio, the requirement for technology of modulation and demodulation is higher and higher. This paper starts with studying digital modulation and demodulation theory at first, and analyses basic principle of three kinds of important modulation and demodulation way ( FSK, MSK, GMSK ).The Rohde &Schwarz SME03, Signal Generator, provides AM modulation and External FSK digital modulation required for the development and testing of digital mobile radio receivers.The application of PWM in digital modulation and demodulation for analog communication signals in several modulation modes
调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。 如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。 幅移键控（ASK）和频移键控（FSK） 调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。 图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。在图1a中 ,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。 图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行： 幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相 干的。 AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。 频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即： m = Δf（T） Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者： Δf = fs –fm T是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。
一. 通信系统的基本框图，每个框图写2行。 1. 信源编码：信号一般首先经过AD变换，将模拟信号采样量化变成数字信号，便于传输，再去除信源信号中的冗余成分，提高传输的有效性，提高效率。 2. 信道编码：信道编码通过增加冗余，提高传输的可靠性，具有检错和纠错功能；与交织器共同对抗多径衰落 3．交织器与解交织器：本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列。交织器主要用于对抗突发错误，将突发错误在时间上分散开，使其变为随机错误。必须与纠错编码技术相结合，才能对抗移动衰落信道的不利影响。利用了缓存技术，会引起时间上的延迟，需要增加延迟和存储空间。 4. 调制器 经典调制技术的功能主要是信号的频谱搬移，实现有效传输。 在现代通信技术中，信号处理和集成电路技术的发展使频谱搬移与其他部分分离。调制的概念有所扩展和延伸，好的调制器调制出的信号需要有较高的频谱效率、较低的误码率、较低的峰均比、较低的接收机复杂度或者能够对抗非线性带来的频谱扩散，抑制对相邻频带的干扰。经典调制技术延拓为空时编码、扩频调制和OFDM等 5. 射频发射：对信号进行放大、滤波，经由天线发送出去 6. 射频接收：对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大 7. 解调器：经典调制技术中，解调器的主要作用是对接收信号进行频谱搬移，从射频搬移到基带。在现代通信技术中，解调器需要完成同步、信道估计、检测的任务，并且软输出，是的解码器能够工作在软判决状态，对抗信道衰落，提高误码率，以正确接收信号 9. 信道解码：检测错误或纠正错误 10. 信源解码：恢复出信源编码前的信息 二. 移动通信信道的特点、缺陷，以及抵抗这些缺陷的措施 （1）多径传输环境 信号到达接收机的传输时间不同，将导致时延扩展。时延差小于时间分辨率时，不可分辨的多径叠加，造成衰落。时延差较大时，可分辨的多径，就会造成码间干扰或多址干扰。（2）时变传输环境 a. 终端的移动会造成多普勒频偏，这反映了信道随时间变化的速率，信道传输函数为时变函数。 b. 衰落快慢是相对于观察时间而言的，信道在一个码元时间内保持不变，则称为慢衰落，
