调制解调技术
像压缩编码与信道编码传输是数字电视系统实现的关键技术，而调制解调技术作为信道编码传输技术的重要组成部分，在数字电视领域非常重要。数字高清晰度电视的图像信息速率接近1Gb／s，要在实际信道中进行传输，除应采用高效的信源压缩编码技术、先进的信道编码技术之外，采用高效的数字调制技术来提高单位频带的数据传送速率也极为重要。
数字电视信号经信源编码及信道编码后，将面临信号传输，传输目的是最大限度地提高数字电视覆盖率，根据数字电视信道特点，要进行地面信道、卫星信道、有线信道的编码调制后，才能进行传输。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。由于在数字电视系统中传送的是数字电视信号，因此必须采用高速数字调制技术来提高频谱利用率，从而进一步提高抗干扰能力，以满足数字高清晰度电视系统的传输要求。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。此外，正交幅度调制(QAM)是对载波振幅与相位同时进行数字调制的一种复合调制方式，可进一步提高信号传输码率，在实际中得到广泛应用。
调制方式可分为二进制调制方式与多进制调制方式两大类，其主要区别是：前者是利用二进制数字信号去调制载波的振幅、频率或相位；后者则是利用多进制数字信号去调制载波的振幅、频率或相位。多进制数字已调信号的被调参数在一个码元间隔内有多个可能取值，按照Nyquist第一准则，在二进制情况下，每1Hz 频带最高可传输2b／s信息，对于多进制，r=2D，一个波形相当于D个二进制符号，则每1Hz频带最高可传输2Db／S信息，可见频带利用率大为提高。但在干扰电平相同时，多电平判决比二电平更容易出错，因而多进制调制的抗干扰能力也随之降低。简单归纳，多进制调制与二进制调制相比较，具有以下特点：
·在相同码元传输速率下，多进制系统的信息传输速率明显比二进制系统高，例如四进制是二进制的两倍，八进制是二进制的三倍；
·在相同信息速率下，由于多进制码元传输速率比二进制低，因而其持续时间比二进制长，即增大码元宽度，会增加码元能量，并能减少信道特性引起的码间干扰影响；
·多进制调制的不足是：在干扰电平相同时，由于相邻码组的相移差别减少，因而多电平判决比二电平更容易出错，即抗干扰能力降低，此外，多进制接收也比二进制复杂。
高速数字调制技术通常用于混合光纤同轴电缆传输系统中，主要有QPSK调制、QAM调制、OFDM调制、VSB调制、扩频调制五种，目前在数字电视传输系统中采用的调制技术主要包括正交相移键控调制(QPSK)、多电平正交幅度调制(MQAM)、多电平残留边带调制(MVSB)以及正交频分复用调制(OFDM)。例如，在欧洲DVB系统中，数字卫星广播(DVB-S)采用OPSK，数字有线广播(DVB-C)采用QAM，数字地面广播(DVB-T) 采用编码正交频分复用调制(COFDM)。
在数字电视传输系统中，选择不同的调制方式必须考虑传输信道特性，具体如下：有线广播上行信道存在漏斗效应，卫星广播天电干扰严重，因此应选择抗干扰能力较强、而频谱利用率不高的QPSK技术；在地面广播中，由于多径效应非常严重，因此应采用抗多径干扰显著的OFDM技术；而在有线广播下行信道中，由于干扰较小，因而可采用频谱利用率较高的QAM技术。总之，应根据数字电视传输信道的特性来选择合适的数字调制方式，以实现有
效利用信道资源、消除各种噪声干扰的目的。下面列出各种多进制数字调制技术频谱利用率的理论值与实用值，它们可为数字电视传输系统设计提供参考。
数字调制技术基本原理
数字基带信号中含有丰富的低频分量，由于传输信道的频率特性通常有限，即存在上、下限频率，超过此界限则不能进行有效数据传输，因此数字基带信号的频谱特性与信道频谱特性不匹配，不适于在传输信道中直接传送。通常在传输前要对数字基带信号进行处理，减少其低频分量与高频分量，使能量向中频集中，或者采用数字调制技术进行频谱搬移，以适应传输信道更高频谱范围的要求。
数字调制技术是指将数字基带信号调制在载波上，使其变换成适合信道传输的数字频带信号，从而实现频谱搬移，通常有三种基本的载波调制方式，即幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。
ASK、FSK、PSK性能比较
从频带宽度考虑，当码元间隔为丁时，ASK及PSK的频带宽度近似为2／T，而FSK系统带宽几乎是ASK或PSK的3倍左右，因此从频带利用率角度分析，FSK最不可取；从误码率
考虑，绝对移相相干接收PSK的抗噪声性能最好，其次是相干解调——码型变换PSK、差
分相干DPSK，随后依次是相干PSK、非相干FSK、相干ASK、非相干ASK；
从抗信道变化能力考虑，FSK及PSK对信道特性变化不敏感，抗信道变化能力强，而ASK
系统最佳判决门限为A／2，与接收输入信号幅度有关，故ASK性能最差。
总之，相干PSK、DPSK与非相干PSK目前使用较多，其中相干PSK、DPSK主要用于高速
数据传输。
数字电视QPSK调制技术
为提高频谱利用率，通常采用多进制调制方法，以提高单位频带的利用率，从而可降低码率、减少信道带宽。利用M进制数字基带信号分别调制载波的幅度、频率和相位，可分别产生MASK、MFSK及MPSK等多进制载波数字调制信号，其中四相移相键控(QPSK)、正交振幅调制(QAM)及残留边带调制(VSB)在多进制调制中比较常用。
OPSK(Quadrature Phase Shift Keying)是一种相位调制技术，它规定了4种载波相位，QPSK 中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特通过载波的4种相位来传递，解调器再根
据星座图及接收到的载波信号相位来判断发送端发送的信息比特。QPSK信号是一种四状态信号，对应于四种相位分别表示二进制(00，01，10，11)四种状态，QPSK信号相位有两种形式，即π／2相移系统与π/4相移系统，其信号矢量图如图4-45所示。
