多进制调制的应用
分析法在多进制数字调制教学中的应用
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数 字调 制是 通 信 原理 课 程 中非 常重 要 的 一个
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维普资讯
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解释脉冲整形滤波器在带限通信系统中发挥的作用。
脉冲整形滤波器在带限通信系统中发挥的作用在带限通信系统中，脉冲整形滤波器扮演着至关重要的角色。
随着通信技术的飞速发展，对于信号传输效率和频谱利用率的要求日益提高。
脉冲整形滤波器作为一种信号处理工具，在优化信号波形、降低带外辐射、提高系统性能方面发挥着重要作用。
一、脉冲整形滤波器的基本概念脉冲整形滤波器是一种数字滤波器，用于改变数字信号的波形，以优化其在特定带宽内的传输性能。
通过对信号进行整形处理，脉冲整形滤波器可以在保持信号完整性的同时，降低信号在带外的频谱泄露，从而提高频谱利用率。
二、脉冲整形滤波器的工作原理脉冲整形滤波器的工作原理主要基于数字信号处理理论。
在发送端，原始数字信号经过脉冲整形滤波器后，其波形会发生变化，以适应信道特性。
在接收端，通过相应的匹配滤波器，可以恢复出原始信号。
整形后的信号在带宽有限的信道中传输时，能够更好地抵抗噪声和干扰，提高信号传输的可靠性。
三、脉冲整形滤波器在带限通信系统中的应用1. 降低带外辐射在带限通信系统中，信号的带外辐射会导致频谱资源的浪费和干扰其他信道。
脉冲整形滤波器通过优化信号波形，降低带外辐射，使得信号能量更集中在所需带宽内，从而提高频谱利用率。
2. 抵抗多径干扰多径干扰是无线通信系统中常见的干扰形式，会导致信号衰落和失真。
脉冲整形滤波器可以通过调整信号波形，增强信号在多径环境下的抗干扰能力，提高信号传输的稳定性。
3. 提高信号传输速率在高速数字通信系统中，信号传输速率是衡量系统性能的重要指标。
脉冲整形滤波器可以通过优化信号波形，减少码间干扰，提高信号传输速率。
同时，整形后的信号在接收端更易于检测和恢复，进一步提高了系统性能。
4. 实现多进制调制多进制调制是一种提高频谱利用率的有效方法。
脉冲整形滤波器可以与多进制调制技术相结合，通过调整信号波形和幅度等参数，实现更高效的信号传输。
整形后的多进制调制信号在带宽有限的信道中传输时，能够保持较低的误码率和较高的传输速率。
新一代无线通信系统中的多进制调制技术
新一代无线通信系统中的多进制调制技术随着科技的不断进步，无线通信系统也在不断发展。
从最初的模拟通信系统到现在的数字通信系统，无线通信技术已经取得了巨大的进步。
而在新一代无线通信系统中，多进制调制技术成为了研究的热点之一。
一、多进制调制技术的背景在传统的无线通信系统中，常用的调制方式是二进制调制，即调制信号只有两个取值，通常表示为0和1。
这种调制方式在一定程度上满足了通信系统的需求，但随着无线通信系统的发展，二进制调制已经不能完全满足高速、大容量的通信需求。
二、多进制调制技术的原理多进制调制技术是指调制信号具有多个取值的调制方式。
与二进制调制不同，多进制调制技术可以将调制信号的取值扩展到多个，通常表示为0、1、2、3等。
这样一来，调制信号的取值范围就更广了，可以表示更多的信息。
三、多进制调制技术的优势多进制调制技术相比于二进制调制技术具有以下几个优势：1. 提高数据传输速率：多进制调制技术可以在单位时间内传输更多的信息，从而提高了数据传输速率。
这对于高速、大容量的通信系统来说非常重要。
2. 增加频谱利用率：多进制调制技术可以将更多的信息编码到调制信号中，从而增加了频谱的利用率。
这对于频谱资源有限的无线通信系统来说尤为重要。
3. 提高抗干扰能力：多进制调制技术可以通过调整调制信号的取值范围来提高抗干扰能力。
这对于无线通信系统中存在的各种干扰非常有帮助。
四、多进制调制技术的应用多进制调制技术在新一代无线通信系统中有着广泛的应用。
例如，在5G通信系统中，多进制调制技术可以用于提高数据传输速率和频谱利用率，从而满足高速、大容量的通信需求。
此外，多进制调制技术还可以应用于物联网、智能交通等领域，为各种应用场景提供更可靠、高效的通信服务。
五、多进制调制技术的挑战尽管多进制调制技术具有诸多优势，但其也面临着一些挑战。
首先，多进制调制技术需要更复杂的调制解调器，这对于硬件设计和实现来说是一个挑战。
