通信原理 AM调制
通信原理实验报告
题目名称：模拟调制解调实验专业班级：
学生姓名：
学生学号：
3.1.1 振幅调制(AM)
一．实验原理
1. 调制部分
标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。
2. 解调部分：
解调有相干和非相干两种。非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干
系统的性能优于非相干系统。这里采用相干解调。
二．实验步骤
1．根据AM 调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如下图所示：
2. 元件参数配置
Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器（频率=1000 Hz）
Token 1,8: 乘法器
Token 2: 增益放大器（增益满足不发生过调制的条件）
Token 4: 加法器
Token 3,10: 载波—正弦波发生器（频率=50 Hz）
Token 9: 模拟低通滤波器（截止频率=75 Hz）
Token 5,6,7,11: 观察点—分析窗
3. 运行时间设置
运行时间=0.5 秒采样频率=20,000 赫兹
4. 运行系统
在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,7,11 四个点的波形。
5. 功率谱
在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。
三．实验报告
1. 观察实验波形：
被调信息信号波形
载波波形
已调波形
解调波形
整体波形
2. AM 的功率谱。（1）被调信息信号波形
（2）载波波形的功率谱
（3）已调波形的功率谱
（4）解调波形的功率谱
GFSK的调制解调原理
G F S K的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK(GaussfrequencyShiftKeying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency-shiftkeying)。但FSK带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调频。由于通常调制信号都是加在PLL频率合成器的VCO上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK调制特 另一部分则加在PLL的主分频器一端（基于PLL技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO进行分频）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量,不受环路带宽的影响。但是，两点调制增加了GFSK调制指数控制的难度。
通信原理第三章(模拟调制原理)习题和答案
第三章（模拟调制原理）习题及其答案 【题3－1】已知线性调制信号表示式如下： （1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】 （1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图 设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有 ()[()() 2 ()()] [(7)(5)(5)(7)] 2 M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π δδδδπ δδδδ= +Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-= +Ω+-Ω++Ω+-Ω （2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：
设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有 ()[()()] [()()2 ()()] [(6)(6)] [(7)(5) 2 (7)(5)] M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπ δδδδπδδπ δδδδ=++-+ +Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω 【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 t 0m(t) 【答案3－2】 AM 波形如下：
通过低通滤波器后，AM 解调波形如下： DSB 波形如下： 通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下： 由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。 【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4 cos10t π，进 行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】 可写出上边带的时域表示式
GFSK的调制解调原理