QPSK是一种恒定包络的二维角度调制技术，它有同相、正交两个载波，同相载波即载波本身，正交载波是指相位旋转90°的载波，作为一种恒定包络调制，QPSK信号平均功率恒定，不受幅度衰减的影响，即幅度失真不会使QPSK产生误码。QPSK调制在实现时采用正交调幅方式，其产生原理图如图4-46所示。由图4-46可见，串行输入的二进制码ABCD…每两位分成一组经串／并变换后分两路输出，一路为A，另一路为B，此时码元宽度加倍，再分别进行极性变换，将单极性码变为双极性码，然后与载波相乘，形成正交的双边带信号，加法器输出即为QPSK信号。若要产生π／2相移系统的QPSK信号，只需把载波移相π／4
后加到乘法器即可。
数字电视调制技术
由于QPSK信号实质上是两个正交的2PSK信号的合成，它等效于二电平正交调幅，因此可参照PSK信号的相干解调方法，用两个正交的相干载波分别解调得到A、B两个分量，然后经并／串变换为串行的二进制数字信号输出，QPSK解调原理图如图4-47所示。QPSK是数
字微波通信系统、-数字卫星通信系统及数字电视有线广播上行通信中最常用的一种单载波传输方式，它具有较强的抗干扰能力，在电路实现上也比较简单，在DVB数字电视卫星广播(DVB-S)系统中就是采用QPSK调制技术，如图4-48所示。
数字电视QAM调制技术
QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度与相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下，QAM星座图中可以容纳更多的星座点，即可实现更高的频带利用率。4QAM与16QAM星座图如图4-49所示，目前QAM星座点最高可达256QAM。
QAM信号是利用正交载波对两路数字基带信号分别进行双边带抑制载波调幅(DSB)形成，其中相互正交的两个分量可分别以ASK方式独立传输数字信号。若原始数字信号是二进制信号，则应先将二进制信号转换为m电平多进制信号，再进行正交调制，最后相加输出。QAM 信号产生原理图如图4-50所示，其中工缸)由序列a1，口2，…，ak组成，y′(t)由序列b1，b2，…，bk组成，它们是两组相互独立的二进制信号，经2／m变换器变换为m电平信号x(t)及y(t)，更为详细的QAM调制器结构如图4-51所示。
QAM也是二维调制技术，可采用正交调幅方式，因而QAM信号可用正交相干解调方法解调，其原理图如图4-52所示，解调后输出两路独立的多电平基带信号，最后根据多电平码元与二进制码元间的关系，可恢复出原二进制基带信号。与PSK相比，QAM有较高的频带利用率，同时有较高的信噪比，它是一种节省频带的数字调幅方法，但由于会受到载波幅度失真的影响，因而其可靠性不如PSK。QAM在2400 b／s以上的中、高速调制中常被采用，它广泛应用于数字有线电视的下行传输及HDTV地面广播中，在DVB数字电视有线广播(DVB-C)系统中就是采用QAM调制技术，如图4-53所示。
数字电视VSB调制技术
残留边带调制(VSB，Vestigial Band)是双边带幅度调制(DSB)与单边带幅度调制(SSB)的折中方案，它不是将一个边带全部抑制，而是使它逐渐截止，截止特性使传输边带在载频附近被抑制的部分被不传输边带的残留部分精确地补偿，因而可使接收机在解调后将两个频谱搬到一起即可无失真地恢复信号?(t)。在数字基带信号对载波的残留边带调制中，数字基带信号先变换成多电平信号再进行调制，4VSB即为4电平(-3，-1，+1，+3)调制，每个符号表示2bit信息，而8VSB及16VSB各为8电平及16电平调制，每个符号代表3 bit及4 bit信息。
若在6 MHz信道中用VSB进行调制，按照奈奎斯特理论，一个6 MHz带宽信道最大可传送12 Mbaud的多元信息，但实际上只能达到10.7 Mbaud。为传输43 Mb／s的信息速率，每个符号要携带43／10.7=4 bit的二元信息，即必须用16 VSB调制技术。对于6 MHz信道，传送10.7 Mbaud的信息，分别采用4 VSB、8 VSB及16 VSB调制，其码率可达21.5 Mb／s、32 Mb／s及43 Mb／s。将频谱利用率定义为b／s／Hz，则采用4 VSB、8 VSB及16 VSB 调制时，其频谱利用率分别为21.5／6、32／6及43／6，即达到4.58 b／s／Hz、5.33 b／s／Hz及7.17b／s／Hz。也就是说，4VSB、8VSB及16 VSB分别可达4 b／s／Hz、6 b／s ／Hz及8 b／s／Hz。
下面介绍8 VSB与16VSB调制技术，8 VSB实现原理如图4-54所示。由图4-54可见，串行数据以每组3 bit输入到串／并转换器中，随后送入D／A中，由数字信号转变为漠拟信号，然后送入调制器进行幅度调制，调制后的信号最后经残留边带滤波后，则完成了残留边带的调制过程。16VSB实现原理与8VSB基本相同，只是串行数据流以4比特一组送入D／A变换器中。VSB技术在数字电视调制系统中应用广泛，在美国ATSC大联盟数字高清晰度
电视地面广播系统中就是采用8VSB调制技术(如图4-55所示)，而在有线广播系统中则采用16VSB或QAM调制技术。ATSC DTV系统中两种VSB编码调制方案的参数对比如表4-5所示。
数字电视OFDM调制技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用调制，它是通过延长传输符号周期来有效克服多径干扰的一种数字调制技术，是欧洲数字电视系统所采用的数字调制方案。OFDM由大量的在频率上等间隔的子载波构成(设有N个子载波)，将各载波加以调制，也就是说，将串行传输的符号序列分成长度为N的段，将每段内的N 个符号分别调制到N个子载波上，然后一起发送。所以，OFDM是一种并行调制技术，将符号周期延长了N倍，从而提高了对多径干扰的抵抗能力。
调制技术可分为单载波调制(SCM)技术与多载波调制(MCM)技术，前者是用高码率信号调制一个单载波，后者则是用低码率信号调制多个载波，OFDM属于多载波调制技术，而VSB 则属于单载波调制技术。OFDM系统的一种实现方案如图4-56所示。由图4-56可见，OFDM 系统中各子载波通常采用MQAM调制方式。OFDM系统调制解调的基本原理如图4-57所示，其中FFT与IFFT是指快速傅里叶变换与快速傅里叶逆变换。
