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多进制数字相位调制(MPSK)系统
多相移键控(MPSK -多相移键控)也被称为多相位系统,它是二相系统的推广。它是利用不同载波的相位状态来表征数字信息的调制。与二进制数字相位调制相似,它有绝对相位调制(MPSK)和相位调制(MDPSK)两种调制方式。本文以4PSK为例,主要介绍基于Xilinx ISE 仿真软件的多相移键控系统(MPSK)的设计。调制方法是简单的相位选择方法。它只专注于数字系统的设计,而忽略了模拟电路系统。关键词:多相移键控MPSK西林ISE选相方法摘要多进制数字相位调制(MPSK -多相移键控)又称多相制,是二相制的推广。它是利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。与二进制数字相位调制相同,多进制数字相位调制也有绝对相位调制(MPSK)和相对相位调制(MDPSK)两种。本文主要研究基于Xilinx ISE仿真软件设计的多进制数字相位调制(MPSK)系统,以4PSK系统为例。调制方法采用简便的相位选择法,且略去模拟电路系统部分,仅对数字系统进行设计。关键字: 多进制数字相位调制MPSK锡林郭勒ISE相位选择法武汉理工大学《FPGA课程设计》说明书目录摘要1摘要11 多进制数字相位调制11.1 MPSK概念11.2 MPSK原理12 四相相位调制(4PSK) 22.1 4PSK调制22.1.1相位选择法22.1.2直接调相法32.2 4PSK解调42.3 4PSK调制与解调系统设计53 ISE设计与仿真73.1 ISE操作环境73.1.1输入（设计条目)73.1.2综合（综合83.1.3)实现（实施83.1.4)验证（验证83.1.5)下载（下载)93.2 ISE程序设计93.2.1调制系统程
多进制数字相位调制系统课程设计
目录 摘要 ................................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................................ II 1 引言 (1) 2 MPSK调制解调的原理 (2) 2.1 MPSK调制原理 (2) 2.2 4PSK信号产生 (3) 2.3 4PSK信号的解调原理 (3) 3 MPSK调制电路VHDL程序及仿真 (6) 3.1 FPGA中MPSK的实现 (6) 3.2 VHDL程序设计方法 (7) 3.4仿真结果及分析 (8) 4 MPSK解调程序及仿真结果 (10) 4.1解调VHDL程序 (10) 4.2 MPSK解调仿真结果 (12) 5 心得体会 (13) 6 参考文献 (14)
摘要 多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元。本论文在FPGAP（Field-rogrammable Gate Array，现场可编程门阵列）上实现MPSK（多进制相移键控）调制解调的功能。运用VHDL硬件描述语言进行编程，对整个MPSK系统进行仿真，得到仿真时序图，对程序代码进行XST综合，得到RTL视图。仿真结果表明该设计的正确性以及可行性，更清晰直观的了解到MPSK调制解调的原理。 关键词：MPSK；FPGA实现；VHDL语言
自相位调制
重庆大学研究生报告 自相位调制 课程名称：非线性光学 专业：光学工程 班级：光学工程二班 学号：20140802004 姓名：刘永风 成绩： 评语： 第2章应用自相位调制的色散补偿技术
2.1 引言 2.2 自相位调制对光信号的影响 2.3 色散补偿系统中SPM的影响 2.4 小结 1.1 引言 随着社会的发展，人类社会迈步进入信息时代，光纤无可质疑地成为信息交换中最重要的传输媒介。光纤通信系统中，色散和非线性光学效应的问题一直是光通信研究的一个热点问题。在强光的作用下，任何介质对光的响应都是非线性的，光纤也不例外作为传输波导的光纤，其纤芯的横截面积非常小。高功率密度经过长距离的传输。非线性效应就不可忽视了。. 随着干线光通信系统朝、着长距离、高速率密集型波分复用（WDM）系统方向发展，光纤的非线性效应对系统的影响日益突出。非线性对信号传输的影响不仅引起损耗，也将引起信号脉冲展宽, 限制输入信号功率和传输距离，并将导致频谱展宽和频率惆啾, 在多信道系统中还会引起信道间串音。 光纤中低阶非线性效应会产生光信号的自相位调制（SPM）和交叉相位调制
（XPM ）限制输入信号功率和传输距离，并将导致频谱展宽和频率惆啾。当光场较强时光纤折射率将随光场幅度的变化而变化, 从而使相位随光场幅度而变化。因此随着光场在光纤中的传输，光场自身产生的非线性效应而引起的非线性相移，使光纤中传输的光脉冲前、后沿的相位相对漂移，这种现象称为光场的自相位调制（SPM ）本文分析了部分相干脉冲传输时, 当光纤通信系统中非线性效应起主要作用。色散相对比较弱时, 由自相位调制引起的频谱演变。 1.2 相干脉冲传输下自相位调制对脉冲频谱的影响 光的自相位调制是一种非线性效应,如同光束的自聚焦一样, 光的自相位调制要求有相当强的光才能观察到。 SPM 对光纤中脉冲传输的影响可以通过求解非线性传输方程(10.2 -30)进行分析。 为了突出SPM 对信号传输的影响, 假定脉冲的中心波长位于光纤的零色散波长上, 则在方程(10.2 - 30)中β2=0。 同时, 如前面几节的讨论, 作下述变换, 定义出归一化振幅: ),(),(,01T z U e P T z A z t T z αβ-=-= (1- 1) 式中, P0为输入脉冲的峰值功率; α为光纤损耗系数; U(z,T)是按随传输损耗减小的脉冲振幅峰值归一化后得到的信号脉冲形式, 它将只反映脉冲的形状和相位信息。 这样, 方程(10.2 - 30)变为： U U L e i z U NL z 2α-=?? (1- 2) 方程(1 -2)的解为： ),(),0(),(T z i NL e T U T z U ?= (1 - 3) 22),0(),0(1),(T U L Z T U L e T z NL eff NL z NL =-=-α?