移动通信技术参考答案 第一章 思考题与练习题 1-1 什么是移动通信？移动通信有那些特点？ 答：移动通信是指通信的双方，或至少一方，能够在移动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。移动通信的特点是通信双方不受时间及空间的限制、随时随地进行有效、可靠、安全的通信。频率 1-2 移动通信系统发展到目前经历了几个阶段？各阶段有什么特点？ 答：移动通信系统发展到目前经历了四个阶段，分别为公用汽车电话、第一代通信技术（1G）、第二代通信技术（2G）、第三代通信技术（3G）。特点分别为，公用汽车电话的特点是应用范围小、频率较低、语音质量较差、自动化程度低。第一代通信技术（1G）的特点是该系统采用模拟技术及频分多址技术、频谱利用率低、系统容量小抗干扰能力差、保密性差：制式不统一、互不兼容、难与ISDN兼容、业务种类单一、移动终端复杂、费用较贵。第二代通信技术（2G），采用数字调制技术和时分多址（TDMA）、码分多址技术（CDMA）等技术、多种制式并存、通信标准不统一、无法实现全球漫游、系统带宽有限、数据业务单一、无法实现高速率业务。第三代通信技术（3G）的特点是能提供多种多媒体业务、能适应多种环境、能实现全球漫游、有足够的系统容量等。 1-3 试述移动通信的发展趋势和方向。 答：未来移动通信将呈多网络日趋融合、多种接入技术综合应用、新业务不断推出的发展趋势。移动通信的发展方向是功能一体化的通信服务、方便快捷的移动接入、形式多样的终端设备、自治管理的网络结构。 1-4 移动通信系统的组成如何？试述各部分的作用。 答：移动通信系统的组成主要包括无线收发信机、交换控制设备和移动终端设备。无线收发信机的作用是负责管理网络资源，实现固定网与移动用户之间的连接，传输系统信号和用户信息。交换控制设备的作用是实现用户之间的数据信息交换。移动台的作用是实现移动通信的终端设备。 1-5 常见的移动通信系统有那些？各有何特点？ 答：常见的移动通信系统有：1、蜂窝移动通信系统2、无线寻呼系统3、无绳电话系统蜂窝移动通信系统的特点是越区交换、自动和人工漫游、计费及业务统计功能。无线寻呼系统的特点是即可公用也可专用。无绳电话系统的特点是携带使用方便。 1-6 集群移动通信系统的组成有那些？ 答：集群移动通信系统的组成有移动台、基站、调度台以及控制中心组成。 1-7 移动通信的工作方式及相互间的区别有那些？ 答:移动通信的工作方式有单工制、半双工制、双工制。单工制的优点主要有：1、系统组网方便2、由于收发信机的交替工作，所以不会造成收发之间的反馈3、发信机工作时间相对可缩短，耗电小，设备简单，造价便宜。单工制的的缺点是：1、当收发使用同一频率时，临近电台的工作会造成强干扰2、操作不方便，双方需要轮流通信，会造成通话人为的断断续续3、同频基站间的干扰较大。半双工制的优点主要有：1、设备简单、省电、成本低、维护方便，临近电台干扰小2、收发采用异频，收发频率各占一段，有利于频率协调和配置3、有利于移动台的紧急呼叫。半双工制的缺点是移动台需按键讲话，松键收话。使用不方便，讲话时不能收话，故有丢失信息的可能。双工制的优点有：1、频谱灵活性高2、
现代通信技术发展的主要趋势和方向 摘要：本文回顾了２０世纪移动通信技术发展的历程，对现代通信技术进行了概述。主要针对移动通信、卫星通信、光纤通信及数字微波通信进行了发展趋势的介绍。同时，对现代通信技术的未来发展方向进行了展望。 关键词：移动通信卫星通信光纤通信现代信息 技术发展趋势 0引言 20世纪在人类历史上写下了光辉的一章：1900年波罗的海的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值；1903年底莱特驾驶自己的飞行器飞上了蓝天，开创了航空交通新领域；1946年世界上第一架计算机诞生，开创了信息经济时代和扩展人类脑力的里程碑；1969年世界上第一个采用存储转发的分组交换计算机网络ARPANET开通，为因特网的高速发展奠定了基础。 纵观通信技术的发展，虽然只有短短的一百多年的历史，却发生了翻天覆地的变化，由当初的人工转接到后来的电路转接，以及到现在的程控交换和分组交换，还有可以作为未来分组化核心网用的ATM交换机，IP路由器；由当初只是单一的固定电话到现在的卫星电话，移动电话，IP电话等等，以及由通信和计算机结合的各种其他业务，第三代通信技术的即将上市，以及以后的第四代通信，随着通信技术的发展，人类社会已经逐渐步入信息化的社会。 21世纪是一个信息社会，信息交流已经成为人们生活的基本需要。通信作为传输和交换信息的重要手段，是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。电话技术的演变日新月异，传输媒介、交换设备、传输设备、终端设备和通信方式的改变都是影响电信通信的因素。 1现代通信技术概述 现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。 1.1数字通信 数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。 1.2程控交换 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。 1.3信息传输 信息传输技术主要包括移动通信，光纤通信，卫星通信，数字微波通信，以及图像通信。 1)移动通信 早期的通信形式属于固定点之间的通信，随着人类社会党俄发展，信息传递日益频繁，移动通信正是因为具有信息交流灵活，经济效益明显等优势，得到了迅速的发展，所谓移动通信，就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信，方便，灵活。现在的移动通信系统主要有数字移动通信系统（GSM）,码多分址蜂窝移动通信系统（CDMA）。 2)光纤通信 光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。 3)卫星通信 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：通信距离远，而投资费用和通信距离