GFSK 的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK (Gauss frequency Shift Keying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency- shift keying)。但FSK 带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz 频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK 调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK 调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK 调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调 频。由于通常调制信号都是加在PLL 频率合成器的VCO 上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK 调制特性，提出了一种称为两点调制的直接调频技术。 uc 图一 两点调制：调制信号被分成2部分，一部分按常规的调频法加在PLL 的VCO 端,另一部分则加在PLL 的主分频器一端（基于PLL 技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO 进行分频 ）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK 信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量, 鉴频器 PD 环路低通滤波器LF 压控振荡器VCO 载波信号 调制信号ui 调频信号uo 主分频器
FM调制解调原理
频率调制信号的表示式为：()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞ =+ ? 其中，kf 为 调频灵敏度，m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中，先对输入参量的个数做出判断，少于则运行默认的。然后对信号进行调制，这里采样的调制信号是最简单的正弦信号，当然也可以为其他信号。调制过程中，积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的，当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。
下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形，可以发现信噪比对解调的影响。 而在语音信号的调频中，积分采用cumsum来完成，微分采用diff。因为经过调试发现，采用根据定义编写的程序由于循环运行需
要很多时间。另外，在经过微分器后，包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样，所以也可以在经过微分后调用AM包络检波的程序。对于调频信号来说，都会存在门限效应，使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大信噪比情况下。
下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号，发生了频谱搬移，还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题，读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献： [1]樊昌信，曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真
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)
通信原理教案ch5模拟调制系统
系部：信电学院任课教师： 课时安排：理论6课时
正弦载波：s(t) = Acos(ω0t + φ0) 振幅调制表示式：sm(t) = Am(t) cos(ω0t + φ0) 若m(t) ?? M(ω), s(t) ?? S(ω), sm(t) ?? Sm(ω)，则 Sm(ω) = (1/2π)[M(ω) ? S(ω)] 由于S(ω) = AF(cos ω0t) = Aπ[δ(ω ? ω0) + δ(ω + ω0)]，因此 Sm(ω) = (A/2)[M(ω ? ω0) + M(ω + ω0)] M(ω)基带谱线性搬移至±ω0 频率处，谱形不变，因此称为线性调制。(但请注意；线性调制≠线性变换，任何调制都是非线性变换！) 由此可得出线性调制的一般模型—由乘法器+带通滤波器组成： 线性调制的一般模型 考虑到H(ω)的带通滤波作用，输出Sm(ω)可表示为(这里将幅度A归一化为1) Sm(ω) = (1/2)[M(ω ? ω0) + M(ω + ω0)] · H(ω) 适当选择H(ω)，可得到如下几种幅度调制方式与信号： 1. 抑制载波双边带信号(DSB) 输入调制信号无直流，即M(0) = 0，且为带宽2fH的理想带通滤波器， 输出为sm(t) = m(t) cos ω0t，为双边带抑制载波DSB-SC 时域 频域 2. 有载波的双边带调幅信号(AM) 输入调制信号含直流，即M(0)≠ 0，设m(t) = m0, m(t) = m0 + m′(t)，其中m′(t)为交流分量，sm(t) = [m0 + m′(t)] cos ω0t，H(ω)同上为理想带通滤波器，类似于上面的分析有 时域、频域波形
通信原理实验B-软件仿真实验四 模拟调制系统—SSB系统
班级：通工1612 姓名：学号： 软件仿真实验四模拟调制系统—SSB系统 实验目的： 1、掌握SSB信号的产生方法； 2、掌握SSB信号波形和频谱的特点； 3、掌握SSB信号的解调方法； 4、掌握SSB系统的抗噪声性能。 知识要点： 1、SSB信号的产生方法； 2、SSB信号的波形和频谱； 3、SSB信号的解调方法； 4、SSB系统的抗噪声性能。 仿真要求： 建议时间参数：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz 双边谱选择（20Log|FFT|【dB】） 1、利用移相法产生SSB信号，记录SSB信号的波形和频谱； 其中：图符0为调制信号，采用幅度1V、频率400Hz的正弦信号； 图符3为载波信号，采用幅度1V、频率2000Hz的正弦信号； 2、自行设计调整系统结构及参数，利用滤波法实现SSB信号（建议使用带阻滤波器）； 3、采用相干解调，记录恢复信号的波形； LSB模拟带通滤波器Low Fc = 1500Hz，Hi Fc = 1700Hz，极点个数5； USB模拟带通滤波器Low Fc = 2300Hz，Hi Fc = 2500Hz，极点个数5；