α (1 - 4) 说明SPM 效应并不影响初始脉冲的形状, 但产生了随脉冲幅度而变化的相位调制因子由(4) 可以看出非线性相移价NL ? 正比于2 ),0(T U ，那么它的瞬时变 化恒等于脉冲光强的变化, 引起脉冲的惆啾效应,使脉冲的不同的部位具有与中心频率饰不同的偏移量 ??? ????????? ??-???? ??=-m m NL eff T T T T L Z T m T 201 20ex p 2)(δω (1 - 5) δω的时间依赖关系可被看做频率咽啾,这种叨啾是由SPM 引起的,它随传输距离的增大而增大。换句话说, 当脉冲沿光纤传输时, 新的频率分量在不断产生这些由SPM 产生的频率分量展宽了频谱使之超过了Z=0处脉冲的初始宽度脉冲频谱展宽的程度与脉冲的形状有关。 最大相移与光纤的有效长度、峰值功率有关。最大相移峰值功率T0线性增大。SPM 所致频谱展宽在整个频率范围内伴随着振荡结构通常, 频谱由许多峰
多进制数字调制系统抗噪性能分析
安康学院 学年论文﹙设计﹚ 题目多进制数字调制系统抗噪性能分析 学生姓名任永森学号 2009222343 所在院(系)安康学院 专业班级电子信息工程 09级（1班） 指导教师张申华 2012年 6月8日
多进制数字调制系统抗噪性能分析 （作者：任永森） （安康学院电子与信息工程系电子信息工程专业09级，陕西安康725000） 指导教师：张申华 【摘要】本文以双模噪声为背景噪声，详细分析了二进制数字调制系统的抗噪声性能。它是对原建立在高斯噪声基础上通信与信号处理理论的完善与补充，有一定的普遍意义。在理论分析的基础上，给出了仿真结果并进行了分析。 【关键词】双模噪声相干检测非相干检测高斯型混合 Anti-noise performance of M-ary digital modulation system Author: Ren Y ongsen （Department of electronics and Information Engineering Ankang University of electronic information engineering09，Ankang 725000，Shaanxi） Directed by Zhang Shenhua Abstract：The bimodal noise background noise, a detailed analysis of the binary digital modulation noise immunity performance of. It is to build in the Gauss noise based on communication and signal processing theory perfect and supplement, has certain common sense. On the basis of theoretical analysis, simulation results and analysis. Key words：Bimodal Noise coherent detection noncoherent detection Gauss hybrid 0 引言 通信与信号处理理论一般是建立在高斯噪声基础之上的，它对建立在高斯噪声基础上的数字调制系统中的背景噪声为高斯噪声时的性能分析理论上已经比较完善。非高斯噪声研究是现代信号处理的核心内容之一，其应用范围以涉及地球物理各个领域。在信号处理方法中，特别是对于各种污染非高斯噪声的接收信号的检测和处理，用高斯噪声进行近似分析不能得到满意效果，所以在处理信号和数据时，首先要分清混有那类噪声，建立其数学模型进行处理。非高斯噪声比高斯噪声更具
幅度调制与相位调制
幅度/相位调制 过去几十年随着数字信号处理技术与硬件水平的发展，数字收发器性价比已远远高于模拟收发器，如成本更低，速度更快，效率更高。更重要的是数字调制比模拟调制有更多优点，如高频谱效率，强纠错能力，抗信道失真以及更好的保密性。正是因为这些原因，目前使用的无线通信系统都是数字系统。 数字调制和解调的目的就是将信息以比特形式（0/1）通过信道从发送机传输到接收机。数字调制方式主要分为两类：1）幅度/相位调制和2）频率调制。两类调制方式分别又成为线性调制和非线性调制，在优劣势上也各有不同，因此，调制方式的选择最终还需要取决于多方面的最佳权衡。 本文就对幅度/相位调制加以讨论，全文整体思路如下： 1 信号空间分析 在路径损耗与阴影衰落中已提出发送信号与接收信号的模型以复信号的实部来表示，而在本文中为了便于分析各调制解调技术，我们必须引入信号的几何表示。 数字调制将信号比特映射为几种可能的发送信号之一，因此，接收机需要对各个可能的发送信号做比较，从而找出最接近的作为检测结果。为此我们需要一个度量来反映信号间的距离，即将信号投影到一组基函数上，将信号波形与向量一一对应，这样就可以利用向量空间中的距离概念来比较信号间的距离。 1.1 信号的几何表示 向量空间中各向量可由其基向量表示，而在无线通信中，我们也可把信号用其相应的基函数来表示。本文我们讨论的幅度/相位调制的基函数就是由正弦和余弦函数组成的： 21()()cos (2)c t g t f t φπ=(1) 22()()sin (2)c t g t f t φπ=(2) 其中g (t )是为了保证正交性，即保证 220()cos (2)1T c g t f t dt π=? (3) 20()cos(2)sin(2)0T c c g t f t f t dt ππ=? (4) 则信号可表示为 12()()cos(2)()sin(2)i i c i c s t s g t f t s g t f t ππ=+ (5) 则向量s i =[s i1，s i2]T 便构成了信号s i (t )的信号星座点，所有的星座点构成信号星座图，我们把信号s i (t )用其星座点s i 表示的方法就叫做信号的几何表示。而两个星座点s i 和s k 之间的距离就是采用向量中长度的定义，这里不再赘述。 2 幅度/相位调制 相位/幅度调制主要分为3种： 1）脉冲幅度调制(MPAM)：只有幅度携带信息；