COFDM(Coding Orthogonal Frequency Division Multiplex)，即编码正交频分复用，它是OFDM与TCM的级联，属于多载波系统。COFDM是欧洲DVB地面广播的调制方法，它最早成功应用在数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcasting)中，后来被移植到数字电视中，COFDM调制器结构如图4-58所示。
OFDM调制技术具有很强的抗多径干扰能力，因而在数字电视系统中应用非常广泛。欧洲DVB-T与日本ISDB-T调制系统中都是采用多载波OFDM调制技术，但二者又有区别，ISDB-T 是采用BST-OFDM(Band Segmented Transmission-OFDM)，即分段传输的OFDM技术，它将信道分割成多个OFDM段，在每段内使用相同的载波结构。
BPSK调制及解调实验报告
实验五BPSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握BPSK调制和解调的基本原理； 2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路； 3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念； 4、熟悉BPSK调制载波包络的变化； 5、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法； 二、实验器材 1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框 PSK调制及解调实验原理框图 2、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明 基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘，叠加后得到BPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始基带信号。 四、实验步骤 实验项目一 BPSK调制信号观测（9号模块） 概述：BPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证BPSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0000，调节信号源模块W3使256 KHz载波信号峰峰值为3V。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz。 4、实验操作及波形观测。 （1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”； （2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。 （3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。 思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？ 实验项目二 BPSK解调观测（9号模块） 概述：本项目通过对比观测基带信号波形与解调输出波形，观察是否有延时现象，并且验证BPSK解调原理。观测解调中间观测点TP8，深入理解BPSK解调原理。 1、保持实验项目一中的连线。将9号模块的S1拨为“0000”。 2、以9号模块测13号模块的“SIN”，调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定，即恢复出载波。 3、以9号模块的“基带信号”为触发观测“BPSK解调输出”，多次单击13号模块的“复位”按键。观测“BPSK解调输出”的变化。 4、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-BPSK，观测眼图。 思考：“BPSK解调输出”是否存在相位模糊的情况？为什么会有相位模糊的情况？ 五、实验报告 1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程； 输入的基带信号由转换开关转接后分成两路，一路经过差分编码控制256KHz的载频，另一路经倒相去控制256KHz的载频。???解调采用锁相解调，只要在设计锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频上此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。? 2、分析BPSK调制解调原理。 调制原理是：基带信号先经过差分编码得到相对码，再根据相对码进行绝对调相， 即将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK 调制输出。?
基于FPGA的全数字调制解调技术的研究
分类号密级 U D C 基于FPGA的全数字 调制解调技术的研究 艾砾 导师姓名(职称)卜祥元（高工）答辩委员会主席 李鸿屺（教授） 申请学科门类工学论文答辩日期 2005年2月28日 申请学位专业通信与信息系统
摘要 软件无线电是上世纪末新兴的一门学科，它突破了传统的无线电台以硬件为核心的功能单一、可扩展性差的设计局限性，强调以可编程的硬件作为通用平台，尽量地用可升级、可重配置的软件来实现各种无线电功能的设计新思路。软件无线电的设计思想是将宽带A/D和D/A的变换尽可能地靠近天线，通过对数字化后的信号采用数字信号处理(DSP)技术，在可编程控制的硬件平台上，利用软件来实现无线电台的各部分功能。由于软件无线电对硬件的依赖程度很小，具有高度的开放性、灵活性和可编程性，使得通信系统的开发将重点放在软件的研究上，因此可以很好的解决通信系统间的通信标准不同的问题，极大缩短通信系统开发的时间和成本。 本文研究了一种基于软件无线电技术的数字发送和接收系统，根据实际需要在FPGA和通用DSP相结合的软件无线电平台上实现AM,FM,PSK等调制解调方式。在具体实现方面，结合FPGA的特点进行设计。主要对调制解调算法，成型滤波，锁相环实现载波同步、位同步等各部分进行了详细介绍，整个部分可通过配置参数解调不同的调制信号，具有很强的通用性。 关键词：软件无线电、解调、数字锁相环、FPGA