接收机模拟低通滤波器Fc = 500Hz，极点个数9； 4、在接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声； 建议Density in 1 ohm = 0.00002W/Hz，观察并记录恢复信号波形的变化； 5*、改变高斯白噪声功率谱密度，观察并记录恢复信号波形的变化； 实验报告要求： 1、记录SSB信号的波形和频谱，分析SSB信号波形和频谱的特点； 2、记录恢复信号波形的变化，分析噪声对恢复信号的影响。 系统框图： 仿真结果与实验分析： 1、利用相移法产生SSB上边带信号，记录SSB上边带信号的波形 2、利用相移法产生SSB上边带信号，记录SSB上边带信号的频谱
FSK调制解调原理及设计
一．2FSK 调制原理： 1、2FSK 信号的产生： 2FSK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。 2FSK 信号的产生方法有两种： （1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图1-1（a ）所示。 （2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b ）所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。 其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性： 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即 2FSK 信号带宽为 s s F S K R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。 二．2FSK 解调原理： 仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下 M 信号非相干检测解调框图 当k=m 时检测器采样值为： 当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0，只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。 其中噪声样本{}和{}都是零均值，具有相等的方差 对于平方律检测器而言，即先计算平方包络
通信原理数字调制规律技巧
第一部分 二进制数字调制的规律及技巧 除2FSK 外，抽样判决器之前的部分与模拟线性调制有相同的规律和技巧。下面重点强调一下2PSK 和2DPSK ①关于矢量图的思考： 结论：在绝对调相中所有的参考相位都是未调载波cos c t ω的初相或末相。这个初相/末相可以是0相，也可以是π相，看是如何规定的。绝对调相的相位差是指每个绝对码的已调波初相/末相与该码元所对应未调载波的初相/末相之差。相对调相是指每个绝对码的已调波初相/末相与其相邻前一码元已调波初相/末相之差。（a ） “1”“0” （b ） “1” “0” 2DPSK 信号的矢量图 参考：前一 码元相位A 方式 B 2PSK 信号的矢量图 （ a ） “1” “0” （b ） “1” “0”码元所对应未调载波的初相/末相之差A 方式 0"0""1" ?π??=? ?－－表示代码－－表示代码/2"0"/2"1"π?π??=?-?－－表示－－表示0"0""1"?π--?=?--?表示代码表示代码/2"0"/2"1"π?π--?=?---?表示代码表示代码 绝对码与相对码之间的转换，一般绝对码用n a 表示，相对码用 n b 表示。
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 {}n a {} n b 1 0 1 1 0 0 1 0 1 {}n b {} n a 1 n n n b a b -=⊕1 n n n a b b -=⊕
) 绝对码 )1 0101相对调相 “1”“0” “1”“0” ) 绝对码 )1 0101相 对调相 “1”“0”“1” “0” 未调载波的初相为0未调载波的初相为 ，矢量图反转即可 参考相位： 指前一码元已调波初相/末相，说明“0”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相一致；“1”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相相反 指各码元所对应未调载波的初相/末相，说明“0”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相一致；“1”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相相反。 总结：无论什么样的参考相位，只需记一在绝对调相中，只要“0与其所对应未调载波的初相/末相一致,就对应正电平；在相对调相中，只要“0”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相一致，在差分相干解调中，就对应正电平。相应的“1”码就对应负电平。 ②几种解调方法 2DPSK 相干解调<极性比较法）加码反变换法
中南大学通信原理实验报告实验二 数字调制
中南大学 《通信原理》 实验报告 学生姓名 学生学号 学院信息科学与工程学院 专业班级 完成时间
实验二数字调制 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。 3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。 4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验内容 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。 三、基本原理 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示（见附录）。 图2-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：