其次，多进制调制技术在传输过程中对信道的要求更高，需要更好的信道估计和均衡技术。
毕业论文-多进制数字信号调制系统
本科毕业设计（论文）题目多进制数字信号调制系统设计学生姓名XX 学号0907050208教学院系电气信息学院专业年级通信工程2009级指导教师汪敏职称讲师单位西南石油大学辅导教师职称单位完成日期2013 年 6 月9 日Southwest Petroleum UniversityGraduation ThesisSystem Design of M-ary Digital Signal ModulationGrade: 2009Name:Liu ShaSpeciality: Telecommunications EngineeringInstructor: Wang MinSchool of Electrical Engineering and Information摘要由于数字通信系统的实际信道大多数具有带通特性，所以必须用数字基带信号对载波进行数字调制。
也因此，数字调制方法成为了当今的热点研究对象，其中最常用的一种是键控法。
在带通二进制键控系统中,每个码元只能传输1比特的信息，其频带利用率不高,而频率资源又是极其宝贵的，为了能提高频带利用率,最有效的办法是使一个码元能够传输多个比特的信息，这就是本文主要研究的多进制数字调制系统，包括多进制数字振幅调制(MASK)、多进制数字频率调制(MFSK)和多进制数字相位调制(MPSK)。
多进制键控系统可以看作是二进制键控系统的推广，可以大大提高频带利用率，而且因其抗干扰性能强、误码性能好，能更好的满足未来通信的高要求，所以研究多进制数字调制系统是很有必要的。
本文通过对多进制数字调制系统的研究，采用基于EP2C35F672C8芯片，运用VHDL硬件描述语言，完成了多功能调制器的模块化设计。
首先实现多进制数字振幅调制(MASK)、多进制数字频率调制(MFSK)和多进制数字相位调制(MPSK) 的设计，将时钟信号通过m序列发生器后产生随机的二进制序列，再通过串/并转换器转换成并行的多进制基带信号；其次分别实现数字调制模块2-M电平变换器、分频器以及四相载波发生器的设计；最后在顶层文件中调用并结合四选一多路选择器，从而完成多功能调制器的设计。
多进制数字调制中误码率和误信率之间的关系
2012.No16摘 要 讨论了M进制数字系统中的误码率和误比特率的关系，指出当M个码元等概率分布，并且M为2的整数次方时，误码率和误比特率具有确定的数学关系式，但是当M不为2的整数次方时，该关系式不成立。
最后解释了一般情况下误比特率低于误码率的原因，并指出在误码率和误信率关系问题上容易出现的误区。
关键词 数字系统 误码率 误比特率 M进制1 问题的提出数字通信的可靠性用误码率和 误信率来衡量，误码率Pe 定义为错误码元数占传输总码元数的比例，误信率Pb定义为错误比特数占传输总比特数的比例[1]。
与[1]配套的教辅资料[2]第7页表明，在M进制数字系统中，误码率Pe和误信率Pb的关系为：（1）这里没有对M进行限制。
必须注意的是，仅当M为2的整数次方，即M=2k（k为正整数）时，才有这个数学关系成立，否则不成立。
下面说明公式（1）的来历，并举反例说明当M不为2的整数次方时，公式（1）不成立。
2 问题的解决假设M个码元是等概的，由于M=2k，所以每个码元有k比特，分别编码为00...0，00...1，...，11...1等，并且每个比特位上0和1出现的概率各为1/2，即0和1各出现2k-1次。
假设每个码元都等概地错成别的码元，那么每个0和1都有2k-1-1次不发生错误，2k-1次发生错误，即在发生误码的条件下，每个比特发生错误的概率为2k-1/[(2k-1-1)+2k-1]，即2k-1/(2k-1)，所以误比特率为（2）用M代替2k，即得公式（1）。
如果M不为2的整数次方，那么公式（1）不成立。
例如，当M=3时，码元0,1,2分别用唯一可译等长码00,01,10表示，这时由于0和1不是等概出现的，就不能用公式（1）计算误码率和误信率的关系。
事实上，当误码率为1/3，容易计算得误比特率为2/9，而用公式（1）计算得误比特率为1/4。
因此，必须对公式（1）中的M加以限制，只有当M为2的整数次方时，公式才成立。
多进制数字调制原理
多进制数字调制原理咱先得知道啥是数字调制哈。
你想啊，咱们生活中有好多信息，像你给朋友发的短信内容啊，手机上看的视频啥的，这些信息在传播的时候可不能就那么原封不动地“走”，得经过处理，这个处理的过程就有点像给信息穿上不同的“衣服”，这就是调制啦。