ABSTRACT Software radio is a new technology which promising in the end of last center. It is very different from those old transmitter-receivers, which tie to hardware and their function was limited. The software radio is based on programmable hardware, all functions realized by software, when you want to update you software, you will find the programmable hardware can be easy reconfigured. The thought way of software radio is to let the A/D and D/A change as near as possible, then realize al kinds of functions by using digital signal processing technology, thus, we can pay more attention to the function of the radio. The problem of different communication protocol between different communication systems will be resolved easy. The research period and cost will be reduced greatly. The thesis is based on the research of digitalized sender and receiver system of software radio. The main responsibility of this thesis is to realize AM、FM、PSK modulation and demodulation on the software radio platform based on DSP and FPGA. According to the characteristics of FPGA, it provides detailed explanations on the carrier synchronization, bit synchronization and other related parts of DPLL, the arithmetic of modulation and demodulation, and match filter. This method may realize demodulation different modulated signals by means of configuring parameters, which has universal application for engineering design. Keyword: Software Radio、demodulation、DPLL、FPGA
抽样定理和PCM调制解调实验报告
《通信原理》实验报告 实验一：抽样定理和PAM调制解调实验 系别：信息科学与工程学院 专业班级：通信工程1003班 学生姓名：陈威 同组学生：杨鑫 成绩： 指导教师：惠龙飞 （实验时间：2012 年 12 月 7 日——2012 年 12 月28日） 华中科技大学武昌分校
1、实验目的 1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。 2.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。 2、实验器材 1、信号源模块 一块 2、①号模块 一块 3、60M 双踪示波器 一台 4、连接线 若干 3、实验原理 3.1基本原理 1、抽样定理 图3-1 抽样与恢复 2、脉冲振幅调制（PAM ） 所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。 自然抽样 平顶抽样 ) (t m ) (t T
图3-3 自然抽样及平顶抽样波形 PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号m s 化的规律（如图3-3所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。 四、实验步骤 1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。双踪示波器，设置CH1通道为同步源。 2、观测PAM自然抽样波形。 （1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。 （2）将模块一上K1选到“自然”。 （3）关闭电源，连接 表3-1 抽样实验接线表 (5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左右。在PAMCLK处观察被抽样信号。CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。
DBPSK调制解调实验