? CAR 2DPSK信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 >0.5V ? 2DPSK 2DPSK信号测试点/输出点，V P-P >0.5V ? 2FSK 2FSK信号测试点/输出点，V P-P >0.5V ? 2ASK 2ASK信号测试点，V P-P 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下： ?÷2（A）U8：双D触发器74LS74 ?÷2（B）U9：双D触发器74LS74 ?滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ?滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ?码变换U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2ASK调制U22：三路二选一模拟开关4053 ? 2FSK调制U22：三路二选一模拟开关4053 ? 2PSK调制U21：八选一模拟开关4051 ?放大器V5：三极管9013 ?射随器V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。 下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。 图2-3 2PSK、2DPSK波形 图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180?，相同时2PSK信号相位不变，
王 通信原理课程设计 模拟调制系统的线性调制(幅度调制)的AM调制和非线性调制(角度调制)的FM调制
重庆交通大学信息科学与工程学院通信原理课程设计实验报告 专业班级： 学号： 姓名： 实验所属课程：通信原理 实验室(中心)：信息科学与工程学院软件中心指导教师： 实验完成时间： 2013 年 1 月 1日
教师评阅意见： 签名：年月日实验成绩： 一、设计题目 模拟调制系统的线性调制（幅度调制）的AM调制和非线性调制（角度调制）的FM调制 二、实验内容及要求: 1.掌握模拟调制系统的调制和解调（AM，FM）的方法 2.理解模拟调制系统的原理 3.掌握相干解调 4.能熟练运用matlab软件，设计程序，并进行仿真，实现设计功能 三、实验过程(详细设计): 本实验共包括2个程序，一个是线性调制AM，另一个是非线性调制FM，具体程序如下： AM调制 clear all; close all; clc; clf; %************初始的一些定义********** t=0:0.001:2; dt=0.001; %定义t及抽样间隔 w=2*pi*2; n=2*pi*15; m=sin(w*t); %基带信号 p=cos(n*t); %载波信号 %*************AM调制***************** AM=cos(n*t)+m.*cos(n*t); %AM调制信号,Ao=1 %******基带信号与载波信号波形图******
subplot(211); plot(t,m); title('基带信号'); xlabel('t'); ylabel('m(t)'); subplot(212); plot(t,p); title('载波信号'); xlabel('t'); ylabel('p(t)'); %********已调信号与加噪后的波形图******* figure subplot(211); plot(t,AM); title('AM调制'); xlabel('t'); ylabel('S(t)'); snr=10; %定义信噪比为10 y=awgn(AM,snr); subplot(212); plot(t,y); title('加噪后的波形图'); xlabel('t'); ylabel('B(t)'); %******通过带通滤波器和解调的波形图***** m1=2*dt*13; m2=2*dt*17; [b,a]=butter(4,[m1 m2],'bandpass') %设计4阶，带通为m1--m2的滤波器，求滤波器系数 H=filter(b,a,AM); figure subplot(211) plot(t,H); title('带通滤波后的波形'); xlabel('t'); ylabel('H(t)'); xx=abs(hilbert(H)); %希尔伯特变化，解调 xx=xx-1; subplot(212) %解调信号与原基带信号对比 plot(t,m,t,xx,'r') title('解调信号与基带信号对比'); ylabel('m(t)'); xlabel('t'); %************AM频谱图***************
数字通信原理复习题解析
数字通信原理复习题单项选择题 1. 数字通信相对于模拟通信最显著的特点是 ( B 。 A . 占用频带小 B. 抗干扰能力强 C. 传输容量大 D.易于频分复用 2.以下属于数字信号是( D 。 A . PAM 信号 B. PDM 信号 C. PPM 信号 D. PCM 信号 3. 通信系统可分为基带传输和频带传输, 以下属于频带传输方式的是( C 。 A . PAM 传输方式 B. PCM 传输方式 C. PSK 传输方式 D.⊿ M 传输方式 4. 通信系统可分为基带传输和频带传输, 以下属于基带传输方式的是( B 。 A . PSK 传输方式 B. PCM 传输方式 C. QAM 传输方式 D. SS B 传输方式 5.以下属于码元速率单位的是( A 。 A .波特 B.比特 C.波特 /s D.比特 /s 6. PCM30/32系统发送复帧同步码的周期是 ( D A . 125s μB. 250s μ C. 1ms D. 2ms 7. PCM30/32系统发送 1帧同步码的周期是( A A . 125s μB. 250s μ C. 1ms D. 2ms 8.人讲话的语声信号为 ( A A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 调相信号 D. 调频 信号 9.调制信道的传输特性不好将对编码信道产生影响, 其结果是对数字信号带来( B 。