现代数字通信 一.通信系统的基本框图，每个框图写2行。 1.信源编码：首先，信号一般经过A/D变换，将模拟信号采样量化变成数字信号，便于传输；其次，进行数据压缩，去除信源信号中的冗余成分，提高传输的有效性，提高效率。 2.信道编码：信道编码通过增加冗余，提高传输的可靠性，具有检错和纠错功能（卷积码主要用于纠错，分组码用于检错）；与交织器共同对抗多径衰落 3．交织器与解交织器：本身不具有纠错功能，只是将数据重新排列；交织器主要用于对抗突发错误，将突发错误在时间上打散开，使其变为随机错误；必须与纠错编码技术相结合，才能对抗移动衰落信道的不利影响；交织器采用了缓存技术，会引起时间上的延迟，需要增加延迟和存储空间。 4.调制器 经典调制技术（幅度调制和相位调制）的功能主要是信号的频谱搬移，实现有效传输。 在现代通信技术中，信号处理和集成电路技术的发展使频谱搬移与其他部分分离。调制器调制出的信号需要有较高的频谱效率、较低的误码率、较低的峰均比、较低的接收机复杂度或者能够对抗非线性带来的频谱扩散，抑制对相邻频带的干扰。经典调制技术延拓为空时编码、扩频调制和OFDM等。 5.射频发射：对信号进行放大、滤波，经由天线发送出去 6.射频接收：对从天线接收的信号进行滤波、低噪声放大 7.解调器：经典调制技术中，解调器的主要作用是对接收信号进行频谱搬移，从射频搬移到基带。在现代通信技术中，解调器需要完成同步、信道估计、检测的任务，解码器能够工作
在软判决状态，对抗信道衰落，提高误码率，以正确接收信号 9.信道解码：检测错误或纠正错误 10.信源解码：恢复出信源编码前的信息 二. 移动通信信道的特点、缺陷，以及抵抗这些缺陷的措施 （1）多径传输环境 信号到达接收机的传输时间不同，将导致时延扩展。时延差小于时间分辨率时，不可分辨的多径叠加，造成衰落。时延差较大时，会造成码间干扰或多址干扰（CDMA系统中表现为Chip间干扰）。 （2）时变传输环境 a. 终端的移动改变电波传输环境，造成多普勒频偏，反映了信道随时间变化的速率，信道传输函数为时变函数。 b. 衰落快慢是相对于观察时间而言的，信道在一个码元时间内保持不变，则称为慢衰落，否则称为快衰落。一般均假设信道为慢衰落（把码元时间切得很短），对于OFDM系统，通常假设信道在一个OFDM符号内不变。 （3）用户之间的相互干扰 a. 由于每个用户不独占传输媒体和介质，需要动态分配资源，这就产生了同频干扰或多址干扰。 b. CDMA系统中各用户在频率上和时间上是重叠的。 对抗措施：（要不要每种措施都具体解释一下？） （1）针对衰落的技术 a.分集接收技术：时间分集、频率分集、空间分集、发送分集以及接收分集，发送分集可以有效对抗单径慢衰落
四种现代数字调制解调技术 摘要：高斯最小移频键控（GMSK ）、4π DQPSK 、DS-CDMA 的调制解调技术相比于其改进前的通信调制解调技术都有较高的性能。高斯最小移频键控 （GMSK ）是基于MSK 和FSK 改进的一种技术，使得信号有较好的频谱特性。4π DQPSK 弥补了DQPSK 的π相位跳变的缺点。DS-CDMA 比CDMA 有更高的抗干扰能力。当前最受热议的LiFi 技术是也可能改善当下通信网络的不足，实现高速、实时、安全的信息传输。 关键字：高斯最小移频键控（GMSK ）； 4 πDQPSK ；DS-CDMA ；LiFi 技术；调制解调 第一章 引言 数字调制与解调方式的选择需要根据现实需要的具体要求，在各个调制与解调方式的优缺点上进行取舍。常常考虑的因素有：接收信噪比、误比特率（BER ）的大小、对抗多径的衰落情况性能、占用最小的带宽、实现的难易程度以及成本的高低等等。 由于信道资源的紧张与人们越来越希望更快的通信速度与更好通信质量的要求的矛盾，数字调制解调技术的发展成为科学家们迫切追求的一个课题，将来必然还会出现更加好的调制技术，它要求功率效率高，频带利用率高，并且易于实现，节能低碳，环保。现今，激光调制通信、卫星通信、非恒包络调制等都是研究方向。数字调制解调的发展，必定会有力地推进通信、数字技术等各个领域的进步。
第二章高斯最小移频键控（GMSK） 2.1. GMSK的简介 GMSK调制技术是在MSK基础上经过改进得到的，MSK（Minimum Frequency Shift Keying，最小频移键控）是二进制连续相位FSK（Frequency Shift Keying，频移键控）的一种改进形式。在FSK方式中，每一码元的频率不变或者跳变一个固定值，在两个相邻的频率跳变码元信号之间，其相位通常是不连续的。MSK就是FSK信号的相位始终保持连续变化的调制方式。采用高斯滤波器制作前基带滤波器，将基带信号成型为高斯脉冲，在进行MSK调制，称为GMSK 调制。 2.2 GMSK调制的一般原理 MSK调制是调制指数为0.5的二进制调频，其基带信号为矩形波形。为了压缩MSK信号的功率，可在MSK调制前加入高斯低通滤波器，称为预调制滤波器。对矩形进行滤波后，得到一种新型的基带波形，使其本身和尽可能高阶的导数连续，从而得到较好的频谱特性。GMSK调制原理方框图如下所示： 图2-1 GSMK调制原理图 为了有效地抑制MSK的带外辐射并保证经过预调制滤波后的已调信号能采用简单的MSK相干检测电路，预调制滤波器必须具有以下特性： 1、带宽窄并且具有陡峭的截止特性； 2、冲击响应的过冲较小； 3、滤波器输出脉冲面积为一常量，该常量对应的一个码元内的载波相移为 。 2 其中，条件1是为了抑制高频分量；条件2是为了防止过大的瞬时频偏；条
