前言 记录通信原理中调制和解调相关学习笔记。 一、调制简介 1、调制定义 比喻——货物运输:将货物装载到飞机/轮船的某个仓位上 调制:把消息信号搭载到载波的某个参数上,形成已调信号。 解调:调制的逆过程,从已调信号中恢复信息信号。 3、调制的分类 ①、调制的过程 ②、下图展示了都有哪些调制方式: 二、幅度调制(线性调制) 1、幅度调制的一般模型 幅度调制——消息信号控制正弦载波的幅度 时域: S_m(t) 调制效率 100%,即功率利用率高。 主要用作 SSB、VSB 的技术基础,调频立体声中的差信号调制等。 6、AM/DSB/SSB/VSB 关系 三、角度调制(非线性调制) 由于频率和相位是微积分的关系,所以无论调频还是调相,都会使载波的角度发生变化,所以调频和调相统称为角度调制。
基于上以基础调制,还衍生出很多复合调制,如PM-QPSK在偏振态、相位和波形多个维度进行调制以及正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等复合调制方式也已经在广泛应用 例如,红色可能代表“00”,蓝色代表“01”,绿色代表“10”,黄色代表“11”。所以虽然你每秒只扔一个球(波特率为1Bd),但每个球实际上可以传递2比特的信息,比特率是2bps。 给出调制器的电信号的波特率为10G速率等级,即B=10。 调制后输出的信号比特率是: R=B*log2M=10*10g22=10*1=10Gbps 对于16阶正交幅度调制QAM,如下图所示,表示符号数M=16。 同时给出调制器的电信号波特率为32G速率等级,那么B=32,调制后输出的信号比特率是: R=B*1og2M=32*10log216=32*4=112Gbps 一般情况下比特率是高于波特率的,以让信息传递尽可能的多
随着信息技术的快速发展,对高带宽和低延迟通信的需求不断增加,编码与调制技术作为数据传输的核心环节,扮演着重要角色。本文详细讲解了常用的编码方法以及调制方法。 ⑤调制与解调调制是将信息信号叠加到载波信号上,以便于在信道中传输的过程;解调则是将接收到的调制信号还原为原始信息信号。调制技术对于多种通信方式至关重要。 3 常用的调制方法3.1 调幅(AM)调幅(AM)通过改变载波信号的幅度来传递信息。此方法简单、易于实现,但易受到噪声干扰,通常用于广播和音频传输。 PM可以与调幅和调频组合使用,形成复合调制方式,以提高数据传输的可靠性。3.4 正交幅度调制(QAM)正交幅度调制(QAM)结合了调幅和调相的优点,能够同时在相位和幅度上编码数据。
数据无论是数字的还是模拟的,为了传输的目的都必须转变成信号,把数据变换为模拟信号的过程称为调制,把数据变换为数字信号的过程称为编码。 信号是数据的具体表示形式,它和数据有一定的关系,但又和数据不同。 数字数据可以通过数字发送器转换成数字信号传输,也可以通过放大器调制器转换成模拟信号传输;同样,模拟数据可以通过PCM编码器转换成数字信号传输,也可以通过放大器调制器转换成模拟信号传输。 2、数字数据调制为模拟信号 数字数据调制技术在发送端将数字信号转换为模拟信号,而在接受端将模拟信号还原为数字信号,分别对应于调制解调器的调制和解调过程。基本的调制方法有: 1)幅移键控(ASK)。 4)正交振幅调制(QAM)。在频率相同的前提下,将ASK和PSK结合起来,形成叠加信号。 4.模拟数据调制为模拟信号 为了实现传输的有效性,可能需要较高的频率。
扩频调制 1.扩频调制概念 2.仿真代码(matlab) 2.1主程序 2.2产生m序列函数 3.实验结果 1.扩频调制概念 扩展频谱是指将信号的频谱扩展至占用很宽的频带,简称扩频。 扩展频谱通信系统是将基带信号的频谱通过某种调制扩展到远大于原基带信号带宽的系统。 扩展频谱技术一般可以分为三类: 1.直接序列扩谱,它通常用一段伪随机序列表示一个信息码元,对载波进行调制。 ,观察其时域波形 %设定采样频率 ts=0:1e-5:7.5-0.00001; %每个符号复制1000次,将本来是冲激信号的m序列调制后比特流转变成矩形信号 m_modulation_bitlist_ 1=rectpulse(m_modulation_bitlist,1000); %扩频后信号BPSK调制时域波形 fs=2000;%设定bpsk调制频率为2000hz m_modulation_bitlist_bpsk 判决 for i=1:750 K=i*1000-500; recovery_bitlist(i)=y_bitlist_recovery_relieve(K); end figure(10