A .噪声干扰 B.码间干扰 C.突发干扰 D .噪声干扰和突发干扰 10.连续信道的信道容量将受到“三要素”的限制, 其“三要素”是( B 。 A .带宽、信号功率、信息量 B.带宽、信号功率、噪声功率谱密度 C .带宽、信号功率、噪声功率 D.信息量、带宽、噪声功率谱密度 11. 以下不能无限制地增大信道容量的方法是 ( D 。 A .无限制提高信噪比 B.无限制减小噪声 C .无限制提高信号功率 D.无限制增加带宽 12.根据香农公式以下关系正确的是( A 。 A .信道容量一定,信道的带宽越宽信噪比的要求越小; B.信道的容量与信道的带宽成正比; C .信道容量一定,信道的带宽越宽信噪比的要求 越高; D.信道的容量与信噪比成正比。 13.以下不属于线性调制的调制方式是( D 。 补:非线性调制:频率调制 FM ,相位调制 PM A . AM B. DS B C. SSB D. FM 14. 设某传输码序列为 +1-10000+100-1+100-1+100-1, 该传输码属于( D 。 A . RZ 码 B. HDB3码 C. CMI 码 D. AMI 码 15. 设某传输码序列为 +1-100-1+100+1-1000-1+100-1, 该传输码属于 ( C 。
BPSK和QPSK调制解调原理及MATLAB程序
PSK调制方式 PSK原理介绍（以2-PSK为例） 移相键控(PSK)又称为数字相位调制,二进制移相键控记作2PSK。绝对相移是利用载波的相位(指初相)直接表示数字信号的相移方式。二进制相移键控中,通常用相位0 和π来分别表示“0”或“1”。2PSK 已调信号的时域表达式为s2psk(t)=s(t)cosωct, 2PSK移相键控中的基带信号与频移键控和幅度键控是有区别的,频移键控和幅度键控为单极性非归零矩形脉冲序列,移相键控为为双极性数字基带信号,就模拟调制法而言,与产生2ASK 信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号。 在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。二进制移相键控信号的时域表达式为 e2PSK(t)=[ n n a g(t-nT s)]cosw c t 其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性。 1, 发送概率为P an= -1, 发送概率为1-P 若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有 cosωct, 发送概率为P e2PSK(t)= -cosωct, 发送概率为1-P 由上式可看出，当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0°相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有 0°, 发送 1 符号 φn= 180°, 发送 0 符号 由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，所以2PSK信
2FSK调制解调原理及设计
一．2F ＳK 调制原理： 1、2ＦＳK 信号的产生： 2F ＳK 是利用数字基带信号控制在波的频率来传送信息。例如,1码用频率f １来传输，0码用频率f2来传输,而其振幅和初始相位不变。故其表示式为 { )cos()cos(21122)(θωθω?++=t A t A FSK t 时 发送时发送"1""0" 式中,假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112 f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。 ?2FSK 信号的产生方法有两种： （1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。如图 1-１(a)所示。 （2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1－1(b)所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异,即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的２FS Ｋ信号,则分别有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续的。 (a) (b) ２FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FS Ｋ信号可看成不同频率交替发送的两个2A ＳK 信号之和,即 ) cos(])([)cos(])([) cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθω?+-++-=+++=∑∑∞ -∞ =∞ -∞ =t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK 其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。
《通信原理》——现代数字调制技术
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
《通信原理》——数字调制信号
