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1、3.3 多进制数字调制3.3.1 M进制数字振幅调制（进制数字振幅调制（MASK）3.3.2 M进制数字频率调制（进制数字频率调制（MFSK）3.3.3 M进制数字相位调制（进制数字相位调制（MPSK）2021/5/211v在许多实际的数字传输系统中，往往采用在许多实际的数字传输系统中，往往采用多进制的调制方式，它与二进制调制系统多进制的调制方式，它与二进制调制系统相比有如下两个特点：相比有如下两个特点：在相同的信道码元传输速率下，多进制系统在相同的信道码元传输速率下，多进制系统的信息传输速率比二进制系统的高的信息传输速率比二进制系统的高在相同的信息速率下，由于多进制方式的信在相同的信息速率下
2、，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号码元的持续时间要比二进制的宽。制信号码元的持续时间要比二进制的宽。加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响。影响。vM进制调制和二进制调制一样，可以分为三进制调制和二进制调制一样，可以分为三种：种：MASK、MFSK、MPSK2021/5/2123.3.1 M进制数字振幅调制（MASK）M进制数字调制又称为进制数字调制又称为M M电平调制，它在原电平调制，它在原理上是通断键控方式的推广形
3、式，但它比理上是通断键控方式的推广形式，但它比OOKOOK方式具有更高的传输效率方式具有更高的传输效率现利用现利用SystemViewSystemView系统仿真来验证，在相系统仿真来验证，在相同信道传输速率下同信道传输速率下M M电平调制与二进制电平电平调制与二进制电平调制具有相同的信号带宽，即在符号速率调制具有相同的信号带宽，即在符号速率相同的情况下，两者具有相同的功率谱；相同的情况下，两者具有相同的功率谱；并且比较两者的抗噪声能力。并且比较两者的抗噪声能力。首先引入幅度调制的模块首先引入幅度调制的模块专业库专业库通信库通信库调制模块调制模块DSB-AM2021/5/213DSB-AM模块
4、模块2021/5/214多进制的多进制的PN序列序列电平数电平数2021/5/2154 4电平电平6 6电平电平-1-1-1/3-1/31/31/31 1-1-1-3/5-3/5-1/5-1/51/51/53/53/51 12021/5/2164ASK波形波形BSD-AM接收到接收到4个电平后，输出波形的幅个电平后，输出波形的幅度分为度分为4段段112233442021/5/2174ASK和和2ASK调制性能比较调制性能比较2021/5/2184ASK和和2ASK调制前后波形调制前后波形2021/5/219使用接收计算器得到功率谱波形使用接收计算器得到功率谱波形2021/5/21104ASK调
5、制后的功率谱波形调制后的功率谱波形2021/5/21112021/5/2112无噪声情况下的调制前与解调后的波形无噪声情况下的调制前与解调后的波形2021/5/2113噪声的波形2021/5/2114 MASKMASK的解调性能随信噪比恶化的速度要比的解调性能随信噪比恶化的速度要比的解调性能随信噪比恶化的速度要比的解调性能随信噪比恶化的速度要比OOKOOK要迅速要迅速要迅速要迅速得多，所以多电平调制方式虽然是一种高效率的传输方得多，所以多电平调制方式虽然是一种高效率的传输方得多，所以多电平调制方式虽然是一种高效率的传输方得多，所以多电平调制方式虽然是一种高效率的传输方式，但由于它的抗噪声能力较
6、差，尤其是抗衰落的能力式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而它一般只适宜在恒参信道下使用不强，因而它一般只适宜在恒参信道下使用不强，因而它一般只适宜在恒参信道下使用不强，因而它一般只适宜在恒参信道下使用2021/5/21153.3.2 M进制数字频率调制（进制数字频率调制（MFSK）2021/5/21163.3.2 M进制数字频率调制（进制数字频率调制（MFSK）2021/5/21173.3.3 M进制数字相位调制（进制数字相位调制（MPSK）匹配上调制载波，匹配上调制载波，匹配
