数字信号调制_数字信号调制

一、 数字数据调制技术

数字数据调制 技术 :

① 调制 : 发送端 将 数字信号 转为 模拟信号 ;

② 解调 : 接收端 将 模拟信号 转为 数字信号 ;

调制 技术 :

• 调幅
• 调频
• 调相

二、 调幅

调幅 ( ASK ) : $0$ 对应没有幅度 , $1$ 对应有幅度 ;

三、 调频

调频 ( FSK ) : $0$ 对应较低的频率 , $1$ 对应较高的频率 ;

调频示例说明 : 上图示例说明 ;

• 低频波形 : $0$ 对应着 一个时钟周期内震动两个波形 , 波形比较稀疏 , 频率较低 ;
• 高频波形 : $1$ 对应着 一个时钟周期内震动四个波形 , 波形比较稠密 , 频率较高 ;

四、 调相

调相 ( PSK ) : 对于相位的调制 , $0$ 对应余弦波 , $1$ 对应正弦波 ;

五、 QAM 调制 和 计算示例

调幅 + 调相 结合在一起使用的调制方法 是 QAM 调制 ;

QAM 调制示例 :

• 信道波特率 : $1200$ Baud ;
• 相位个数 : $4$ 个
• 振幅个数 : $4$ 种
• 计算信息传输速率 $?$

先计算每个码元携带的信息量 : 调相 + 调幅 结合使用 ; 有以下两种理解方式 ;

• 每个码元有 $4$ 个相位 , 每个相位可以有 $4$ 种振幅 , 那么每个码元有 $4\times 4=16$ 种不同的取值 ;
• 每个码元有 $4$ 个振幅 , 每个振幅可以有 $4$ 种相位 , 那么每个码元有 $4\times 4=16$ 种不同的取值 ;

使用奈氏准则计算信息传输速率 :

• 奈氏准则计算公式为 : $理想低通信道信息极限传输速率=2Wlo{g}_{2}V比特/秒$

• $2W$ 是码元速率 , $W$ 是带宽 , 其中码元速率已经给出 , 是 1200 波特 , 直接使用即可 , 这里计算下每个源码携带的信息量 , 是 $lo{g}_{2}16=4$ 比特 ;

• 计算过程 : $2Wlo{g}_{2}V=1200\times lo{g}_{2}16=4800b/s$

信息传输速率是 $4800b/s$ ;

六、模拟信号 调制为 模拟信号

模拟信号 调制为 模拟信号 :

为了 实现 信号传输 的 有效性 , 可能需要以 较高的频率 传输信号 ;

提高 信号频率 的同时 , 还可以使用 频分复用技术 , 充分利用 带宽 资源 ;

“模拟信号 调制为 模拟信号” 示例 :

电话机 与 本地交换机 之间传输的信号 , 就是 将 模拟信号 调制后的 模拟信号 ;

前者是 模拟的声音信号 ( 低频信号 ) , 后者是 模拟的载波信号 ( 高频信号 ) ;

人说话的声音 , 声带振动的频率很低 , 几十到几百赫兹 ; 电磁波的信号 都是百万赫 , 吉赫兹 级别的 ;

使用电磁波传输声音 , 需要将频率提高 几百到几万倍不等 ;

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