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1、第 1 页数字调制技术总结通信工程专业研究方法论与创新教育结课论文编码与调制姓名学号指导老师编码与调制交大没有笨学生，只有懒学生。编码的核心是频谱的整形，调制的核心是频带的搬移。用数字信号承载数字或模拟数据叫做编码。编码的码型有很多种，包括：二进制码、不归零码、不归零反转码、单极性非归零码、双极性非归零码、归零码、单极性归零码、双极性归零码、曼切斯特码、差分曼彻斯特编码、AMI编码、HDB3编码、B3ZS编码、B8ZS编码、CMI编码、4B/5B编码、5B/6B编码、MLT-3编码、8B/10B编码、8B/6T编码、64B/66B编码、128B/130B编码和PAM-5编码。A.二进制码最普通
2、且最容易的方法是用两个不同的电压值来表示两个二进制值。用无电压（或负电压）表示0，而正电压表示1。优点：技术实现简单，计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“1”和“0”表示；简化运算规则：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度；适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合；易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换；用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它
3、是高还是低；一位二进制代码叫做一个码元,它有0和1两种状态.N个码元可以有2n种不同的组合；每种组合称为一个码第 2 页字.用不同码字表示各种各样的信息,就是二进制编码.B.非归零码（NRZ编码）不归零编码效率是最高编码。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此码型。NRZ是一种很简单的编码方式，用0电位和1点位分别二进制的“0”和“1”，编码后速率不变，有很明显的直流成份，不适合电接口传输。不归零码缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器，不具备自动同步机制，传输时必须使用外同步。C.不归零反转编码（NRZI编码）NRZI编码中不论电平是高还是低，都不代表二进
4、制的1和0。而是电压变化表示二进制的1。如果没有电压变化，则下一位是0；如果有电压变化，则下一位是1。在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。NRZI用于较慢的RS232串行通信和硬盘驱动器上的数据存储中。在同步链路上，长串的连续位(可能数千个0)会出现问题。接收器可能会失去同步，不能检测到连续串中0的正确个数。NRZ和NRZI都是单极性码，即都只有正电平和零电平，没有负电平，所以NRZ和NRZI码中有很多直流成份，不适合电路传输，并且NRZ和NRZI编码本身不能保证信号中不包含长连“0”或长连“1”出现，不利于时钟恢复。另一问题是长串的0表
5、现为直流，它不能通过某些电气部件。Manchester编码和其他方案通过增加时钟信号解决了这些问题。D.单极性非归零码单极性码有电压表示1，无电压表示O。没有特殊的编码。电平在整个码元时间里不变，记作NRZ码。它的占空比为100%。单极性码会累积直流分量。在数字通信设备内部，由于电路之间距离很短，都采用单极性编码这种比较简单的数字编码形式。单极性不归零编码简单高效外，还具有廉价的特点。单极第 3 页性码主要运用于终端设备及数字调制设备中。E双极性非归零码双极性码中正电压表示1，负电压表示0。该方案降低了功率要求并减小了高电平衰减。他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时，给出的码元前半时
6、间为1，后半时间为0，输入0则完全相同。它的占空比为50%。双极性码的直流分量则大大减少,从而有利于传输。单极性和双极性非归零码是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ(NonReturnZero)。如果重复发送1码,势必要连续发送正电流;如果重复发送0码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。归零码可以改善这种状况。F归零码归零码的电压状态在某个信号状态后返回到零。归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比
7、的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。优点是：一位码元（一串脉冲）一个单位脉冲的亮度，称为全亮码。根据通信理论，每个脉冲亮度越大，信号的能量越大，抗干扰能力强，且脉冲亮度与信道带宽成反比，即全亮码占用信道较小的带宽编码效率高。缺点是：当出现连续0或1时，难以分辨复位的起停点，会产生直流分量的积累，使信号失真。因此，过去大多数数据传输系统都不采用这种编码方式。近年来，随着技术的完善，NRZ编码已成为高速网络的主流技术。G单极性归零码（RZ）单极性归零码即是以高电平和零电平分别表示二进制码1和0，而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间，其余时间返回零电平在单极性归零码中，/T称为
8、占空比他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时，给出的码元前半时间为1，后半时间为0，输入0则第 4 页完全相同。它的占空比为50%。单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号，因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型，可先变换为单极性归零码，然后再提取同步信号H双极性归零码双极性归零码是二进制码0和1分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性。此种码型比较特殊，它使用前半时间1，后半时间0来表示信息1；采用前半时间-1，后半时间0来表示信息0。因此它具有三个电平