7、上调制载波，匹配上调制载波，并且可以把平行和并且可以把平行和并且可以把平行和并且可以把平行和正交两路信号分离正交两路信号分离正交两路信号分离正交两路信号分离开开开开它的输入为平行它的输入为平行它的输入为平行它的输入为平行和正交两路信号和正交两路信号和正交两路信号和正交两路信号2021/5/2118多相多相PSK解调器解调器2021/5/2119相干解调相干解调相干解调相干解调2021/5/21204PSK调制前后的基带波形调制前后的基带波形2021/5/2121此方法的弊端：不稳定此方法的弊端：不稳定2021/5/21223.3.3 M进制数字相位调制（进制数字相位调制（MPSK）QPSK系统
8、原理仿真与实例系统原理仿真与实例2021/5/2123QPSK调制与解调原理仿真调制与解调原理仿真本节以本节以v26标准的标准的QPSK信号为例，介绍在信号为例，介绍在SystemView平台上仿真平台上仿真QPSK系统的方法系统的方法V26信号的参数为：调制信号的码速率为信号的参数为：调制信号的码速率为2.4kb/s，经串并变换后，经串并变换后，I、Q通道的码速通道的码速率分别为率分别为1.2kb/s，调制载波为，调制载波为1.8kHZ的的正弦波，为实现软解调，其数据采样速率正弦波，为实现软解调，其数据采样速率为为9.6kb/s。2021/5/2124QPSK调制与解调原理电路调制与解调原理
9、电路根据上述，系统定时频率为根据上述，系统定时频率为9.6KHZ，信号源频率为，信号源频率为2.4KHZ串并变化串并变化并串变化并串变化调制调制解调解调波形恢复波形恢复1.2KHZ1.2KHZ延时延时4个样点个样点延时延时8个样点个样点2021/5/2125采样器的图符采样器的图符2021/5/2126采样器的设置采样器的设置12002021/5/2127样点延时器样点延时器2021/5/2128样点延时器的设置样点延时器的设置82021/5/2129时间延时的选择时间延时的选择2021/5/2130用接收计算器绘眼图用接收计算器绘眼图时间片的长度应该为一时间片的长度应该为一个码元的时间宽度，
10、即个码元的时间宽度，即1/1200; ;为了计算整除方为了计算整除方便，选为便，选为3个码元的宽度个码元的宽度1/4002021/5/2131I路输出码元序列的眼图路输出码元序列的眼图2021/5/2132逻辑比较器逻辑比较器2021/5/2133逻辑比较器的设置逻辑比较器的设置2021/5/2134并串变换并串变换延时延时4个样点个样点2021/5/21352021/5/2136串并变化串并变化并串变化并串变化调制调制解调解调波形恢复波形恢复子系统的设计子系统的设计2021/5/2137子系统的设计2021/5/21382021/5/21392021/5/21402021/5/2141202
11、1/5/21422021/5/21433.4 现代数字调制方式现代数字调制方式随着大容量和远距离通信技术的发展，传统的数随着大容量和远距离通信技术的发展，传统的数字调制方式已经不能满足应用的需求，需要采用字调制方式已经不能满足应用的需求，需要采用新的数字调制方式，以减小信道对所传信号的影新的数字调制方式，以减小信道对所传信号的影响，以便在有限的带宽资源条件下，获得更高的响，以便在有限的带宽资源条件下，获得更高的传输速率传输速率新的调制技术的优点是节省频谱和高效率的利用新的调制技术的优点是节省频谱和高效率的利用频带。频带。主要有最小移频键控（主要有最小移频键控（MSK）、高斯滤波最小移）、高斯滤
12、波最小移频键控（频键控（GMSK）、正交幅度调制（）、正交幅度调制（QAM）、正）、正交频分复用交频分复用2021/5/21443.4 现代数字调制方式现代数字调制方式3.4.1 正交幅度调制（正交幅度调制（QAM）3.4.2 最小移频键控（最小移频键控（MSK）2021/5/21453.4.1 正交幅度调制正交幅度调制2021/5/21462021/5/21472021/5/21482021/5/21493.4.2最小移频键控最小移频键控当信道中存在非线性因素和带宽限制时，幅度变当信道中存在非线性因素和带宽限制时，幅度变化的数字信号通过信道会使已滤除的带外频率分化的数字信号通过信道会使已滤除