班级：2016112 学号：20161223 姓名：谢峻漪 实验三DBPSK调制/解调实验 一、实验目的 1、了解BPSK差分解调的基本工作原理； 2、掌握DBPSK数据传输过程； 二、预备知识 1、差分BPSK的解调基本工作原理； 2、软件无线电的基本概念； 三、实验仪器 1、J H5001-4实验箱一台； 2、20MHz示波器一台； 四、实验原理 差分BPSK是相移键控的非相干形式，它不需要在接收机端恢复相干参考信号。非相干接收机容易制造而且便宜，因此在无线通信系统中被广泛使用。在DBPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。差分编码后的序列﹛a n﹜是通过对输入b n与a n-1进行模2和运算产生的。如果输入的二进制符号b n为0，则符号a n与其前一个符号保持不变，而如果b n为1，则a n与其前一个符号相反。 差分编码原理为： n ) a⊕ - = n a b ( ( )1 (n ) 其实现框图如图4.3-1所示： 图4.3-1 差分编码示意图 一个典型的差分编码调制过程如4.3-2图所示：
图4.3-2 差分编码与载波相位示意图 在DBPSK 中,其不需要进行载波恢复,但位定时仍是必须的。在DPSK 中如何恢复位定时信号，初看起来比较复杂。我们仍按以前的信号定义，如图4.3-3所示： 图4.3-3 位定时误差信号提取 实际上其与相干BPSK 中的位定时恢复是一样的，由由其存在一个较小的系统剩余频差（发送中频与接收本地载波的频差，其与码元速率相比而言一般较小），结果是在每个剩余频差的周期中，具有很多有码元信号（例如对于64KBPS 的速、剩余频差为1KHZ ，则每个剩频差的周期中可包含64个码元符号）。从这些码元信号中可以根据下面的公式对位定时误差的大小进行计算： )]2()2()[()(+--=n S n S n S n e b 当然在剩余载波发生正负变化时，按上式提取的位定时误差信号可能出现不正确的情况，但只要在位定时误差信号的输出端加一滤波器，就可以克服在DBPSK 中剩余载波的影响（在相对剩余载波不大时）。 对位定时的调整如下：如果0)(>n e b ，则位定时抽样脉冲向前调整；反之应向后调整。 对DBPSK 的解调是通过比较接收相邻码元信号（I ，Q ）在星座图上的夹角,如果大于900 则为1，否则为0,如图4.3-4所示:
通信原理2DPSK调制与解调实验报告
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
调制解调技术论文
HEFEI UNIVERSITY 数字调制与解调技术论文 系别电子信息与电气工程系 专业电子信息工程一班 学号 1105011009 姓名祝冉冉 指导老师张倩 完成时间 2014.5.26
目录 摘要 (3) 一、数字调制与解调概述 (4) 二、常用数字调制与解调技术 (5) 1、几种基本的调制技术 (5) 三、数字调制解调技术的选择与发展 (8) 总结 (8)
摘要 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。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2ASK、2PSK、2FSK、QAM、QPSK、MSK、GSMK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：数字调制与解调调制与解调方式
通信原理实验 QPSK调制解调实验
HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告 题目：十QPSK调制解调实验 指导教师： 学生姓名： 学生学号： 专业班级：
实验10 QPSK调制解调实验 一、实验目的 1. 掌握QPSK调制解调的工作原理及性能要求；了解IQ调制解调原理及特性 2. 进行QPSK调制、解调实验，掌握电路调整测试方法了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性 二、实验原理 1、QPSK调制原理 QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。 用调相法产生QPSK调制原理框图如图所示，QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调 制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串行变换，变成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后对Acosωt和Asinωt进行调制，相 加后即可得到QPSK信号。 二进制码经串并变换后的码型如图所示，一路为单数码元，另外一路为偶数码元，这两个支路互为正交，一个称为同相支路，即I支路；另外一路称为正交支路，即Q支路
2、QPSK解调原理 由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成，其原理框图如图 三、实验步骤 在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称IQ模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和PSK载波恢复模块。 1、QPSK调制实验 a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成连接 * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、按基带成形模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）。 c、用示波器观察基带模块上“NRZ-I,I-OUT,NRZ-Q,Q-OUT”的信号;并分别与“NRZ IN”信号进行对比，观察串并转换情况。 NRZ-I 与NRZ IN I-OUT与NRZ IN NRZ-Q 与NRZ IN Q-OUT与NRZ IN d、观测IQ调制信号矢量图。
数字调制解调实验
武汉大学教学实验报告 电子信息学院 ** 专业 2016 年 ** 月 ** 日 实验名称数字调制解调实验指导教师 *** 姓名 *** 年级 14级学号 20143012***** 成绩 图1 FSK调制电路原理框图