多进制数字调制3
2、四相绝对移相键控(QPSK)系统 a)QPSK信号的产生 QPSK信号利用载波的四种不同相位来表示数字信息。由于每一种载波相位代表两比特信息，因此每个四进制码元称为双比特码元。两个二进制码元中的前一比特用a 表示，后一比特用 b 表示，采用体系，则双比特ab 与载波相位的关系如右表。 在2PSK信号相干解调过程中会产生180?相位模糊。同样，对QPSK信号相干解调也会产生相位模糊问题，并且是0?, 90?,180?和270?四个相位模糊。故在实际中更实用的是四相相对移相调制，即QDPSK方式。 3、四相相对移相键控(QDPSK)系统 四相相对移相键控(QDPSK)信号是利用前后码元之间载波四种不同的相对相位变化来表示数字信息。若以前一双比特码元相位作为参考，??n为当前双比特码元与前一双比特码元初相差，则信息编码与载波相位变化关系如右表（π/2体系） 五、正交振幅调制（QAM） 在系统带宽一定的条件下，多进制调制的信息传输速率比二进制高，也就是说，多进制调制系统的频带利用率高。但是，多进制调制系统频带利用率的提高是通过牺牲功率利用率来换取的。因为随着M 值的增加，在信号空间中各信号点的最小距离减小，相应的信号判决区域也随之减小。因此，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号的错误概率也将随之增大。 振幅相位联合键控（APK）或正交振幅调制（QAM）就是为克服上述问题而提出来的。在M 较大时，可以获得较好的功率利用率，同时，其设备组成也比较简单。因此，它是目前研究和应用较多的一种调制方式。 正交振幅调制（QAM）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。 输入的二进制序列经过串/并变换器输出速率减半的两路并行序列，再分别经过 2 电平到L 电平的变换，形成L 电平的基带信号。为了抑制已调信号的带外辐射，该L 电平的基带信号还要经过预调制低通滤波器，形成X(t)和Y(t)，再分别对同相载波和正交载波相乘。最后将两路信号相加即可得到QAM 信号。 正交振幅调制（QAM）的原理 五、总结 六、布置作业： 课后习题
多进制数字相位调制(MPSK)系统.doc
多进制数字相位调制(MPSK)系统 多相移键控(MPSK -多相移键控)也被称为多相位系统,它是二相系统的推广。它是利用不同载波的相位状态来表征数字信息的调制。与二进制数字相位调制相似,它有绝对相位调制(MPSK)和相位调制(MDPSK)两种调制方式。本文以4PSK为例,主要介绍基于Xilinx ISE 仿真软件的多相移键控系统(MPSK)的设计。调制方法是简单的相位选择方法。它只专注于数字系统的设计,而忽略了模拟电路系统。关键词:多相移键控MPSK西林ISE选相方法摘要多进制数字相位调制(MPSK -多相移键控)又称多相制,是二相制的推广。它是利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。与二进制数字相位调制相同,多进制数字相位调制也有绝对相位调制(MPSK)和相对相位调制(MDPSK)两种。本文主要研究基于Xilinx ISE仿真软件设计的多进制数字相位调制(MPSK)系统,以4PSK系统为例。调制方法采用简便的相位选择法,且略去模拟电路系统部分,仅对数字系统进行设计。关键字: 多进制数字相位调制MPSK锡林郭勒ISE相位选择法武汉理工大学《FPGA课程设计》说明书目录摘要1摘要11 多进制数字相位调制11.1 MPSK概念11.2 MPSK原理12 四相相位调制(4PSK) 22.1 4PSK调制22.1.1相位选择法22.1.2直接调相法32.2 4PSK解调42.3 4PSK调制与解调系统设计53 ISE设计与仿真73.1 ISE操作环境73.1.1输入（设计条目)73.1.2综合（综合83.1.3)实现（实施83.1.4)验证（验证83.1.5)下载（下载)93.2 ISE程序设计93.2.1调制系统程
常用多进制数字调制技术基础
常用多进制数字调制技术基础 1 常用多进制数字调制技术及应用 1.1 QPSK(四相相移键控)技术及应用 (1)QPSK技术 在相移键控(PSK)技术中，通过改变载波信号的相位来表示二进制数0、1，而相位改变的同时，最大振幅和频率则保持不变。例如，可以用两种不同相位的正弦信号分别表示0和1，用0°相位表示0，用180°相位表示1，这种PSK技术称为二相位PSK或2-PSK，信号之间的相位差为180°。 同样，可以用4种不同相位的正弦信号分别表示00、01、10和11，例如，用0°相位表示00，用90°相位表示01，用180°相位表示10，用270°相位表示11。这样每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，信号之间的相位差为90°，这种PSK技术称为四相位PSK或QPSK，由于4个相位与四进制的4个符号相对应，也称四进制PSK调制。因每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，与2-PSK相比，其编码效率提高了1倍。 以此类推，当不同相位的载波数为8、16……时,分别称为8-PSK(八进制PSK)、16-PSK(十六进制PSK)……，理论上，不同相位差的载波越多，可以表征的数字输入信息越多，频带的压缩能力越强，可以减小由于信道特性引起的码间串扰的影响，从而提高数字通信的有效性。但在多相调制时，相位取值数增大，信号之间的相位差也就减小，传输的可靠性将随之降低，因而实际中用得较多的是四相制(4-PSK)和八相制(8-PSK)。 (2)QPSK的应用 QPS K广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入与移动通信及有线电视的上行传输。在卫星数字电视传输中普遍采用的QPSK调谐器可以说是当今卫星数字电视传输中对卫星功率、传输效率、抗干扰性以及天线尺寸等多种因素综合考虑的最佳选择。欧洲与日本的数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制，我国也出现了采用QPSK调制解调的卫星广播和数字电视机。 要实现卫星电视的数字化，必须在卫视传输中采用高效的调制器和先进的压缩技术，因为我国现行的PAL制彩色电视是采用625行/50场，其视频带宽5 MHz，根据4∶2∶2的标准，625行/50场的亮度信号(Y)的取样频率为13.5 MHz，每个色差信号(R-Y)和(B-Y)的取样频率均为6.75 MHz。当Y，(R-Y)，(B-Y)信号的每个取样为8 bit量化时，电视信号经数字化后的亮度信号码率为13.5×8=108 Mbps，色度信号的码率为6.75×8×2=108 Mbps，总码率为色亮码率之和，即216 Mbps，在现有的传输媒介中要传送这样宽带的数字电视信号是不可能的。