13、的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现象；同时码元交替处载量恢复，发生频谱扩展现象；同时码元交替处载波相位都会发生突变，导致产生很大的旁瓣。波相位都会发生突变，导致产生很大的旁瓣。所以对已调信号有两点要求：一是包络恒定；二所以对已调信号有两点要求：一是包络恒定；二是具有最小功率谱占用率。是具有最小功率谱占用率。产生了连续相位频移键控产生了连续相位频移键控（CPFSK）的调制方式，的调制方式，目前主要应用于卫星通信和移动通信中。目前主要应用于卫星通信和移动通信中。MSK就是就是CPFSK的一种，它是的一种，它是2FSK的一种特殊的一种特殊情况，它在相邻符号交界处相位保持连续，具有情况，它在相邻符号交
14、界处相位保持连续，具有正交信号的最小频差。正交信号的最小频差。2021/5/2150系统采样频率为系统采样频率为系统采样频率为系统采样频率为400HZ400HZ2021/5/2151采样频率为采样频率为采样频率为采样频率为10HZ10HZ延时一个样点延时一个样点延时一个样点延时一个样点抽样压缩器抽样压缩器抽样压缩器抽样压缩器2021/5/2152采样器的图符采样器的图符2021/5/2153采样器的设置采样器的设置2021/5/2154样点延时器样点延时器2021/5/2155样点延时器的设置样点延时器的设置2021/5/2156抽样器压缩抽样器压缩2021/5/2157抽样器压缩的设置抽样器
15、压缩的设置2021/5/2158延时一个样点，从延时一个样点，从延时一个样点，从延时一个样点，从0.2S0.2S开始传输样点开始传输样点开始传输样点开始传输样点差分编码后差分编码后差分编码后差分编码后2021/5/2159MSK的发送端的发送端2021/5/21602021/5/2161延时延时延时延时0.3S0.3SI I路调制后路调制后路调制后路调制后QQ路调制前路调制前路调制前路调制前QQ路调制后路调制后路调制后路调制后I I路调制前路调制前路调制前路调制前延时延时延时延时0.2S0.2S延时延时延时延时0.2S0.2S2021/5/21622021/5/21630 00 00 00 0
16、0 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 11 11 10 00 00 00 00 00 02021/5/2164周期周期周期周期0.2S0.2S周期周期周期周期0.1S0.1S周期周期周期周期0.2S0.2S2021/5/2165延时延时延时延时0.2S0.2S延时延时延时延时0.2S0.2S2021/5/21663.5 模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输3.5.1 信号的采样与恢复仿真实验信号的采样与恢复仿真实验3.5.2 信号的压缩与扩张仿真实验信号的压缩与扩张仿真实验3.5.3 增量调制增量调制2021/5/21673.5.1 信号的采样与恢复仿真实验信号的采样
17、与恢复仿真实验信号源是幅度为信号源是幅度为1V，频率为，频率为100HZ的正弦波；抽的正弦波；抽样脉冲为窄脉宽矩形脉冲，脉宽为样脉冲为窄脉宽矩形脉冲，脉宽为1us。分别选取了分别选取了100HZ 、200HZ 、500HZ不同的抽样频不同的抽样频率对输入信号采样，观察结果率对输入信号采样，观察结果2021/5/2168脉宽脉宽2021/5/21692021/5/21702021/5/21712021/5/21722021/5/21733.5.2 信号的压缩与扩张仿真实验信号的压缩与扩张仿真实验把模拟信号转换为数字信号的最基本的调把模拟信号转换为数字信号的最基本的调制方式为制方式为PCMPCM包
18、括采样、量化和编码三个步骤包括采样、量化和编码三个步骤最简单的量化方式为均匀量化，它的抗噪最简单的量化方式为均匀量化，它的抗噪声性能与量化级数有关，每增加一位编码，声性能与量化级数有关，每增加一位编码，它的信噪比增加约它的信噪比增加约6dB，但电路的复杂程度，但电路的复杂程度也随之增加，占用带宽也越宽。也随之增加，占用带宽也越宽。实际采用非均匀量化，就是在保持信号固实际采用非均匀量化，就是在保持信号固有的动态范围的前提下，在量化前将小信有的动态范围的前提下，在量化前将小信号进行放大，而将大信号进行压缩。号进行放大，而将大信号进行压缩。通常的压缩方法有通常的压缩方法有A律律13折和折和u律律15