代表信号载波的恒定偏移。 FSK 的信号频谱如图2 所示。 图2 FSK 的信号频谱 公式给出：,其中B 为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主 FSK 的传输带宽变为：。 图3 FSK锁相环解调器原理示意图 锁相解调的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时， 此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。FSK锁相环解调器原理图如图3所示。FSK 。其中，压控振荡器的频率是由5C2.5R3.5R4.5U3等元件参数确定，中心频率设计在 电位器进行微调。当输入信号为32KHz时，环路锁定，经形成电路后，输出高电平；当输入信号为 失锁，经形成电路后，输出低电平，则在解调器输出端就得到解调的基带信号序列。
图4 PSK、DPSK调制电路原理框图 ，通过4P5和4P6两个铆孔输入到FPGA中，FPGA软件完成 解调器电路采用科斯塔斯环(Constas环)解调，其原理如图5所示。 图5 解调器原理方框图 输入电路由射随器和比较器组成，射随器是为了发送（调制器）和接收（解调器）电路之间的隔离，从而使它们工作互不影响。比较电路是将正弦信号转换为脉冲信号，目的是便于控制科斯塔斯特环中的乘法器。由于跟随器电源电压已调波信号幅度不能太大，一般控制在1.8V左右，否则会产生波形失真。 ）科斯塔斯环提取载波原理（原理中标号参见原理图） 采用科斯塔斯特环解调，科斯塔斯特环方框原理如图6所示。 图6 科斯塔斯特环电路方框原理如图 解调输入电路的输出信号被加到模拟门5U6C和5U6D构成的乘法器，前者为正交载波乘法器，相当于图 ，后者为同相载波乘法器，相当于框图中乘法器1。5U7A,5U7B周边电路为低通滤波器。 的作用是将低通滤波后的信号整形，变成方波信号。PSK解调信号从5U8的7脚经5U11B.C ,若5U10A两输入信号分别为A和B，因（A、B同为 5E2用来稳压，以便提高VCO的频率稳定度。VCO信号从7脚经5C21输出至移相90o90o移
数字调制解调技术中英文资料外文翻译文献
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
FSK调制解调实验
实验报告册课程：通信系统原理教程 实验：FSK调制解调实验 班级： 姓名: 学号: 指导老师: 日期:
实验四：FSK 调制解调实验 一、实验目的： 1、了解对FSK 信号调制解调原理； 2、根据其原理设计出2FSK 信号的调制解调电路，在对电路进行仿真，观察 其波形，从而检验设计出的调制解调器是否符合要求。 二、实验原理： 2FSK 信号调制： 又称数字调频,它是用两种不同的载频1ω ,2ω来代表脉冲调制信号1 和0,而载波的振幅和相位不变。如果载波信号采用正弦型波,则FSK 信号可表示为: 2FSK 信号()t S 分解为信号()t S 1与()t S 2之和,则有:()()()t S t S t S 21+= 其中：()()()t U t S m 11cos ω=,代表数字码元“1” ()()()t U t S m 22cos ω=,代表数字码元“0” 2FSK 信号调制器模型如下图： 如上图，两个独立的振荡器产生不同频率的载波信号，当输入基带信号()1=t S 时，调制器输出频率为f1的载波信号，当()0=t S 时，反相器的输出()t S 调制器输出频率为f2的载波信号。f1和f2都取码元速率的整数倍。 2FSK 信号的带宽为:B f f B FSK 221+-= 其中：f 1为对应脉冲调制信号1的载波频率;f 2为对应脉冲调制信号0的载波频率。 2FSK 信号解调： 是调试的相反过程。由于移频键控调制是将脉冲调制信号“1”用FSK 信号()t S 1，而“0”用()t S 2表示,那么在接收端,可从FSK 信号中恢复出其基带信号。本设计采用了普通鉴频法进行解调,将()t S 1恢复成码元1,把()t S 2恢复成码元0 。 2FSK 信号的解调可以采用相干解调，也可以采用包络解调。 实验中采用相干解调，解调器模型如下图： ) 2 2cos(2)(2t f b T t πφ= 号 号调制器
通信原理2DPSK调制与解调实验报告
通信原理课程设计报告 一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，
Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 3. 2DPSK信号的解调原理 2DPSK信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 (1) 2DPSK信号解调的极性比较法 它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中的载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号。它的原理框图如图1.3.1所示。 码变换相乘 载波 s(t)e o(t) 相乘器低通滤波器抽样判决器2DPSK 带通滤波器 延迟T
现代数字通信调制解调技术
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
PSK调制解调实验报告范文
PSK调制解调实验报告范文 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控
（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一）PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输
实验4 PSK(DPSK)调制解调实验