连续相位调制原理
连续相位QAM调制原理 1 引言 目前通信领域正处于急速发展阶段，由于新的需求层出不穷，促使新的业务不断产生，因而导致频率资源越来越紧张。在有限的带宽里要传输大量的多媒体数据，提高频谱利用率成为当前至关重要的课题，否则将很难容纳如此众多的业务。正交幅度调制(QAM)由于具有很高的频谱利用率被DVB-C等标准选做主要的调制技术。与多进制PSK(MPSK)调制不同，OAM调制采取幅度与相位相结合的方式，因而可以更充分地利用信号平面，从而在具有高频谱利用效率的同时可以获得比MPSK更低的误码率。 但仔细分析可以发现QAM调制仍存在着频繁的相位跳变，相位跳变会产生较大的谐波分量，因此如果能够在保证QAM调制所需的相位区分度的前提下，尽量减少或消除这种相位跳变，就可以大大抑制谐波分量，从而进一步提高频谱利用率，同时又不影响QAM的解调性能。文献中提出了针对QPSK调制的相位连续化方法，本文借鉴该方法，提出连续相位QAM调制技术，并针对QAM调制的特点在电路设计时作了改进。 2 连续相位QAM调制原理 QAM调制原理如图1所示。QAM调制的表达式一般可表示为 其中Am=dmA，Bm=emA，式中A是固定的振幅大小，(dm，em)由输入数据确定。 利用三角函数关系对(1)式进行变换可得 其中
Cm、θm分别表征QAM调制信号在一个码元区间[T，mT)内调制信号的振幅和相角大小。相应的，在相邻的下一个码元区间[mT，T)内，QAM调制信号可表示为 比较(2)、(4)式可以发现，普通的QAM调制过程中存在着△θ的相位跳变量。这种相位跳变的存在会增大调制信号的谐波分量，从而使频带展宽。由于有用信息主要集中在频谱的主峰附近，谐波中几乎不含有有用信息，所以从提高频谱利用率的角度，如果能够设法在保持每个码元主要区间内相位不变的前提下，在信号相邻码元的过渡区内逐点连续改变相位的值，直到下一个码元的主要部分，就可以使信号相邻码元之间的过渡区内最大相位差的绝对值趋近于零，从而既可以保证QAM调制所必须的相位差别，又避免了相位改变时的剧烈跳变，可以大大抑制谐波分量。 根据以上分析，连续相位QAM调制原理可用如下的公式表示 其中 称为连续化函数，2τ称为过渡区宽度，而把一个码元的其它部分称为该码元的主要部分。之所以选用这样的连续化函数，是因为考虑到sin函数取值在一l和+1 之间，并且是相当平滑的，这样S(t)的取值范围是[0，1]，于是运用公式(5)和(6)正好可以使相位在过渡区2τ内完成△θ的变化量，即从θm到θm+1的变化是在过渡区内逐渐完成的，这不同于一般QAM调制的相位跳变。在过渡区结束后，即进入一个码元的主要部分时相位已经达到与输入数据相对应的相位值θm+1。这种变化既满足了QAM调制相位转移的要求，又实现了用相位连续变化代替跳变的目的。
多进制数字相位调制(MPSK)系统
Abstract Multiple Phase Shift Keying (MPSK - multiple phase shift keying) is also called multi-phase system, which is the promotion of the two-phase system. It is the modulation to characterize digital information using the different carrier’s phase state. Similar with the Binary Digital Phase Modulation, it has the absolute phase modulation (MPSK) and phase modulation (MDPSK) as the two kinds of modulation methods. This article is mainly about the Multiple Phase Shift Keying system (MPSK) based on Xilinx ISE simulation software design, setting 4PSK as an example. The modulation method is the simple phase-selection method. It only concentrates on the design of digital system, neglecting the analog circuit system. Keywords: Multiple Phase Shift Keying MPSK Xilinx ISE phase-selection method
传输与接入(有线)知识点备考汇总