19、折折2021/5/21742021/5/2175A律律13折压缩扩张器折压缩扩张器2021/5/2176A律律13折压缩器参数对话框折压缩器参数对话框2021/5/2177AD与与DA转换器转换器2021/5/21782021/5/21792021/5/21803.5.3 增量调制增量调制增量调制原理增量调制原理 把信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化把信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，而不对差值的大小进行编码，号进行编码，而不对差值的大小进行编码，量化只须两个电平，用一个比特传输一个量化只须两个电平，用一个比特传输
20、一个样值样值2021/5/2181预测值为上一预测值为上一刻的抽样值与刻的抽样值与差值之和差值之和2021/5/21822021/5/21832021/5/21842021/5/21853.6 比特误码率测试比特误码率测试2021/5/2186一个简单高斯噪声信道模型的一个简单高斯噪声信道模型的BER仿真仿真增益：控制信噪比的大增益：控制信噪比的大小，可设为全局变量小，可设为全局变量BER计数器计数器停止接收停止接收计算器计算器限幅函数限幅函数终值接收终值接收计算器计算器2021/5/2187高斯噪声源参数设置窗口高斯噪声源参数设置窗口2021/5/2188BER计数器图符计数器图符2021/
21、5/2189BER计数器图符参数设置计数器图符参数设置对比实验对比实验的比特数的比特数参考信号与参考信号与解调信号差解调信号差异的门限值异的门限值时间偏移量时间偏移量要小于系统定时的采样点数要小于系统定时的采样点数2021/5/2190BER图符的输出端口图符的输出端口0：实值实值BER值值1：BER的累计均值的累计均值2：错误总数错误总数2021/5/2191停止接收计算器停止接收计算器作用：当错误总数超过预定值时，停止本次循环的作用：当错误总数超过预定值时，停止本次循环的仿真进入下一循环，否则将一直仿真运算至系统设仿真进入下一循环，否则将一直仿真运算至系统设定的全部采样数完毕为止，然后再进
22、行下一循环定的全部采样数完毕为止，然后再进行下一循环2021/5/2192门限值：预定的门限值：预定的错误总数错误总数2021/5/2193终值接收计算器终值接收计算器每一个循环结束每一个循环结束时会显示本次循时会显示本次循环的环的BER均值均值用于计算用于计算BER/SNR曲线的曲线的基础基础可绘出归一化的可绘出归一化的BER曲线曲线2021/5/2194全局变量的关联与全局变量的关联与BER曲线的生成曲线的生成将噪声增益控制与系统循环次数进行全局将噪声增益控制与系统循环次数进行全局变量关联，使信道的信噪比由变量关联，使信道的信噪比由0dB开始逐渐开始逐渐加大，每次减小的步长与循环次数相关加
23、大，每次减小的步长与循环次数相关2021/5/21952021/5/2196运行后错误总数与误码平均值的图形运行后错误总数与误码平均值的图形2021/5/2197112021/5/21982021/5/21992021/5/211002021/5/211012021/5/21102BER测试中的系统定时问题测试中的系统定时问题SystemView是一个多速率系统是一个多速率系统信号经过许多滤波器、编码器时，会产生信号经过许多滤波器、编码器时，会产生固有的处理延时固有的处理延时BER计数器的两个输入必须是严格的位同步计数器的两个输入必须是严格的位同步才能判决正确才能判决正确因此必须严格的计算出信
24、号源和接收译码因此必须严格的计算出信号源和接收译码后的数据间的延时，才能保证计算出的后的数据间的延时，才能保证计算出的BER的精确度的精确度2021/5/21103编码后信号比特率编码后信号比特率为为7/41.75Hz并且延时并且延时4s使信号与使信号与AWGN信信号的采样频号的采样频率一致率一致为了使译码为了使译码后的频率为后的频率为1Hz，设置，设置采样频率为采样频率为1.75Hz编码与译码各延时编码与译码各延时4S加上积分清加上积分清洗时间总共群延时为洗时间总共群延时为8.571s2021/5/21104以上的系统群延时是通过理论逐步推算出来的，当以上的系统群延时是通过理论逐步推算出来的