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
<<现代调制与调制解调技术>> -- OFDM系统原理及仿真实现 OFDM系统原理及仿真实现 一、摘要： OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，该技术的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制。这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。 OFDM的思想早在60年代就已经提出，由于使用模拟滤波器实现起来的系统复杂度较高，所以一直没有发展起来；70年代，S.B.Weinstein提出用离散傅立叶变换（DFT）实现多载波调制，为OFDM的实用化奠定了理论基础；80年代，L.J.Cimini首先分析了OFDM在移动通信中应用存在的问题和解决方法。从此以后，OFDM在移动通信中的应用才如火如荼地开展起来。 二、OFDM系统原理及结构的基本介绍: OFDM系统结构: OFDM 调制采用信道编码来抑制多径效应，数据符号映射到一个相应的星座图上(如QPSK，QAM)，结果I(Iraage，虚部)和R(Real，实部)值存储在缓冲器中，并应用IF—FT在正交载波上进行调制，数据被准备发送并被串行化；另外为抵抗多径效应加上一个循环前缀。经过处理的信号被送到天线上发送出去。 OFDM 的功能模块主要包括以下几部分： 前向纠错(Forward Error Correction)：信道编码采用Reed-Solomon码、卷积纠错码、维特比码或TURB0码。 交错器：交错器用于降低在数据信道中的突发错误， 交错后的数据通过一个串并行转换器，将I、R值映射到一个相应的星座图上。 星座图：多载波OFDM 被认为优于N个独立的由单载波调制的子频带。星座图将符号映射到相应的星座点上。这一过程产生IR值，它们被滤波并送到IFFT 上进行变换。 缓冲：用于存储送到IFFT前的IR值。IFFT 可快速、高效应用离散傅立叶变换功能并数学生成用于OFDM传输的正交载波。OFDM 的核心为IFFT，IFFT调制每一个子信道到高精度的正交载波上，信道化后的数据注入到一个并串缓冲器，串行数据通过DAC变换为发送做准备。 并串转换器：用于将并行数据转换为串行数据。 循环前缀：循环前缀为单个的OFDM符号个体创建一个保护带，在信噪比边缘损耗中被丢掉可以极大的减少ISI。整形有限激励响应过滤器(Shaper-FIR)用于整形信号。
数字通信技术与现代生活 通信1012班1020119231 孙慧婷 一、数字通信技术的主要优点 数字通信已广泛应用于各个频段和各种通信方式中, 成为当今通信发展的一种必然趋势。它是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。它的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。数字通信的主要优点在于用数字信号传送信息易于再生, 可减小传输中的失真易于用脉冲数字电路来实现, 设备可做到体积小、重量轻可以引入计算技术, 应用微处理器及单片微机, 发挥各种数字信号处理及智能化控制功能数字信号易于加密便于采用纠错编码和扩频技术, 提高抗干扰能力。数字通信之所以取得迅速的发展不是偶然的现象, 有其理论上、技术上和客观需求上的基础从理论分析开始, 人们早就认识到数字通信在理论上比模拟通信具有一系列优点。除上述各点外, 在频带和功率的有效利用方面也更为有利计算技术和微电子学的进展为通信的数字化提供了坚实的技术基础人们在社会生活中对多种功能综合服务的需要是数字通信发展的强大动力。 二、数字通信技术相关的社会理念 “数字城市”：从广义上说，是通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源并加以充分利用，建立电子商务、电子政务、科技信息系统、劳动和社会保障信息系统等子系统，通过发展信息家电、网上教育、远程医疗，建设信息化社区，最终实现城市国民经济和社会发展的全面信息化。 “数字化社区”：顾名思义，就是通过数字技术将管理、服务的提供者与每个住户相联结的社区。这种数字化的网络系统?使社区的管理者与住户之间可以实时地进行各种形式的信息交互，由于现代网络浏览器的先进性以及多态的表现性，加上各种网络多媒体技术的应用，从而营造出了一个丰富多彩的虚拟社区。 “地球村”：信息高速公路的出现，国际互联网的使用，“数字地球”的产生，“缩小”了我们生活的空间，“缩短”了我们联系交往的时间，使我们生活的世界成为一个全球性、同