一、光纤通信系统概述 考点一：光纤的结构与分类 【考法分析】 本考点主要要求考生了解光纤的结构和分类，以填空题为主。 【要点分析】 l 光纤的中心的纤芯，纤芯外面是包层，纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成光波导效应，实现光信号的传输。 l 按光纤纤芯折射率来分：阶跃型光纤和渐变型光纤 按光纤传输模式来分：单模光纤和多模光纤，其中：单模光纤适合长距离，大容量的光纤通信系统 l 视频配套练习题 【2016】光纤的中心是（1），其外层是（2），中心折射率（3）于外层折射率，从而形成光波导效应，实现光信号的传输。按照光纤的折射分布来分，可分为（4）光纤和（5）光纤。光纤模式是满足边界条件的电磁场波动方程的解，按照传输模式数目来分，光纤可以分为（6）光纤和（7）光纤。 试题答案 （1）纤芯（2）包层（3）高（4）阶跃光纤（5）渐变型光纤（6）单模光纤（7）多模光 纤 【备考点拨】 熟记光纤的结构和分类。 考点二：光纤的传输特性 【考法分析】 掌握光纤的传输特性，填空、判断为主。每年必考！ 【要点分析】 l 光纤的传输特性包括：光纤的损耗和色散特性；光信号在光纤中传输时幅度会因损耗而减小；波形则因色散产生越来越大的失真，使得脉冲展宽。 l 光纤色散是指不同频率、不同模式的电磁波以不同群速度在介质中传播的物理现象。色散导致光脉冲在传播过程中展宽，前后脉冲相互重叠，引起数字信号的码间干扰，也会限制光纤的最高信息传输速率。 l 在光纤传输理论中色散分为模式色散和频率色散，频率色散分为材料色散和波导色散。l 在多模光纤中，模式色散占主导地位；单模光纤中不存在模式色散，会受到频率色散的影响；严格的来讲，对于高速大容量的光纤通信系统中还会受到偏振膜色散的影响。
密集波分复用(DWDM)传输原理考试题
密集波分复用（DWDM）传输原理考试题 一、填空题 1.DWDM系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个（低损耗）窗口，在传输过程中共享光纤放大器的高容量WDM系统。 2.DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）。 3.G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB，后者为（0.2dB）。 4.G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位移到（1550）nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 5.G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减＜（0.25）dB/km；色散系数在1~6ps/nm·km之间。 6.克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的（非线性）现象。 7.在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的（调制），这种现象称交叉相位调制。 8.当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的（非线性）会导致产生其它新的波长，就是四波混频效应。 9.光纤通信中激光器间接调制，是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际起到一个（开关）的作用。 10.恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的（高稳定）光源。 11.电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。 12.光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用（波分复用）器来实现。 13.光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用（角色散）元件来分离和合并不同波长的光信号。 14.DWDM系统中λ1中心波长是（1548.51nm）。
多进制数字相位调制系统课程设计
多进制数字相位调制系统课程设计
石家庄经济学院 通信实习报告 院系：信息工程学院学号： 姓名： 日期：2013.1.15
一、实习目的 1、通过本次专业课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分 析方法和仿真实现方法。 2、结合所学的MATLAB和EDA等软件仿真技术，完成通信专业相关课程内容的 建模和设计仿真。到达通信专业相关理论课程有效的巩固和整合，实现将理论知识和软件设计紧密结合。 3、通过本次专业课程设计达到培养学生的创新能力、通信系统建模和仿真设计 能力以及软件调试和分析能力的目的。 二、实习要求 1、应用通信类软件完成通信系统相关内容的设计和建模，并仿真出正确结果， 对仿真波形加以重点分析和说明。 2、按要求格式书写报告，原理充分、设计方法及仿真结果分析正确、条理清晰、 重点突出。 三、实习内容 （1）实习题目 多进制数字相位调制系统设计 （2）设计原理 一、多进制数字相位调制（MPSK） 多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波有2k个相位，它可以代表 k位二进制码元的不同码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对（差分）相移键控。 在MPSK信号中，载波相位可取M个可能值， 因此，MPSK信号可表示为 假定载波频率是基带数字信号速率的整数倍，则上式可改写为
上式表明，MPSK信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带调幅所得已调波之和。因此其带宽与MASK信号带宽相同，带宽的产生也可按类似于产生双边带正交调制信号的方式实现。下面以四相相位调制为例进行讨论。四相调相信号是一种四状态符号，即符号有00、01、10、11四种状态。所以，对于输入的二进制序列，首先必须分组，每两位码元一组。然后根据组合情况，用载波的四种相位表征它们。这种由两个码元构成一种状态的符号码元称为双比特码元。同理，k位二进制码构成一种状态符号的码元则称为k比特码元。 二、4PSK信号 四相PSK（4PSK）信号实际是两路正交双边带信号。 串行输入的二进制码，两位分成一组。若前一位用A表示，后一位用B表示，经串/并变换后变成宽度加倍的并行码（A、B码元在时间上是对齐的）。再分别进行极性变换，把单极性码变成双极性码，然后与载波相乘，形成正交的双边带信号，加法器输出形成4PSK信号。显然，此系统产生的是π／4系统PSK信号。 如果产生π／2系统的PSK信号，只需把载波移相π／4后再加到乘法器上即可。
