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。 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) ⑥、调幅系数 ——反映调幅信号 m(t) 改变载波幅度的程度 ——涉及 AM 的功率分配和调制效率 3、抑制载波双边带 DSB ①、如何提高调制效率? 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。 -> 波形越密 3、FM 和带宽 ①、调频参数和最大频偏 从单音信号入手,单音 m(t)=A_m(t)\cos\omega_mt , \omega_m=2\pi f_m 最大频偏: \Delta
通过调制的手段,我们可以对原始信号的频谱进行搬移,也就是改变其频率。经过调制后得到的信号被称为已调信号,这个信号不仅携带着信息,而且更适合在通信信道中进行传输。无线通信中的调制多是模拟调制。 在光纤通信中,我们使用调制技术将数字信号的频谱搬移到光纤的低损耗波长区域。在这个区域的窗口内,光信号的传输损耗较低,能够实现长距离传输。光纤通信中的调制基本上是数字调制。 那么调制的载体是什么? 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 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。 一般来说高阶调制可以带来更高的频谱效率,但是频谱效率/调制的提高,又会限制传输距离。 频谱效率这个话题后面再细说。码了一下午的字,若有不妥之处望见谅
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。
(3)差分曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码常用于局域网传输,其规则是,若码元为1,则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同,若为0,则相反。 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)。 3)相移键控(PSK)。通过改变载波信号的相位来表示数字信号的1和0,而载波的振幅和频率都不改变,它又分为绝对调相和相对调相。 4)正交振幅调制(QAM)。 2ASK中用载波有幅度和无幅度分别表示数字数据的“1”和0; 2FSK中用两种不同的频率分来表示数字数据“1”和“0”; 2PSK中用相位0和相位π分别表示数字数据的“1”和“0”,是一种绝对调和方式; 3. 3)编码则是把量化的结果转化为与之对应的二进制编码。 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。 3.线性调频,在这种系统中,载频在一个信息码元时间内在一个宽的频段中线性地变换。 扩频通信的目的: 1.提高抗窄带干扰的能力,特别时提高抗有意干扰的能力 2.防止窃听 3.提高抗多径传输效应的能力 4.使多个用户可以共用同一频带 2.仿真代码(matlab) 2.1主程序 % *cos(2*pi*fs*ts); figure(3) subplot(2,1,2) plot(ts,m_modulation_bitlist_bpsk); xlabel('t/s'); axis([
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。 技术指标频率测量通道1/210Hz~4GHz通道3(选件)3GHz/6GHz/9GHz/15GHz/18GHz/20GHz/27GHz/30GHz/40GHz/54GHz/60GHz阻抗50Ω,耦合AC
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( *cos(2*pi*100*t);%调制信号 %分析功率谱 L=512;%做512点的FFT fs=1e3; %f=fs*(0:L/2)/L; f=(-L/2:L/2-1)*(fs/L); %f=(0 示例 %4进制比特幅度调制 close all clear M=4; d=1; fs=1e3; t=0:1/fs:1-1/fs;%时常 a=randi(2,1,20)-1;%产生随机比特流 限制幅度最大为 发射信号可用公式表示: 示例 %假设M=4,4进制FSK调制 close all clear fs=1e3; t=0:1/fs:1-1/fs; df=50; a=randi(2,1,20)-1; sym
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。 Tu1C.3 A 64 Gbaud/s Hybrid Integrated Silicon Photonic Transceiver with Co-Designed CMOS Driver and TIA Tu1D.3 Silicon Photonics GeSi Electro Absorption Modulator for Beyond 300 Gb/s Per λ Links 【摘要】 Riga ,实现了128Gbaud的调制,调制区长度仅为50um,片上插损2dB。 演示了C波段IQ调制器的实现.