25、，当遇到非常复杂的系统模型，不可能立即通过推论马遇到非常复杂的系统模型，不可能立即通过推论马上得出其群延时，可以通过相关运算求出系统群延上得出其群延时，可以通过相关运算求出系统群延时时本例具体步骤：本例具体步骤：将延时图符将延时图符12的延时设置为的延时设置为0，并关闭噪声；，并关闭噪声；然后设定一个相对较小的系统采样周期，并运行系然后设定一个相对较小的系统采样周期，并运行系统统进入分析窗口，按分析窗接收计算器按钮，选择交进入分析窗口，按分析窗接收计算器按钮，选择交叉相关运算功能，在右边两个选择栏分别选择两个叉相关运算功能，在右边两个选择栏分别选择两个数据相关窗口（输入数据和译码输出），按数据
26、相关窗口（输入数据和译码输出），按OK键可键可生成该相关运算的结果的数据显示图形生成该相关运算的结果的数据显示图形按工具栏上的统计按钮，激活该窗口的按工具栏上的统计按钮，激活该窗口的“Sample No”选项选项2021/5/21105交叉相关运算求系统群延时交叉相关运算求系统群延时2021/5/211062021/5/211072021/5/21108作文网小编为大家精心准备了法律知识进校园作文，希望对大家有所帮助，如果想了解更多的写作技巧请继续关注我们美文阅读网的作文栏目。在学校里，我们除了每天学习文化知识外，还要和同学们相互沟通、互相相处，在相处的过程中往往会出现一些特殊情况，我们应该学
27、会自我保护，增强法律知识。在我们同学身边经常会出现一些异常的事情，比如：盗窃罪。有一次，我带了十张作文网小编为大家精心准备了法律知识进校园作文，希望对大家有所帮助，如果想了解更多的写作技巧请继续关注我们美文阅读网的作文栏目。在学校里，我们除了每天学习文化知识外，还要和同学们相互沟通、互相相处，在相处的过程中往往会出现一些特殊情况，我们应该学会自我保护，增强法律知识。在我们同学身边经常会出现一些异常的事情，比如：盗窃罪。有一次，我带了十张A4纸，我和朋友一起下楼吃饭，等我吃完饭再上楼就发现我的纸，我和朋友一起下楼吃饭，等我吃完饭再上楼就发现我的A4纸不见了，这种现象在大家身边会经常发生，有丢笔的
28、，有丢本的，有丢钱的纸不见了，这种现象在大家身边会经常发生，有丢笔的，有丢本的，有丢钱的这种现象反映了在学校里存在偷盗的行为，小偷小摸，虽然东西不值钱，但是这样会发展成大偷大摸，在学校里老师会批评教育的，但是一旦走向社会，这就触犯了法律，就会构成偷窃罪。还有伤害罪，学校是一个大的家庭，我们都是这个大家庭里的兄弟姐妹，我们应该和谐相处，但是，却有一些同学因为一件小事而大动干戈，轻者擦伤蹭破一点皮儿，这还不算严重的，但是加入你一不小心失手打伤了别人，发生流血事件，你到时候不仅需要把伤者送到医院救治，还要花钱赔偿人家。我们现在还小，不会出大事情的，学校也会教育我们的，但是一旦走向社会，就可能会造成伤
29、害罪。最后我在这里呼吁大家，法律知识非常重要，希望学校能够长期开法律所知识讲座，也希望我们学校能把他作为长期的一个教育，让同学们学会自我保护意识，弘扬法律知识。创建和谐校园，为了我们今天能更好的学习，为了我们明天能够健康的走向社会，我们学校应当把法律知识课作为我们必修的课。这种现象反映了在学校里存在偷盗的行为，小偷小摸，虽然东西不值钱，但是这样会发展成大偷大摸，在学校里老师会批评教育的，但是一旦走向社会，这就触犯了法律，就会构成偷窃罪。还有伤害罪，学校是一个大的家庭，我们都是这个大家庭里的兄弟姐妹，我们应该和谐相处，但是，却有一些同学因为一件小事而大动干戈，轻者擦伤蹭破一点皮儿，这还不算严重的，但是加入你一不小心失手打伤了别人，发生流血事件，你到时候不仅需要把伤者送到医院救治，还要花钱赔偿人家。我们现在还小，不会出大事情的，学校也会教育我们的，但是一旦走向社会，就可能会造成伤害罪。最后我在这里呼吁大家，法律知识非常重要，希望学校能够长期开法律所知识讲座，也希望我们学校能把他作为长期的一个教育，让同学们学会自我保护意识，弘扬法律知识。创建和谐校园，为了我们今天能更好的学习，为了我们明天能够健康的走向社会，我们学校应当把法律知识课作为我们必修的课。2021/5/21109部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