那多进制数字调制又是啥呢？普通的二进制数字调制呢，就像是只有两种选择，是或者不是，0或者1。
但是多进制数字调制就像是打开了一个多选项的大门。
比如说四进制数字调制，就有0、1、2、3这四个选项呢。
这就好比你去买冰淇淋，二进制的时候就只有香草味和巧克力味两种选择，四进制就像是突然多了草莓味和抹茶味。
多进制数字调制为啥要这么干呢？这是因为它能在同样的带宽下传输更多的信息。
就像一条小路上，二进制的时候一次只能运两种东西，多进制的时候就能运更多种类的东西啦。
比如说在无线通信里，咱们都想在有限的频段里传更多有用的信息，多进制数字调制就像是一个超级搬运工，能把更多信息一股脑儿地搬过去。
那多进制数字调制是怎么实现的呢？这就涉及到一些数学魔法啦。
咱们以四进制相移键控（QPSK）为例。
它是通过改变信号的相位来表示不同的数字信息的。
想象一下，信号就像一个小舞者在跳舞，它可以跳到四个不同的位置，每个位置就代表一个四进制的数字。
比如说，0度的相位可以代表0，90度的相位代表1，180度代表2，270度代表3。
这小舞者可机灵了，它根据要传输的数字信息，快速地跳到相应的位置，接收端呢，就看着这个小舞者跳到哪了，然后就知道传来的是啥数字啦。
再说说多进制数字调制的信号特点吧。
它的信号看起来可比二进制复杂多啦。
就像是一幅色彩更丰富的画，二进制的画可能只有黑白两种颜色，多进制的画就有好多种颜色混合在一起。
但是这种复杂也带来了一些挑战。
比如说在接收端，要更准确地判断这个复杂的信号到底代表啥数字就有点难度，就像你在一堆五颜六色的小珠子里找特定颜色组合的珠子一样。
在实际的通信系统里，多进制数字调制可是大功臣呢。
通常采用多进制数字调制系统
b ×
相位选择法产生4PSK
输入 串 /并 变换 逻辑 选相 电路 4 5°1 35 °2 25 °3 15 ° 四相 载波产 生器 带通 滤波 器 输出
在2PSK信号相干解调过程中会产生180°相位模糊。 同样， 对4PSK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。因此， 在实际中更实用的是四相相对移相调制，即4DPSK方式。
数字信号频带传输
多进制调制
多进制数字调制系统
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。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。其代价是增加信号功率和实现上的复杂性。 由信息传输速率Rb、码元传输速率RB和进制数M之间的关系 可知，在信息传输速率不变的情况下， 通过增加进制数M，可以降低码 元传输速率，从而减小信号带宽，节约频带资源，提高系统频带利用率。 由关系式
2 PSK
－4 0
－6 0 1 2Ts 1 Ts 3 2Ts 2 Ts f－fc
图6－４1 4进值数字相位调制信号功率谱
a
4PSK 信 号 可 以 采用正交调制 的方式产生， 正交调制器可
输入 串/ 并 变换 载波 振荡
× cos ct － 移相 2 sin ct 输出 ＋
以看成由两个
信 道
…
M
检波 器
带通 f1 带通 f2
输出
逻辑 电 路
抽样 判决 器
检波 器
接收 滤波 器
MFSK信号具有较宽的频 带，因而它的信道频带 利用率不高。多进制数 字频率调制一般在调制 速率不高的场合应用
多进制数字调制技术
概述
特点
在相同的码元传输速率下，多进制调制系统信息传输速率 比二进制系统高。
Rb RBN log 2 N
b
s
在相同的信息传输速率下，多进制码元传输速率比二进制 低。增大码元宽度，会增加码元能量，并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响。 在相同的噪声下，多进制数字调制系统的抗噪声性能低于 二进制数字调制系统。
k
RS W 1
概述
常见的多进制调制：多振幅调制（MASK）、多频率调制、多相位调 制以及它们的组合等。 多进制调制提高了信息速率，同时节约了频带。但是误码率会增加。
概述
在相同时间内二进制编码只传输6位二进制数，但多进制 编码共传输了12位二进制
（a）用二进制数进行传输二进制数“101101”的波形图 （ b ）是用四进制数传输四进制数 “011011100010 （用二进制表示四 进制数）的波形图
