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。
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? ASK 幅移键控(Amplitude shift keying), 2ASK也叫开关键控 OOK (On-off keying),多级幅移键控M-ASK如PAM4,PAM8等; PSK 相移键控(Phase 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 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。
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。 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 magnitude_recovery(1:N/2)*2/N); axis([0, 5000, 0, 0.5]); xlabel('Hz'); title('扩频后乘以恢复载波后信号频谱'); %% %8. *y_bitlist_recovery_fft,N)); figure(8) subplot(2,1,1) plot(frequency_recovery,magnitude_low_frequency_re
清华大学罗毅院士课题组发表了一篇高调制效率、高速率、同时支持O波段和C波段工作的薄膜铌酸锂调制器的工作。 采用PAM8的高速数据传输在C波段和O波段均实现了高达390Gbit/s的数据速率(130Gbaud),能效低至0.69fJ/bit。 ),那么剩下的问题就是解决怎么提高调制效率。 这篇工作则是用了BCB下填充的方式实现调制效率提升。他们采用的是电容负载型行波电极结构(即T型电极)的二次优化。 假如其他指标(消光比等)正常,这么高的带宽测个400G PAM4眼图应该也没问题,只不过设备受限只测了130Gbaud 390 Gbit/s PAM8的速率,有点委屈铌酸锂了。
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。 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。 5V~+5VDC连续可调触发方式上升沿或下降沿显示图趋势图和直方图相位测量0~360°/-180°~ ﹢180°占空比0.001~0.999内部时基输出频率10MHz恒温晶振(默认)频率准确度≤3E-8( 出厂设置)年老化率≤5E-8秒稳定度≤3E-11/s高稳晶振(选件)频率准确度≤1E-8(出厂设置)年老化率≤5E-8秒稳定度≤1E-11/s铷原子钟(选件)频率准确度≤5E-11(出厂设置)老化率≤1E
介绍 信号调制使用到的载波信号,通常可以用下方的公式表示: a(t)表示幅度,ω为频率,φ代表相位,所以载波信号可改变的就是该三变量,根据不同变量的改变,可以分为幅度调制、频率调制以及相位调制三大类。 幅度调制 BASK调制 BASK调制即二进制幅度调制又称二进制幅度键控(2ASK),设调制信号的公式为: 公式中ak为0或1,特点::"1"码期间有等幅余弦波输出,相当与开关开通, "0"码期间无输出 星座图用来表示QAM发射的信号集,星座上的每一个星座点都对应发射信号集中的那一点 频率调制 频率调制是一种使得发射信号的频率按调制信号的规律进行变化,且振幅保持不变的调制方式。 BFSK调制 BFSK调制即二进制频率调制,发射信号可表示成 其中∆f是相对与f的频偏,m是输入比特流,通常由0和1组成。 相位调制 载波的相位相对参考相位的偏移值随调制信号的瞬时值成比例的变化的调制方式,称为相位调制即调相。
Th1B.2 C+L-band 4 Tb/s (500 Gb/s/λ × 8λ) WDM IM/DD Optical Interconnection over Anti-resonant Hollow-core C+L波段8波长的4-Tb/s PAM-16调制在 1.4 km 低色散反谐振空芯光纤的传输,应用于3.2T传输。 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。 ,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.
因此激光器可以调制到Gb/s,远比二极管的速度快。
(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 “15-PN”“128K”,点击“设置”进行修改。 DQPSK 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 “15-PN”“128K”,点击“设置”进行修改。 五、具体内容 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 “15-PN”“128K”,点击“设置”进行修改 并且4TP5和4TP6在时间上并不对齐,相差8个时钟周期 (3)I、Q 两路基带信号符号映射观测 使用示波器分别观测“I 符号-4VT12”和“Q 符号-4VT13”输出,分别和 I 路基带数据和 Q DQPSK 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 “15-PN”“128K”,点击“设置”进行修改。
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)。 Liu, et.al., "56 Gbps high-speed Ge electro-absorption modulator", Photonics Research 8,1648 (2020)
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 void analogWrite(uint8_t pin, int val) { // We need to make sure the PWM output is enabled for those else { switch(digitalPinToTimer(pin)) { // XXX fix needed for atmega8 defined(__AVR_ATmega8__) case TIMER0A: // connect pwm to pin on timer 0
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
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。 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。 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) 。 从符号到PAM5线路调制水平的最终映射如下图所示。 图-PAM5星座图 PAM8型 PAM8信号以100G PHY为目标。 对于PAM8方案,比特流通过PAM8编码器映射到符号中,然后使用简单的3抽头T间隔FFE滤波器执行预失真,其中T是符号周期。
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。 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。 相比之下,对调制技术的考察就比较简单,我们只需要理解每一种调制技术,它的实现原理是什么?以及能够搞懂每一种调制技术,一个码元可以携带多少个比特。搞清楚这个问题,基本上就能解决真题。
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。 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。 ? 这里所提到的MZM, 没有考虑硅光的MZM, 由于其优势在于单片集成调制器和PD,不会以单个调制器作为产品出售。 文章中如果有任何错误和不严谨之处,还望不吝指出!欢迎大家留言讨论。