数字调制系统的性能比较
衡量一个数字通信系统性能优劣的最为主要的指标是有效性和可靠性，下 面主要针对二进制频移键控(2FSK)、二进制相移键控(BPSK)、二进制差分相移 键控(DBPSK)以及四进制差分相移键控（DQPSK）数字调制系统，分别从误码 率、频带利用率、对信道的适应能力以及设备的可实现性大小几个方面讨论。 1. 误码率 通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系 统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。 在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解 调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式：相干解调时为互erfc r k形式（k只取决于调制方式），非相干解调时为指数函数形补误差函数(/) 式。 图1和图2是在下列前提条件下得到： ①二进制数字信号“1”和“0”是独立且等概率出现的； ②信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，单边功率谱密度为0n，信道参 恒定； ③通过接受滤波器后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为2n ； ④由接收滤波器引起的码间串扰很小，忽略不计； ⑤接收端产生的相干载波的相位差为0。 调制方式 相干解调非相干解调 P e 解调方式
图1 各种数字调制系统误码率 2ASK 1 (/4)2erfc r /4 12r e - 2FSK 1 (/2)2erfc r /2 12r e - BPSK 1 ()2erfc r — DBPSK ()erfc r 12r e - DQPSK (2sin ) 2erfc r M π —
图2 二进制数字调制系统的误码率曲线 图3a MDPSK 信号误码率曲线 图3b MPSK 信号的误码率曲线 (1) 通过图1从横向来看并结合图2得到： 对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率，相干解调方式的抗噪声性能优于非相干解调方式。但是，随着信噪比r 的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显，误码率曲线有所靠拢。 (2) 通过图1从纵向来看： ①若采用相干解调，在误码率相同的情况下，2224ASK FSK BPSK r r r ==，转化 成分贝表示为 22()3()6()ASK FSK BPSK r dB dB r dB dB r dB =+=+，即所需要的信噪比的 要求为：BPSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK 小3dB ；BPSK 和DBPSK 相比，信噪比r 一定时，若 () e BPSK P 很小，则 ()()/2 e DBPSK e BPSK P P ≈，若 () e BPSK P 很大，则有 ()()/1 e DBPSK e BPSK P P ≈，意味着 () e DBPSK P 总是大于 () e BPSK P ，误码率增加，增加的系 数在1~2之间变化，说明DBPSK 系统抗加性白噪音性能比BPSK 的要差；总
fpga多进制数字相位调制(MPSK)
课程设计 题目多进制数字相位调（MPSK）学院信息工程学院 专业通信工程 班级 姓名 指导教师 年月日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多进制数字相位调制（MPSK） 初始条件： （1） Quartus II 9.1软件 （2）课程设计辅导书：《Xilinx FPGA 设计与实践教程》 （3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、通信原理 要求完成的主要任务: （1）掌握多进制数字相位调制（MPSK）解调原理； （2）掌握仿真软件Quartus II的使用方法； （3）完成用FPGA对多进制数字相位调制（MPSK）解调设计仿真，并对仿真结果进行分析。 时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要................................................................ I Abstract .......................................................... I I 1. 绪论 (1) 2. 基本原理及数学模型 (2) 2.1 MPSK的调制原理 (2) 2.2 4PSK信号 (3) 3. 仿真及结果分析 (6) 3.1 MPSK调制电路VHDL程序及仿真 (6) 3.1.1 MPSK调制方框图 (6) 3.1.2 MPSK调制电路符号 (7) 3.1.3 MPSK调制程序注释 (7) 3.1.4 MPSK调制程序仿真及注释 (8) 3.1.5 MPSK调制程序RTL图 (9) 3.2 MPSK解调电路VHDL程序及仿真 (10) 3.2.1 MPSK解调方框图 (10) 3.2.2 MPSK解调电路符号 (11) 3.2.3 MPSK解调程序及注释 (11) 3.2.4 MPSK解调程序仿真及注释 (12) 3.2.5 MPSK解调程序RTL图 (13) 4.设计及实现过程中遇到的问题 (14) 5. 结论 (14) 6．参考文献 (15) 附录一：MPSK调制VHDL程序 (16) 附录二：MPSK解调VHDL程序 (17)
多进制数字调制2