SYN5671型调制域分析仪是一款主要用于测试信号的频率、相位或时间间隔等随时间变化关系的时频测量仪器,具有载波调制域测量、时间间隔测量、脉冲周期测量、脉冲宽度测量、相位测量、脉冲包络参数等多种测量功能 SYN5671型调制域分析仪提供平均值、标准偏差、最大值、最小值、阿仑偏差等统计信息,可测量宽带捷变频、线性调频、脉冲调制等多种复杂信号的时频特性。 1) 频率/周期相对时间变化测量;2) 脉冲相对时间变化测量;3) 调制信号包络宽度/周期测量;4) 时间间隔测量功能;5) 相位测量功能;6) 直方图显示;7) LAN/USB/串口通信功能。 SYN5671型调制域分析仪产品特点a) 精度高、高性价比;b) 功能齐全、性能可靠;c) 测量范围宽,灵敏度高;d) 7寸大触摸屏设计,操作方便。 ℃,存储温度:-30℃~+70℃,相对湿度:≤90%供电电源交流 220V±10%, 50Hz±5%,功率小于15W外壳尺寸4U工控机箱重量≤10kg
示例 %一秒传10bit的信号 close all clear t=0:1/1e3:1-1/1e3;%1s a=randi([0,1],1,10);%10个随机数 非0即1 s=a(ceil(10*t *cos(2*pi*100*t);%调制信号 subplot(211) plot(t,a(ceil(10*t+0.01))); axis([0,1-1/1e3,-0.2,1.2]); subplot( 代码 %一秒传10bit的信号 close all clear t=0:1/1e3:1-1/1e3;%1s %a=randi([0,1],1,10);%10个随机数 非0即1 a=[1,1,1,0,1,0,0,1,1,1 s=Ai(ceil(10*t+1/1e4)). +Aq(ceil(10*t+1/1e4)).
国内浙江大学储涛老师也有类似的工作,可以实现无DSP的128 Gbaud调制,冲击200Gbaud。看来硅光调制器还是有潜力可以挖的。 不过慢光调制器的带宽、插损问题能否进一步优化,决定了它的实用价值。 ,实现了128Gbaud的调制,调制区长度仅为50um,片上插损2dB。 224Gbaud高速调制,片上插损2dB。 演示了C波段IQ调制器的实现.
因此激光器可以调制到Gb/s,远比二极管的速度快。
4、设四进制符号的二进制序列为 00,11,01,10,11,10,11,11,以不归零的单极性矩形脉冲为基带波形,画图表示原信号、串并转换后 I 路信号和 Q 路信号。 5、设四进制符号(绝对码)的二进制序列为 10,10,10,10,10,10,10,10,初始参考符号为 00 。 绝对码 00 10 10 10 10 10 10 10 10 绝对码 (格雷码) 0 3 3 3 3 3 3 3 3 相对码 (格雷码) 0 3 2 1 0 3 2 1 0 相对码 (二进制) 00 10 11 01 00 10 11 01 00 四、步骤 1.QPSK 调制观测 (1) 基带数据设置及时域观测 使用示波器分别观察 2P6 和 2TP8,使用鼠标点击“基带设置”按钮,设置基带速率为 “ 同时观测基带信号和QPSK 调制 通过上图可以验证,基带信号和调制信号载波相位对应关系大致为:00:225度、01:135度、10:315度、11:45度。
这篇笔记简单介绍下基于Ge和GeSi材料的电吸收调制器。 典型的耗尽型MZI型调制器,其长度在毫米量级,这一尺寸在transceiver领域还可以接受。但是对于未来的大规模集成光路(large scale PIC),必须寻找尺寸更小的调制器结构。 基于GeSi/Ge的电吸收调制器是潜在的解决方案之一。 Ge材料的吸收谱线如下图所示, ? 通过调节外加电场的大小,可以调节光的强度,也就是所谓的电吸收调制(electro-absorption modulation)。 Ge EAM调制器的典型结构如下图所示,采用横向的pin型结构, ? (图片来自文献2) 通过设计doing profile以及波导结构,使得光场与电场之间发生有效地交叠。
现在一切都明了了:脉宽调制,脉宽调制,脉宽调制,这个宽,不是物体的宽度,而是高电平(有效电平)信号在一个调制周期中持续时间长短,它可以用占空比去衡量,占空比越大,脉冲宽度越宽。 Arduino主控芯片为ATmega168或者ATmega328的3, 5, 6, 9, 10, 和 11引脚支持PWM,Arduino Mega的 2~13 , 44~46引脚支持PWM,老板子ATmega8 的9,10,11脚支持PWM。 Arduino的PWM输出 void setup() { analogWrite(6,127); //让 6号引脚输出占空比为 127/255≈50% 的PWM信号 analogWrite(10,64 ); //让 10号引脚输出占空比为 64/255≈25% 的PWM信号 } void loop() { //nothing } ?