第8章数字调制信号 数字信号分为基带信号和带通信号（调制信号）。 在实际应用中，远距离的传输信道往往是带通型的，必须如模拟信号调制一样，用数字基带信号f(t)去调制载波，得到数字调制信号s(t)，然后通过带通信道进行传输。这称为数字信号的调制传输。 用数字信号f[n]去改变载波的幅度、频率和相位以进行调制，得到数字的调幅、调频和调相信号。 数字信号调制中的载波c(t)，也是模拟载波（通常是正弦波）。已调信号可表达为 s(t)=A(t)cos[ωc t+θ(t)] 用数字信号调制模拟载波，一种方法是直接把数字信号波形当作模拟信号波形，采用模拟调制的方法进行调制；另一种方法则是利用数字信号在时间和取值上的离散特性，对载波的振幅A(t)、瞬时频率偏移dθ(t)/dt和瞬时相位偏移θ(t)进行键位控制。键控可用数字电路来实现，具有变换速率快，调整方便，设备通用性和可靠性高等优点。 对载波的幅度、频率和相位进行调制得到的信号，分别称为幅度键控（ASK）、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。 二进制键控可分为二进制幅度键控(2ASK)，二进制频率键控(2FSK)和二进制相位键控(2PSK)等。
8.1 二进制幅度键控 8.1.1 二进制幅度键控（2ASK）的概念 用单极性的二进制信号对载波进行通断的开关调制。 8.1.2 2ASK信号的调制 直接调制法和键控法二进制幅度键控波形示意图
8.1.3 2ASK的频谱分析
方波二进制信号的2ASK功率密度
8.1.4 2ASK的解调 分为相干解调和非相干解调 二者均需要进行采样和判决 2ASK信号的包络检波解调模型
通信原理实验模拟调制系统
实验一模拟调制系统 1.1 集成乘法器幅度调制电路 一、实验目的 1．通过实验了解振幅调制的工作原理； 2．掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系； 3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。 二、实验仪器 1. 集成乘法器幅度调制电路模块 2. 高频信号源或“PSK调制模块” 3. 双踪示波器 4. 信号（夹子）连接线 三、实验内容 1．模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。 2．用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。 3．用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。 4．用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。 实验原理：用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。本实验采用MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。 1．实验准备 调制信号源：采用非同步函数信号，频率1khz，正弦波，输出峰峰值300mV。 载波源：PSK调制模块，工作频率1MHz，正弦载波，输出峰峰值300mV。
2．交流馈通电压的调整 集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。 （1）载波输入端输入失调电压调节 把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端，而载波输入端不加信号。 （2）调制输入端输入失调电压调节 把载波源输出的载波信号加到载波输入端，而音频输入端不加信号。 调节电位器8W01使此时输出信号最小：
3．DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察 （1）DSB信号波形观察 将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。示波器CH1接调制信号(8P02)，示波器CH2接调幅输出端（8P03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。 经调整可看出DSB信号波形为调制信号的包络： 4．AM（常规调幅）波形测量 开关8K01置AM，载波频率仍设置为1MHZ（幅度300mV），调制信号频率1KHZ（幅度300mV）。示波器CH1接调制信号、CH2接调幅输出端。
GFSK的调制解调原理
GFSK的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK (Gauss frequency Shift Keying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency- shift keying)。但FSK带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz 频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK 调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss预调制滤波，因此GFSK调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调频。由于通常调制信号都是加在PLL频率合成器的VCO上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。 图一
两点调制：调制信号被分成2部分，一部分按常规的调频法加在PLL的VCO端,另一部分则加在PLL的主分频器一端（基于PLL技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO进行分频）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量,不受环路带宽的影响。但是，两点调制增加了GFSK调制指数控制的难度。 2、正交调制 正交调制则是一种间接调制的方法。该方法将数字信号进行高斯低通滤波并作适当的相位积分运算后,分成同相和正交两部分分别对载波的同相和正交分量相乘,再合成GFSK信号。相对而言，这种方法物理概念清晰,也避免了直接调制时信号频谱特性的损害。另一方面，GFSK参数控制可以在一个带有标定因子的高斯滤波器中实现,而不受后续调频电路的影响，因而参数的控制要简单一些。正因为如此，GFSK正交调制解调器的基带信号处理特别适合于用数字方法实现。 cos(w C t) sin(w C t) GFSK的调制框图