班级通信1403 学号201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期 实验4 PSK（DPSK）调制解调实验 一、实验目的 1. 掌握PSK 调制解调的工作原理及性能要求； 2. 进行PSK 调制、解调实验，掌握电路调整测试方法； 3. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。 二、实验仪器 1．PSK QPSK调制模块，位号A 2．PSK QPSK解调模块，位号C 3．时钟与基带数据发生模块，位号：G 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M双踪示波器1台 7．小平口螺丝刀1只 8．频率计1台（选用） 9．信号连接线4根 三、实验原理 PSK QPSK调制/解调模块，除能完成上述PSK（DPSK）调制/解调全部实验外还能进行QPSK、ASK调制/解调等实验。不同调制方式的转換是通过开关4SW02及插塞37K01、37K02、 四、PSK（DPSK）调制/解调实验 进行PSK（DPSK）调制时，工作状态预置开关4SW02置于00001， 37K01、37K02①和②位挿入挿塞，38K01、38K02均处于1，2位相连（挿塞挿左边）。 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。 本实验箱采用相位选择法实现二进制相位调制，绝对移相键控（CPSK或简称PSK）是 用输入的基带信号（绝对码）直接控制选择开关通断，从而选择不同相位的载波来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。1．PSK调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。
实验九 QPSK调制与解调实验报告
实验九QPSK/OQPSK 调制与解调实验 一、实验目的 1、了解用CPLD 进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK 调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。 二、实验内容 1、观察QPSK 调制的各种波形。 2、观察QPSK 解调的各种波形。 三、实验器材 1、信号源模块 一块 2、⑤号模块 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理 （一）QPSK 调制解调原理 1、QPSK 调制 QPSK 信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。 用调相法产生QPSK 信号的组成方框图如图12-1（a ）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b ）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b ）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。 （a ） a(0)b(0) b(1) a(1) （b ） 图12-1 QPSK 调制 /并变换。串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010*********和
111101*********。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号。 2、QPSK 解调 图12-2 QPSK 相干解调器 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK 信号的合成，故它可以采用与2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK 信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。 （二）OQPSK 调制解调原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK 的改进型，为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK 中并行的I ，Q 两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。通过I ，Q 路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。 下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路，Q 路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。 若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图12-3所示。 1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1 基基基基I 基基Q P S K ,O Q P S K Q 基基 Q P S K Q 基基O Q P S K -1 图12-3 QPSK,OQPSK 发送信号波形 图12-3中，I 信道为U （t ）的奇数数据单元，Q 信道为U （t ）的偶数数据单元，而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开（延时）半个码元。 QPSK ，OQPSK 载波相位变化公式为 {}()33arctan ,,,()44 44j i j i Q t I t ππ?ππ? ????? =--???? ?????? ?@ QPSK 数据码元对应的相位变化如图12-4所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 12-5所示
基于MATLAB的基本数字调制解调系统的设计
基于MATLAB的基本数字调制解调系统的 设计
毕业设计（论文）任务书