循环前缀 CP_length ---512/4=128 % 循环后缀 CS_length ---20 % 升余弦窗系数 alpha ---7/32 % 调制方式 100; ifft_length = 512; CP_length = 128; CS_length = 20; rate = []; SNR =20; bit_per_symbol = 4; % 调制方式决定 *symbol_count*bit_per_symbol; bit_sequence = round(rand(1,bit_length))'; % 列向量 % ================子载波调制方式 ============未加窗信号频谱======================= % 每个符号求频谱再平均,功率取对数 figure % 归一化 orgin_aver_power = 20*log10 on title('未加窗信号频谱') % ====================加窗信号频谱========================= orgin_aver_power = 20*log10
1 基于System View的模拟线性调制系统仿真 3.1.1AM 调幅 一、实验目的: 1. 熟悉使用System View软件,了解各部分功能软件的操作和使用方法。 2 通过实验进一步观察了解模拟信号AM调制、解调原理。 3 掌握AM调制信号的主要性能指标 4 比较、理解AM调制的相干解调和非相干解调原理。 二、实验内容 用System View构造一个AM调制、解调系统,观察个模块输出波形,了解AM调制、解调原理,理解相干解调和非解调原理的区别,掌握AM调制信号的主 要性能指标,即带宽和功率谱。 三、实验要求 1 观察原始基带信号、一、已调信号、经过信道后加入噪声的已调信号以及解调信号的波形,理解AM调制系统的调制、解调原理 2 观察以上四种信号的功率谱密度,理解它们之间的区别,说明原因。 四、电路组成 1 AM调制解调系统模型 发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/148095.html原文链接:https://javaforall.cn
式中,λ为波长(m);c为电磁波传播速度(光速3*10^8)(m/s);f为频率(Hz)。音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,最小的波长为 ? 如下图所示为AM幅度调制与FM频率调制的不同。AM幅度调制中,利用低频的基带信号改变高频载波的幅度;FM频率调制中,利用低频的基带信号改变高频载波的频率; ? 当AM调制信号满足均不为负数,则不会出现过调制,调制后的信号不会出现相位的突变,其包络就可以表征基带调制信号,可以使用包络检波恢复基带调制信号。 (1)整流:DSB、AM(调制指数1)、AM(调制指数1/2) AM调制中,调制指数为1时效率最高,调制指数越小,效率越低。 ? (1)乘以相干载波:DSB、AM(调制指数1)、AM(调制指数1/2) ? (2)低通滤波:DSB、AM(调制指数1)、AM(调制指数1/2) DSB和AM都可以使用相干解调正确恢复基带调制信号。
在IEEE 802.3标准中,以太网通过各种调制方案在不同以太网速度上传输数据包。 大多数以太网都使用脉冲幅度调制,即PAM星座。在PAM信号调制中,信息通过一系列信号脉冲的幅度进行编码。 IEEE 802.3an 标准将 10GBASE-T 的线路级调制定义为Tomlinson-Harashima Precoding(汤姆林森-哈拉希玛精确编码)THP的脉冲幅度调制,具有16个离散级(PAM16 在IEEE 802.3an标准中,针对10GBase-T的线电平调制有如下几种方案: 具有12个离散电平PAM12; 10个电平PAM10或8个电平的PAM8; 带或不带THP的PAM。 PAM16型 这种信号用于各种速率的以太网,如2.5G BASE-T、5G BASE-T、10G BASE-T、25G BASE-T、50G BASE-T。 IEEE标准规定10G/25G/50GBASE-T的线路级调制使用THP和具有16个离散级的PAM16,以二维棋盘图案编码,称为DSQ128,以800 Msymbols/s的速度在线路上发送。