项目1-2 数字调制技术
鄢立
多进制调制技术
录
目
Contents
02
01
概述 多进制数字调制技术
Part
01
概述
鄢 立
概述
为了有效利用频带，提高信息传输速率而采用多进制调制。 多进制调制通常以降低功率利用率为代价来提高其频带利用 率。 （1）频带利用率——单位频带内所能传输的最大比特率。频 带利用率大于2bit/Hz的调制为高效调制。 （2）功率利用率——误码率达到要求时所需的最小信号与噪 声的功率比值。
多进制频移键控（MFSK）
利用串并变换电路和逻辑电路将输入的二进制码转换成多 进制码。当某组二进制码到来时，逻辑电路的输出仅打开 相应的一个门电路，将和该门电路相应的载波发送出去； 其他频率对应的门电路此时是关闭的。当一组组二进制码 元输入时，通过相加器输出的就是一个多进制频率键控的 波形。
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辽宁工程技术大学
3、MPSK的应用
• 多进制数字相位调制又称多相制，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。
• 多相制是一种频带利用率较高的高效率传输 方式。再加之有较好的抗噪声性能，因而得 到广泛的应用，而MDPSK比MPSK用得更 广泛一些。
L/O/G/O
Application 多进制调制的应用
李建民
Contents
1
多进制幅度键控(MASK) 多进制频移键控(MFSK)
2
3 多进制相移键控(MPSK/MDPSK)
嵌入式系统开发概述
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1、MASK的应用
• 多进制数字幅度调制（MASK）又称为多电 平调制，它是二进制数字幅度调制方式的推 广。 M进制幅度调制信号的载波振幅有M种 取值，在一个码元期间内，发送其中的一种 幅度的载波信号。 • 多进制幅度调制是一种高效的调制方式，但 抗干扰能力较差，因而一般只适宜在恒参信 道中使用，如有线信道。
MASK的应用
1、基于MASK的神经网络算法用于解调处理 ，其抗干扰性能优于传统方法。解调系统为 并行结构，所以处理速度比传统速度更快。 2、开发多信道通信系统时，针对MASK中频 信号发生器和接收机的FPGA设计及实现的 研究，研究结果表明能增加系统的冗余性， 提高系统的可靠性。
辽宁工程技术大学
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2、MFSK的应用
• 多进制数字频率调制（MFSK）简称多频制 ，是2FSK方式的推广。它是用 M个不同的 载波频率代表M 种数字信息。 • 多进制频移键控(MFSK)是无线通信中广泛 采用的一种调制方式 • 多频制的主要缺点是信号频带宽，频带利用 率低。因此，MFSK多用于调制速率较低及 多径延时比较严重的信道，如无线短波信道 。
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L/O/G/O
Thank You!
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Hale Waihona Puke 辽宁工程技术大学2ASK的应用
• 二进制幅度键控（2ASK）方式是数字调制
方式中出现最早，也是最简单的一种方法。 这种方法最初用于电报系统，但由于它的抗 噪声能力较差并且频带利用率较低，故在数 字通信中用得不多。不过，二进制振幅键控 常常作为研究其它数字调制方式的基础，因 此熟悉它仍然是必要的
辽宁工程技术大学
MASK的应用
3、有较为广泛的市场前景的应用如智能系统 ，包括家庭保安系统、自动化控制系统、汽 车门禁系统以及RFID等领域。工作于超高频 （UHF）的射频接收机也常使用MASK数字 调制方式 如基于MASK无线射频收发模块的安防系统 ，无线射频数据传送电路和 EMC微处理器 设计为一体，构成具有检测不同信号和无线 数据传输的功能模块，并通过无线接收模块 与电话网络连网，应用于家庭及单位的安防 系统。
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QPSK的应用
• 四相移键控(QPSK) 调制技术广泛应用于数 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。