基于MATLAB的基本数字调制解调系统的设计 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。本文以MATLAB为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，对数字调制解调系统进行Simulink设计仿真，并且进行误差分析。 调制与解调是通信系统中十分重要的一个环节，针对不同的信道环境选择不同的调制与解调方式可以有效地提高通信系统中的频带利用率，改善接收信号的误码率。本设计运用Simulink仿真软件对二进制调制解调系统进行模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，重点对BASK，BFSK，BPSK进行性能比较和误差分析。在实际应用中，视情况选择最佳的调制方式。 本文首先介绍了课题研究的背景，然后介绍系统设计所用的Simulink仿真软件，随后介绍了载波数字调制系统的原理，并根据原理构建仿真模型，进行数字调制系统仿真，最后对设计进行总结，并归纳了Simulink软件使用中需要注意的事项。本文的主要目的是对Simulink的学习和对数字调制解调理论的掌握和深化，为今后在通信领域继续学习和研究打下坚实的基础。 关键词：通信系统；Simulink仿真；数字化调制解调；BASK；BFSK；BPSK
目录 毕业设计（论文）任务书 ......................................................................................... II 摘要............................................................................................................................. I II Abstract ...................................................................................... 错误！未定义书签。第1章绪论 . (1) 1.1 课题研究背景 (1) 1.2 通信系统的组成 (1) 第2章仿真软件简介 (7) 2.1仿真软件MATLAB简介 (7) 2.2 Simulink简介 (8) 2.3 本章小结 (9) 第3章数字频带传输系统 (11) 3.1 数字调制系统 (11) 3.2 二进制振幅键控 (11) 3.3 二进制移频键控 (13) 3.4 二进制移相键控 (16) 3.5 二进制差分相位键控 (18) 3.6 二进制数字信号的功率谱密度 (20) 3.6.1 2ASK信号的功率谱密度 (20) 3.6.2 2FSK信号的功率谱密度 (21) 3.6.3 2PSK及2DPSK 信号的功率谱密度 (22) 3.7 本章小结 (23) 第4章系统设计与仿真 (25) 4.1 2ASK信号的调制与解调 (25) 4.1.1 2ASK信号调制仿真 (25) 4.1.2 2ASK信号解调仿真 (27) 4.2 2FSK信号的调制与解调 (29) 4.2.1 2FSK信号调制仿真 (29) 4.2.2 2FSK信号解调仿真 (32) 4.3 2PSK信号的调制与解调 (34) 4.3.1 2PSK信号调制仿真 (34) 4.3.2 2PSK信号解调仿真 (36) 4.4 本章小结 (38)
二相BPSK(DPSK)调制解调实验
电子科技大学通信学院 《通信原理及同步技术系列实验八》二相BPSK(DPSK)调制解调实验 班级 学生 学号 教师
二相BPSK(DPSK)调制解调实验指导书 二相BPSK(DPSK)调制解调实验 一、实验目的 1、掌握二相BPSK(DPSK)调制解调的工作原理。 2、掌握二相绝对码与相对码的变换方法。 3、熟悉BPSK(DPSK)调制解调过程中各个环节的输入与输出波形。 4、了解载波同步锁相环的原理与构成，观察锁相环各部分工作波形。 5、了解码间串扰现象产生的原因与解决方法，能够从时域和频域上分析经过升余弦滚降滤波器前后的信号。 6、掌握Matlab软件的基本使用方法，学会Simulink环境的基本操作与应用。 二、实验原理 数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅移键控（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。 PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优于ASK幅移键控和FSK频移键控。由于PSK调制具有恒包络特性，频带利用率比FSK高，并在相同的信噪比条件下误码率比FSK低。同时PSK调制的实现也比较简单。因此，PSK技术在中、高数据传输中得到了十分广泛的应用。 BPSK是利用载波相位的变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在BPSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。其调制原理框图如图1所示，解调原理框图如图2所示。 图1 BPSK的模拟调制方式
由于在BPSK 信号的载波恢复过程中存在着载波相位0 和180 的不确定性反向，所以在实际的BPSK 通信系统设计中，往往采用差分编解码的方法克服这个问题。差分编解码是利用前后信号相位的跳变来承载信息码元，不再是以载波的绝对相位传输码元信息。 差分编解码的原理可用下式描述。 1n n n d b d -=⊕ 1 ???n n n b d d -=⊕ 其中第一个公式为差分编码原理，第二个公式为差分解码原理。 差分编码的原理框图如3图所示，差分解码的原理框图如4图所示。 在数字通信系统中，由于基带码元采用矩形波表示，其频谱是无限宽的，当信号通过实际的带限信道，频域截短，时域变为无限，产生码间串扰，为了克服码间串扰，需要对码元进行成形滤波。实际应用中，大多采用升余弦滤波器作为成形滤波器。 滚降系数为α的升余弦滚降特性传输函数H (ω)可表示为： 图2 BPSK 信号的解调原理框图 图3 差分编码原理框图 图4 差分解码原理框图