AM调制解调原理
幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。幅度调制信号可表示成()S (t)Am(t)cos t m c ω=.对与AM 来说m(t)是带有直流分量的基带信号，可以表示成m ο与1()m t 之和，m ο是m(t)的直流分量，1()m t 是表示消息变化的交流分量。则()()1S (t)()cos t m c m m t οω=+。 AM 调幅可以采用相干解调，将已调信号乘以载波后通过低通滤波器并在幅度上做一定调整即可以恢复出原来的调制信号。另外AM 信号在满足1max ()m t m ?≤条件下，也可以采用包络检波法。包络检波器通常由整流器和低通滤波器组成。与相干解调不同的是，包络检波不需要幅度修正。 在对模拟信号进行调制解调程序中，先对输入参数做出判决，当输入个数少于所需个数时则运行默认的。然后对输入的幅度做出判断，以免出现过调幅。然后是调制解调。下图即是调制波形。
解调中分别采用了相干解调和包络检波。另外程序中，解调前加入了噪声，可以发现在大信噪比条件下，两个解调方式性能相似，而在小信噪比调剂下相干解调要好的多，包络检波则因为门限效应存在很多误差。如下图所示。这里是小信噪比情况下的图。 在对语音信号进行调制解调时，因为语音信号频率比较高，所以
不容易把调制前调制后的图放在一起，程序着重在于播放输入信号和解调输出信号。当然输出也受信噪比的影响。信噪比小的时候是恢复不出原信号的。下面分别是输入语音信号和经过调制包络检波，相干解调后的语音信号时域频域图。这里采用的都是较大的信噪比。
可以发现解调的两个图的频谱都有突然截断的现象，这是因为在解调时都采用的是理想低通滤波器。 另外还有一个需要注意的问题，读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献： [1]樊昌信，曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。2006.9 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).santosh_am_fm.m.2002.4
FM调制解调原理
F M调制解调原理 Hessen was revised in January 2021
频率调制信号的表示式为：()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞ =+?其中，kf 为调频灵敏度，m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中，先对输入参量的个数做出判断，少于则运行默认的。然后对信号进行调制，这里采样的调制信号是最简单的正弦信号，当然也可以为其他信号。调制过程中，积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的，当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。
下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形，可以发现信噪比对解调的影响。
而在语音信号的调频中，积分采用cumsum来完成，微分采用diff。因为经过调试发现，采用根据定义编写的程序由于循环运行需要很多时间。另外，在经过微分器后，包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样，所以也可以在经过微分后调用AM包络检波的程序。对于调频信号来说，都会存在门限效应，使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大信噪比情况下。
下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号，发生了频谱搬移，还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题，读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献： [1]樊昌信，曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真
BPSK调制解调
一、主要内容 1、简要阐述 BPSK调制解调原理 2、用 MATLAB进行仿真，附上仿真源程序和仿真结果，对结果进行分析。 二、主要原理 2.1 BPSK 的调制原理 在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化 时，则产生二进制移相键控（ 2PSK）信号。通常用已调信号载波的0 度和 180 度分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0. 二进制移相键控信号的时域表达式为 e2 PSK (t) [ a n g(t nT s )] cosw c t（式 2—1）n 其中， a n与 2ASK和 2FSK时的不同，在 2PSK调制中， a n应选择双极性，即当发送概率为 P， a n1，当发送概率为1-P, a n 1 。若g(t)是脉宽为 T S、高度为 1的矩形脉冲，则有 当发送概率为 P 时，e 2PSK ( )cos()（式—）t w c t22 发送概率为 1-P 时， e2PSK cos()（式 2 —）w c t3 由（式 2—2）和（式 2—3）可以看出，当发送二进制符号 1 时，已调信号 e2PSK (t)取 0度相位，当发送二进制符号为0 时， e2PSK (t) 取180 度相位，则有 e 2 PSK cos(w c t n )，其中发送符号1，n 00，发送符号0，n 1800。 这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字调制信号的调制方式，称为二进制绝对移向方式。下面为2PSK信号调制原理框图2.1 所示： e2 PSK (t ) S(t) 码型变换乘法器 cos(w c t) 图 2.1:2PSK 信号的调制原理图（模拟调制方法）