9、。双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用因此可以经常保持正确的比特同步即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛IManchester(曼彻斯特)在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示1，从低到高跳变表示0。这给接收器提供了可以与之保持同步的定时信号，因此也叫做自同步编码。十兆以太网就是使用Ma
10、nchester编码。曼彻斯特编码常用在LAN上。曼切斯篇二：通信系统中数字调制技术的研究与仿真。通信系统中数字调制技术的研究与仿真专业：通信工程学生：秦凯指导老师:唐泉摘要在日常的生活中，通信是人们用来传递信息的方式。随着数字系统的飞速发展，对数字系统的性能和调制解调技术要第 5 页求也越来越高。同时，由于计算技术的发展，通信系统的仿真已日益普遍，已逐渐成为今天设计和分析通信系统的主要工具。本次设计将使用MATLAB软件设计函数和Simulink建模对数字调相技术进行仿真和研究。本文在第一章中介绍了通信系统的组成、MATLAB的使用以及Simulink模块的组建。第二章深入分析了2ASK、2
11、PSK、2FSK的调制解调原理理论知识，熟悉了原理后，在第三章中用MATLAB编程和Simulink对它们进行仿真和研究。本设计主要实现2ASK、2PSK、2FSK调制解调过程的仿真，并分析它们的性能差异。最后一章对数字调制与解调作了一个总结。关键词：MATLAB调制解调2ASK2PSK2FSKResearchandSimulationofDigitalModulationTechnologyinCommunicationSystemMajor:municationengineeringStudent:QinKaiSupervisor:TangQuanAbstractInday-to-dayl
12、ife，municationisusedtoconveyinformation.Withtherapiddevelopmentofdigitalsystems，digitalsystemformodemperformanceandthetechnicalrequirementsofincreasinglyhigh.Atthesametime，thedevelopmentofputingtechnology，simulationofmunicationsystemshavebeeincreasinglymon，havegraduallybeethedesignandanalysisoftoday
13、smaintoolformunicationsystems.Inchapter1,thispaperintroducesthepositionofthemunicationsystem,theuseofMATLABandSimulinkmoduleisestablished.Thesecondchapterin-depthanalysisofthe2ASK,2PSK,2FSKofdemodulationprincipletheoryknowledge,befamiliarwiththetheory,inthethirdchapterusingMATLABprogrammingandSimuli
14、nksimulationandresearchonthem.Thisdesignmainlyrealizes2ASK,2PSK,2FSKdemodulationprocessSimulink,andan第 6 页alyzestheperformanceoftheirdifferences.Thelastchapterofdigitalmodulationanddemodulationmadeasummary.Keywords：MATLABmodem2ASK2PSK2FSK目录1绪论.11.1数字调制的简介11.1.1键控.11.1.2解调.11.1.3实用数字调制.11.2MATLAB/Sim
15、ulink的简介.21.2.1MATLAB.21.2.2Simulink21.3通信技术的历史31.3.1通信的概念.31.3.2通信的发展史简介.51.4通信技术的发展现状和趋势.52数字频带传输系统.62.1二进制振幅键控(2ASK)62.2二进制移频键控(2FSK).2.3二进制移相键控(2PSK).122.4二进制数字信号的功率谱密度.142.4.12ASK信号的功率谱密度.142.4.22FSK信号的功率谱密度.152.4.32PSK的功率谱密度.163调制与解调仿真.13.12ASK的调制与解调仿真.13.22FSK的调制与解调仿真.213.32PSK的调制与解调仿真.303.4二
16、进制数字调制系统的性能比较353.4.1带宽比较.353.4.2对信道特性变化的敏感性比较.353.4.3误码率比较364总结36参考文献.38致谢391绪论1.1数字调制的简介以数字信号作为调制信号的调制技术。一般采用正弦波作为载波，这种数字调制又称为载波键控。在发射端需将数字基带信号对高频载波进行调制得到高频已调信号，高频已调信号经信道传输后，在接收端经解调后恢复为数字基带信号。基带信号不适合直接在带通型信道上传输，需要将其进行调制，使传输频带适合信道的通频带。1.1.1键控用电键对载波进行控制，这是借用了电报传输中的一个术语。载波键控是以数字信号作为电码，用它对正弦载波进行控制，使载波的某个参数随电码变化。根据正弦波受控参数的不同，载波键控可以分为三大类：移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)。它们分别是控制正弦波的幅度、频率、相位随着数字信号变化而变第 7 页化。单位时间内的键控次数称为键控速率（又称符号速率或传输码元速率），其单位为波特(b