导入新课： 随着数字通信的发展，人们对频带利用率的要求不断提高，多进制数字调制作为一种解决方案获得了广泛应用。 讲授新课： 课题二 多进制数字调制 一、多进制数字调制系统 由于二进制数字调制系统频带利用率较低，使其在实际应用中受到一些限制。在信道频带受限时 为了提高频带利用率，通常采用多进制数字调制系统。所谓多进制数字调制系统就是用多进制的基带信号去调制载波的幅度、频率或相位。相应地有多进制振幅调制、多进制频率调制和多进制相位调制。 与二进制数字调制系统相比具有如下特点： 1）在相同的码元速率RB 下，多进制数字调制系统的信息速率比二进制高； )/( log 2s bit M R R B b 2）在相同的信息速率下， 多进制码元速率比二进制系统的低，增大码元宽度，可以增加码元的能量，并能减小码间干扰的影响。 二、多进制数字振幅调制系统 1、多进制数字振幅调制(MASK)的原理 多进制数字振幅调制又称多电平调制，它是二进制数字振幅键控方式的推广。M 进制数字振幅调制信号的载波幅度有M 种取值，在每个符号时间间隔Ts 内发送M 个幅度中的一种幅度的载波信号。 四进制数字振幅调制信号的时间波形 M 进制数字振幅调制可以看成是M 个不同振幅的2ASK 信号的叠加。 b) 多进制数字振幅调制信号的功率谱密度 M 进制数字振幅调制可以看成是M 个不同振幅的2ASK 信号的叠加。 M
进制数字振幅调制信号的功率谱密度是这M 个不同振幅的2ASK 信号功率谱密度之和。尽管叠加后频谱结构很复杂，但其带宽与2ASK 信号的相同。 多进制数字振幅调制信号的带宽：基带22B f B s MASK == c) MASK 信号的产生及解调 MASK 信号的产生方法与2ASK 类似，差别在于基带信号为M 电平。 将二进制信息n 位（n=log2M ）分为一组，然后变换为M 电平，再送入幅度调制器。除了可以采用双边带调制外，也可以用多电平残留边带调制或单边带调制等。基带信号的波形最简单的为矩形脉冲，为了限制信号频谱也可用其他波形如升余弦滚降波形，或部分响应波形等。 MASK 信号的解调可以采用非相干解调即包络检波，或相干检测。 三、多进制数字频率调制系统 1、多进制数字频率调制的基本原理 多进制数字频率调制(MFSK)简称多频调制，它是2FSK 方式的推广。 时域表达式：( )()t t s t e i i MFSK ωcos = ()???<<<<=”时发送的符号不为“0，在时间间隔0”时发送的符号为“0在时间间隔 ，i T t i T t A t s s s i ωi 为载波角频率，共有 M 种取值。通常可选载波频率 fi=n/2T ，n 为正整数，此时M 种发送信号相互正交。 2、多进制数字频率调制的基本原理
多进制频率调制解调系统的设计毕业设计
多进制频率调制解调系统的设计 【摘要】MFSK ---多进制数字频率调制，简称多频制，是2FSK方式的推广。它是用不同的载波频率代表各种数字信息。在数字通信系统中，数字调制与解调技术占有非常重要的地位。随着FPGA 技术的发展，数字通信技术与 FPGA的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。文中介绍了MFSK 调制解调的原理, 并基于 VHDL 实现了MFSK 调制解调电路设计，仿真结果表明设计方案是可行的。整个系统的功能在EDA技术开发平台均调试通过，并在MAX7000S系列FPGA上硬件实现，具有较高的实用性和可靠性。 【关键词】MFSK；VHDL；调制；解调
Design and Simulation of MFSK Modulation Circuit Based on VHDL XX (Grade 03,Class 1,Major electronics and information engineering ，Electronics and information engineering Dept.，XX University of technology XXXX,XX) Tutor: XX 【Abstract】MFSK --- Multi-band digital frequency modulation, referred to as multi-frequency system is the way 2FSK promotion. It is representative of a different variety of digital information carrier frequency. In digital communication system, the digital modulation and demodulation plays an important role with the development of FPGA technology, the combination of digital communication technology with FPGA is an inevitable trend. This paper gives the principle of MFSK modulation and demodulation. Based on VHDL, the design of MFSK modulation circuit is realized. The simulation result indicates that this scheme is feasible. 【Key words】MFSK;VHDL; modulation; demodulation
多进制调制解调(DOC)
南华大学电气工程学院 通信原理课程设计 设计题目：多进制数字调制解调系统设计 专业：通信工程 学生姓名:学号: 起迄日期:2015 年6月29日~2015年7月10日指导教师: 系主任：
《通信原理课程设计》任务书
摘要：多进制数字调制基于二进制调制，通过采用多进制调制的方式，使得每个码元传送多个比特的信息，从而在信息传送速率不变的情况下提高频带利用率。与二进制类似，多进制调制有多进制振幅键控（MASK）、多进制频移键控（MFSK）、多进制相移键控（MPSK）和多进制差分相移键控（MDPSK）。本文介绍了多进制调制的原理，并通过Systemview软件，设计了MASK和MFSK调制解调系统。 关键词：多进制调制MASK MFSK