PWM 概述 PWM(Pulse Width Modulation)又叫脉冲宽度调制,它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制,等效出所需要的波形(包含形状以及幅值),对模拟信号电平进行数字编码,也就是说通过调节占空比的变化来调节信号
继续看编码和调制技术,在这个视频中,我们主要探讨几种常见的调制方法,也就是要探讨如何用模拟信号表示二进制数据。首先来认识调幅,调频和调相这三种方法。 用低电频表示0高电频表示1,这种基带信号需要经过调制器调制之后把它转换成某一种模拟信号,才可以在某些模拟信道上进行传输。 比如,可以让第一种符值表示两比特00,第二种符值表示两比特01,第三种符值表示两比特10。第四种幅值表示11。所以只要增加幅值的种类,一个码元携带的比特数就可以增加。类似的道理,对于调频这种方法来说。 除了AM 、FM 和 PM 这三种调制方式之外,还有一种我们需要了解的调制方式叫做QAM,正交幅度调制。 这种调制方式就是把AM和PM这两种方法进行一个结合。 A、B、C、D四个选项分别给出了四种QAM调制方案的名字。QAM-16,QAM-32、QAM-64、QAM-128,QAM后面的这个数字后缀,指的是这种调制方法,总共调制出了几种信号。
有朋友留言询问“EAM与MZI调制的优缺点”,借此机会,翻阅了一本经典教材,整理下几种不同的信号调制方式,即DML, EAM和MZI, 并比较它们的优缺点。 与DML相对应的是外部调制激光器EML(externally modulated laser), 半导体激光器工作在CW模式,借助外部的调制器来调制信号。 下图(a)为10GHz电信号输入时的波形,图b为DML输出光信号的波形,波形发生了畸变,图c为对应的频率变化。 ? (图片来自文献1) 下图(a)为DML激光器输出信号的眼图,眼图有较大的畸变。 下图为10Gbps信号在电吸收调制器作用下的眼图。图(a)为光信号经过电吸收调制器后的输出眼图,交叉点偏下,这是EAM的一个缺点。图(c)和图(d)是该信号经过50km传输滤波前后的眼图。 MZI型调制器 MZI型调制器基于电光效应引起的相位变化,借助于MZI干涉器,使得相位变化转变为强度调制,如下图所示。由于其基于MZI干涉器,所以其对波长依赖性较低,可以在较宽的波长范围内工作。 ?
这一篇笔记聊一聊铌酸锂调制器。 铌酸锂是一种非常重要的非线性材料,它的透明波段非常宽,从350nm到5.2um,其在非线性光学(激光频率转换)、光电调制等领域应用非常广泛。 硅基调制器主要基于载流子浓度改变导致的吸收系数变化或者折射率变化。 基于Pockels效应,可以对铌酸锂波导中的光场相位进行调制,进一步可制备成相应的调制器,包括强度调制器,相位调制器。 铌酸锂调制器的性能非常好,调制速度可以达到40G以上,线性度较高,消光比可以达到30dB, 半波电压V_pi在6V左右。下图是iXblue公司铌酸锂调制器的性能参数表, ? 补充一点,基于铌酸锂的声光效应,还可以制作铌酸锂声光调制器。关于声光效应,可以参看光学调制器的物理基础,这里就不赘述了。铌酸锂声光调制器应用也十分广泛。 总的说来,经过这么多年的发展,铌酸锂调制器技术已经非常成熟,其性能优异,应用广泛。可以借鉴其高速RF电极的设计,应用在硅基调制器的设计上。