数字移动通信中话音编码和调制技术 引言： 在当今移动互联网发展迅猛的信息时代，数字移动通信中数据传输所占带宽比重越来越 大。话音通信作为移动通讯的基础，其编解码效率和调制技术将直接影响数据流量的传输质 量。本文就话音通信中编码和调制技术，从技术要求和具体实现方法等方面做了简要分析介 绍。 在数字移动电话通信中，发送端需要把模拟话音信号变化为数字信号，再采用一定的数字调制方法调制载波，把已调信号发射出去。接收端对接收到的已调信号解调得到表示话音的数字信号，再经过解码器把数字信号变化为模拟信号。 编码 在数字移动通信系统中所传输的信号为数字信号，因而发送端必须首先将模拟话音信号转换为数字信号，即进行话音编码。而在接收端再将此数字信号还原成模拟信号。实用的话音编码方案有多种，由于在GSM系统中是采用规则脉冲激励长期预测（RPE-LTP）编码方案，而在CDMA系统中则采用Qualcomm码激励线性预测（QCELP）话音编码技术。 话音编码有三个主要技术指标：数码率、话音质量和编解码延迟。 一、编码器的数码率是指编码器每秒输出的二元码的数目，其单位为比特/秒(b/s)或千比特/秒(Kb/s)等。例如，常用的PCM数字电话其数码率为64Kb/s，即每秒有64×103个二元码。传送数字信号时，占用的信道带宽与数码率成正比，数码率越高的信号占用的信道带宽越宽，因此，在保证一定的话音质量前提下，希望编码器的数码率越低越好，然后，话音质量通常随数码率的降低而变差，限制了数码率的降低。 二、评价编码器的话音质量有两种方法：客观评价法和主观评价法。客观评价法测量解码器输出话音信号的某种指标，通常采用的指标是输出噪声比，它反映了解码器输出信号波形与编码器输人话音信号波形之间的均方误差大小，输出信噪比越高，误差越小，话音质量越好。主观评价法反映了人类听话时对话音质量的感觉。最常用的主观评价法是“平均评价得分(Mean Opinion Score)”，简称为MOS分。客观评价法适宜对高数码率的波形编码器的评价，对中低速率编码器的话音质量评价采用主观评价法。 三、编解码延时即解码器输出话音信号相对于编码器输入话音信号的延时(不计数字信号传输延时)。在双工电话通信中，大延时是令人厌烦的，存在回声时更是如此。通常。编解码延时应限制在几十毫秒范围内。
数字调制解调技术 英文文献 Technology of digital modulation and demodulation plays a important role in digital communication system, the combination of digital communication technology and FPGA is a certainly trend . With the development of software radio, the requirement for technology of modulation and demodulation is higher and higher. This paper starts with studying digital modulation and demodulation theory at first, and analyses basic principle of three kinds of important modulation and demodulation way ( FSK, MSK, GMSK ).The Rohde &Schwarz SME03, Signal Generator, provides AM modulation and External FSK digital modulation required for the development and testing of digital mobile radio receivers.The application of PWM in digital modulation and demodulation for analog communication signals in several modulation modes Research results prove that the design of digital IF modulator and demodulator of Software Radio appeases the capability and requirement of Software Radio.A transfusion speed monitor system is designed based on infrared technology with modulation and demodulation.It's the combination of modulator and demodulator.Time synchronization that is key technology of digital demodulation is cc allied by software.The paper provides the design of hardware of digital IF modulator and demodulator of Software Radio which includes Digital Signal Processor、Micro Control Unit and AD/DA convertor etc.Digital Down/Up Converter(DDC/DUC), modulation