目录 1绪论 (6) 1.1引言 (6) 1.2 MASK调制的基本原理介绍 (7) 1.3 MFSK调制的基本原理介绍 (8) 2 MASK调制设计方法与步骤分析 (9) 2.1 建立仿真电路 (9) 2.2参数设置 (10) 2.3运行时间设置 (10) 2.4 运行系统 (11) 2.5测试结果和分析 (12) 3 MFSK调制设计方法与步骤分析 (13) 3.1 建立仿真电路 (13) 3.2参数设置 (14) 3.3运行时间设置 (14) 3.4 运行系统 (15) 3.5测试结果和分析 (15) 4 心得与体会 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
1绪论 1.1引言 二进制数字调制系统是数字通信系统最基本的方式，具有较好的抗干扰能力。但是由于一个码元只能传送两个比特的信息，因此其频带利用率较低，这一点使得其在实际应用中受到一定的限制。在信道频带受限时，为了提高频带利用率，通常采用多进制数字调制系统。其代价是增加信号功率和实现的复杂性。由信息 传输速率R b 、码元传输速率R B 和进制数M之间的关系可知，在信息传送速率不 变的情况下，通过增加进制数M可以降低码元传送速率，从而减小信号带宽，节约频带资源，提高系统的频带利用率。虽然多进制调制带来了信号功率上升和实现上更加复杂，但是随着现代社会的发展，对数据传输要求的迅速增长必然要求多进制调制的进一步应用，而电子技术的飞速发展也使得其调制解调的实现也变得相对简单起来，因此多进制调制的应用必然变得更加广泛。 与二进制数字调制系统相类似，若用多进制数字基带信号去调制载波的振幅，频率或相位，则可相应地产生多进制振幅调控、多进制数字频率调制和多进制数字相位调制。 1.2多进制振幅键控（4ASK）的调制解调原理 振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。在4Ask中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应四进制信息“0”或“1”或“2”或“3” MASK信号的一般表达式为 e2ASK（t）=s（t）coswct 其中 s（t）=Σa n g(t-nTs) 式中：Ts为码元持续时间；g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形，为简便起见，通常假设g(t)是高度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲；an是第n个符号的电平取值。 MASK信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法，相应的调制器如图1-1所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；
通信专业实务—传输与接入 练习题
通信专业实务—传输与接入练习题第一章光纤通信概述 一、单项选择题 1.通信用光纤按其传输的光信号模式的数量可分为(B)。 A(1310nm和1550nm B.单模和多模 C(色散位移和色散没有位移 D.骨架式和套管式 2.色散位移光纤通过改变折射率分布，将1310nm附近的零色散点，为一道 (C)nm附近。 A(980 B.1310 C.1550 D .1650 3.G .652光纤在1550nm附近进行光波复用传输距离主要受到(B)限制。 A(衰减 B.色散 C.发送光功率 D.光缆外护套 4.G(653光纤在1550nm附近色散极小，但由于(C)导致G.653并不适合于DWDM传输。 A.受激拉曼散射SPS B .受激布里渊散射SBS C(四波混频FWM D.衰减 5.最适合DWDM传输的光纤是(D)。 A.G.652 B.G.653 C.G.654 D.G.655 6.以下说法正确的是(A) A.一般LD与光纤的耦合效率比LED高。 B.LED属于阈值器件。 C.LED主要靠受激辐射效应发光。 D.由于LED的线性比LD好，因此LED更适合高速传输系统。 7.对于普通单模光纤，一般认为不存在的是(C)。 A.材料色散 B.波导色散 C.模式色散 D.波长色散 8.以下不属于我国PDH速率体系的是(D)。
A.140Mbit/s B.8Mbit/s C.34Mbit/s D.45Mbit/s 二、多项选择题 1.从光纤色散产生的机理可分为(ABD)。 A.模式色散 B.材料色散 C.非线性色散 D.波导色散 2.G.652光纤在1310nm和1550nm波长上描述正确的有(AB)。 A.在1310nm色散较小，但衰耗较1550nm大 B.在1550nm衰耗较小，但色散较1310nm大 C.在1310nm色散较小，但衰耗较1550nm小 D.在1550nm衰耗较大，但色散较1310nm小 3.有关G.655光纤以下正确的描述是(ABCD)。 A.G.655较G.652在1550nm附近的色散小 B.G.655较G.653在1550nm附近的FWM效应要小 C.G.655在1550nm窗口同时具有了较小色散和较小衰减 D.G.655工作区色散可以为正也可以为负 4.LD和LED相比，主要区别在于(ABCD)。 A.LD发出的是激光，LED是荧光 B.LED的谱线带宽较宽，调制效率低 C.LD一般适用于大容量、长距离的传输系统 D.LED成本低，适用于短距离、小容量的传输系统 5.光源的调制方法一般分为(AB)。 A.直接调制 B.简介调制 C.自相位调制 D.交叉相位调制 6.以下属于我国PDH 体制的速率体系有(ABCD)。 A.2Mbit/s B.8Mbit/s C.34Mbit/s D.140Mbit/s 7.克尔效应也称做折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的非线性现象。非线性折射率波动效应可分为(ABC)。