第四章数字调制方式

一、概念

什么是信道？

：指通信的通道，是信号传输的媒介；

：在理论研究中，一条信道往往被分成信道编码器、信道本身和信道译码器。人们可以变更编码器、译码器以获得最佳的通信效果，因此编码器、译码器往往是指易于变动和便于设计的部分，而信道就指那些比较固定的部分。

：无线电话的信道就是电波传播所通过的空间，有线电话的信道是电缆。每条信道都有特定的信源和信宿。

：无线信道——也就是常说的无线的“频段（Channel）。
什么是低通、高通和带通？

：带通——允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段
为什么要对数字基带信号进行数字调制？
什么是幅度调制、频率调制和相位调制？

：通过用数字基带信号改变正弦载波的幅度、频率和相位，来获得适合于在信道中传输的数字频带信号。
数字调制可以分为哪几类？为什么？

：因为在信息传输的过程中，数字码元有二进制和多进制之分，所以，数字调制也有二进制和多进制之分。

：二进制数字调制：将“0”和“1”这两个二进制符号分别映射为相应的波形；

：多进制数字调制：将多个码元符号映射为相应的波形。
除了以上两种普通的调制方式，还有哪几种调制方式？

：正交幅度调制

：正交频分复用
解调方法可以分为哪2种？

：解调（也称检波），是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。

：解调方法可以分为：相干解调和非相干解调。
什么是相干解调？

：相干解调（也叫同步检波），它适用于所有线性调制信号的解调。

：实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。

：如何实现——利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘；解调后的信号包含一个低频信号和一个高频成分；用一个低通滤波器把高频成分滤掉，就得到了要传递的基带信号s ( t ) 。以上这个解调过程就是相干解调。
什么是信噪比？

：信噪比是度量通信系统通信质量可靠性的一个主要技术指标。根据通信中不同的需要，有不同的表达方式。

：在数字通信系统中，信噪比一般是指终端机的数字解调器或译码器输出端的每个数字波形（比特)的平均信号能量E与单位频带内的噪声功率N0的比值E/N0，又称为归一化信噪比或能量信噪比，是常用的指标。
什么是误码率？

：是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标，误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。

：

二、简单数字调制仿真

1.二进制数字振幅调制与解调

什么是振幅键控（数字振幅调制）ASK？

：通过正弦载波的幅度变化（频率和初始相位保持不变）来传递数字信息。

：振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号变化而变换的数字调制。

：二进制振幅键控（2ASK）——用二进制数字信号控制正弦载波振幅。
根据定义，2ASK信号的一般表达式是什么？
MATLAB仿真-2ASK模拟调幅调制和相干解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IMgIDe3l-1636973893324)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\2ASK模拟调幅调制和相干解调.png)]$

2.多进制数字幅度调制与解调

**M进制振幅键控（MASK）**信号的载波幅度有几种取值？由此它的基本表达式是什么？

：不同于二进制振幅键控信号的载波幅度只有两种（0和1），M进制振幅键控信号的载波幅度有M种；

：见P65
MATLAB仿真-4ASK信号调制与相干解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ivMbhzcc-1636973893328)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\4ASK信号调制与相干解调的仿真.png)]$

3.二进制数字频率调制

什么是频移键控（数字频率调制）？

：频移键控（FSK）是利用正弦载波的频率变化（幅度和初始相位保持不变）来传递数字信息。

：基带信号的不同取值，用相同幅度、相同相位的不同频率的正弦载波信号表示。（还不理解看下面的仿真波形）

：对于二进制频移键控——当发送码元“1”时，取余弦载波的频率为w1,当发送码元“0”时，取频率为w2,根据载波的频率不同，来区分码元信息。

：M进制频移键控同上。
二进制频移键控信号的表达式是多少？
M进制频移键控信号的表达式是多少？
MATLAB仿真-2FSK的产生与相干解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GFa6meqg-1636973893331)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\2FSK的产生与相干解调.png)]$

4.多进制数字频率调制

MATLAB仿真-4FSK的产生与相干解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-a4QmQWwD-1636973893335)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\4FSK的产生与相干解调.png)]$

5.二进制数字相位调制

什么是数字相位调制（PSK）？

：基带信号的不同取值，用相同幅度、相同频率的不同初始相位的正弦载波信号表示。
MATLAB仿真-2PSK信号产生与相干解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WdOucfP7-1636973893341)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\2PSK信号产生与相干解调.png)]$

6.多进制数字相位调制

三、正交幅度调制仿真

什么是正交幅度调制？

：是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。这两个载波通常是相位差为90度（π/2）的正弦波，因此被称作正交载波。这种调制方式因此而得名。

：过程如下图——

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hbJT3LzK-1636973893343)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\正交幅度调制.png)]$
MATLAB中如何对比两个序列，得到误比特数和误码率？

：biterr函数
MATLAB仿真-正交幅度调制仿真与解调

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-03VAJj1U-1636973893346)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\正交幅度调制仿真与解调_2和16-bit序列.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-riV2Fn4p-1636973893348)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\正交幅度调制仿真与解调_发射信号星座图.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tXeaISep-1636973893350)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\正交幅度调制仿真与解调_接收信号星座图.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8imn9n9z-1636973893353)(D:\雏雁资料\所学总结\Typora images\正交幅度调制仿真与解调_解调后的信号.png)]$