and demodulation are discussed in the dissertation as some essencial parts of SDR platform. Two Way Automatic Communication System(TWACS) is a new valuable communication technology for distribution networks,which has special of modulation and demodulation. In this paper, we study the OFDM technology based on 802.16a, realize the baseband modulation and demodulation by using TMS320C6201, and optimize the software module. The paper introduces the principle of QPSK modulation and demodulation, the circuit are also be realized based on FPGA.With the improvement of the technology, especially in the fields such as computer technology , data coding and compress , digital modulation and VLSI, the world electronic information industry enter into the digital era. First, the features of fax communication and the mode of modulation and demodulation are described.In automatic classification of digital modulation signal,computing envelope variance after difference has important meaning to distinguish PSK and FSK signal.The science and technology of space flight.The effect on modulation and demodulation of QPSK via carrier phase noise can not be ignored, and it is difficult to analyze.
浅谈现代通信技术及其发展总趋势 2012-6-26 16:16:09 作者：姚瑞瑞 摘要：纵观通信技术的发展，从上世纪70年代开始，通信即进入了现代通信的新时代。随着全球信息网络与计算机等高新科技的迅猛发展，通信技术也发生着巨大变化。文章介绍了现代通信的主要技术，同时展望了现代通信技术发展总的趋势。 关键词：现代通信技术；通讯技术发展；数字通信技术；程控交换技术 中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）06-0006-03 一、概述 纵观通信技术的发展，可分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电磁通信阶段。1837年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。 从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。从国外通信技术的发展看，大约从70
年代开始，通信即进入了现代通信的新时代，现代通信的多项技术发展处在方兴未艾之中。 二、现代通信技术 （一）数字通信技术 数字通信即传输数字信号的通信，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的信源编码成为数字信号，终端发出的数字信号经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，经过相反的变换最终传送到信宿。数字通信以其抗干扰能力强，便于存储，处理和交换等特点，已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础，广泛应用于现代通信网的各种通信系统。 相关技术包括有：模拟/数字信号转换技术，数字滤波（去干扰），编码技术，数字通信技术（包括有线和无线，有线包括各种通信接口的相关技术，例如RS232、USB、协议，无线根据频段又分为蓝牙技术、802.11b/g技术、微波技术等）等。 （二）程控交换技术 程控交换技术是指人们用专门的计算机根据需要把预先编好的程 序存入计算机后完成通信中的各种交换。以程控交换技术发展起来的数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多，更方便的电话服务，还能实现传真，数据，图像通信等交换，它由程序控制，是由时分复用网络进行物理上电路交换的一种电话接续交换设备。常见结构有集中控制、分散控制或两者结合。技术指标有很多，主要为BHCA/呼损接