g[cm-1]=g[s-1]c/n gcav除以c/n,就是g[s-1]值为3.3X105s-1 换成时间常数τp=3ps. 这个ps量级的光子寿命,就是半导体激光器可以快速调整的基本原因了。 因此激光器可以调制到Gb/s,远比二极管的速度快。
文章目录 一、目的 二、原理 1 多进制数字调制与解调 2 QPSK 调制 3 QPSK 解调 4 DQPSK 调制 5 差分码编码原理 三、相关问题 四、步骤 1.QPSK 调制观测 2. 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 (6)QPSK 调制信号时域观测 用示波器同时观测“I 路调制-4VT14”,“Q 路调制-4VT15”,“QPSK 调制-4TP2”,分析 3 路 调制信号的对应关系。 用示波器分别观测调制前基带信号 2P6 和解调后信号 5TP3,分析其是否相同。 使用上述方法,通过多次尝试,分别观测到 3 种相位模糊的现象,并思考如何解决相位模糊的现象 3. (6)QPSK 调制信号时域观测 用示波器同时观测“I 路调制-4VT14”,“Q 路调制-4VT15”,“QPSK 调制-4TP2”,分析 3 路 调制信号的对应关系。
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, ? 由于FC效应的响应时间在亚皮秒量级,EAM的带宽主要受限于RC,典型的3dB带宽在30GHz以上。 (图片来自文献3) 从上表可以看出,Ge EAM的尺寸非常小,长度只需要几十微米,工作波长在1550nm以上,其工作电压在3V左右,3dB带宽可以达到56GHz,功耗较低。
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。 占空比随时间变化的PWM调制 扩展:用PWM模拟出如下的正玄波(假设仅仅用3个周期去调制出这段正弦波) 道理和前面是一样的,只不过,因为从图中看出,模拟信号(黑色曲线)随着时间不断加强,因此,占空比要变化 下面3个调制周期中,占空比D逐渐增大。 ? PWM的频率 (PWM frequency) pwm的频率决定了输出的数字信号on ,1 和 off,0 的切换速度。频率越高,切换就越快。 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 3、从源代码中也可以发现,当value的值为0时(占空比为0),等价于持续输出低电平,当value值为255时(占空比为100%),等价于持续输出高电平。
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 figure('position',[0 0 400 400],'menubar','none'); scatter(real(bit_moded),imag(bit_moded)); title('调制后的散点图 *repmat(rcoswindow(alpha,size(signal_time_C,1)),1,symbol_count); subplot(3,1,3) plot(signal_window(:,
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。 3 观察以上四种信号的带宽,理解它们之间的区别,说明原因。 4 调节噪声的大小,观察解调器输出波形的变化,说明原因。 5 比较相干解调和非相干解调,理解门限电压。
3、单边带(SSB) 双边带DSB信号加滤波器,选择使用两个边带中的其中一个(上边带、下边带),基带调制信号的带宽很小,SSB对这个滤波器的性能要求非常高,很难实现。 ? ? ,分别为: (1)不含直流的基带调制信号,20 kHz,用于DSB调制解调,记作 Signal; (2)高频载波信号,1 MHz,记作 Carrier; (3)含直流的基带调制信号,20 kHz,用于AM 以下6幅图片为调制后的信号,分别为: (1)不含直流的基带调制信号,20 kHz,用于DSB调制解调,记作 Signal; (2)高频载波信号,1 MHz,记作 Carrier; (3)含直流的基带调制信号 以下6幅图片为调制后的信号,分别为: (1)DSB调制的时域表现,Signal .* Carrier; (2)AM调制的时域表现,(Signal +1).* Carrier,调制指数为1/2; (3) )两个位置还有同样大小的频率分量,已调信号中不含载波信息; (2)AM调制的频域表现,调制指数为1,除了(4)中的信号分量外,含有很大的载波分量; (3)AM调制的频域表现,调制指数为1/2,与(5)一样
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。 例如,100BASE-T2(运行速度为100Mb/s)以太网在两个线对上使用五级 PAM 调制。 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 图-以太网和PAM编码 PAM3型 PAM3信号在任何给定时刻都涉及三种状态或重要条件之一,如功率电平、相位、脉冲持续时间或频率。 另外,也可以使用一种非常特别的8B6T编码将8个数据位转换为6个基数3位数(信号整形,由此产生的两个3位数基3符号通过三对并行传输,使用3级脉冲-幅度调制(PAM3) 。
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 PWM信号 unsigned int IoTPwmStop(unsigned int port) 停止PWM信号输出 GPIO 接口调用举例如下: 代码功能:定义了 GPIO_00 号口为 PWM3_ #include "iot_pwm.h" IoTPwmInit(PWM3_OUT); IoTPwmStart(PWM3_OUT,50,100); IoTPwmStop(PWM3_OUT);
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。 比如说再增加一种信号,叫做2×sin2x 以及3×sin2x。这样的话,就意味着我们有可能出现的信号种类变成了四种,此时,一个马原就可以携带两比特的信息。 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。 假设相位总共有四种,那我们可以用 y 等于g1x,g2x,g3x,g4x去表示四种相位的这个函数波形。
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。 EAM(electro-absorption modulator),即电吸收调制器,而MZI指的是借助于Mach-Zehnder干涉器的调制器。 该参数的典型值为3-5之间。对应的频率变化为, ? 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。 ? 3. 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。
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。