数字信号的载波传输

2ASK抗噪声性能分析2ASK抗噪声性能分析⽅向：视听模式分析学号：83320081002034 姓名：徐丽丽摘要：2ASK（⼆进制幅度键控）是⼀种最简单的数字信号的载波传输，本⽂通过对数字信号的2ASK调制，解调在不同信噪⽐的情况下误码率分析，得出不同信噪⽐下的误码率。

通过对2ASK的仿真更好的理解了数字调制系统的组成以及各模块的功能。

关键词：⼆进制幅度键控（2ASK），调制，解调，信噪⽐，误码率Abstract:2ASK (2 Amplitude Shift Keying) is the simplest digital signal carrier transmission technique. This paper researches 2ASK, demodulates the BER analysis in with different noise ratioes and arrives at a BER under different noise.Through the simulation of 2ASK, a better understanding of the digital modulation system, as well as the function of each module are acquired.Key words:binary amplitude shift keying (2ASK), modulation, demodulation, SNR, bit error rate(BER)1引⾔：数字基带信号的功率谱从零频开始⽽且集中在低频段，因此只适合在低通型信道中传输。

但常见的实际信道是带通型的，不能直接传送基带信号，因此必须⽤数字基带信号对载波进⾏调制，使基带信号的功率谱搬移到较⾼的载波频率上。

从原理上来说，受调载波的波形可以是任意的，只要已调信号适合于信道传输就可以了。

数字通信系统的分类数字通信系统是指利用数字信号来传输信息的通信系统。

它可以分为两大类：1. 基带数字通信系统基带数字通信系统是指数字信号直接传输的通信系统。

这种系统通常用于短距离通信，因为数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。

基带数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。

其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。

2. 载波数字通信系统载波数字通信系统是指数字信号经过调制后，再通过载波进行传输的通信系统。

这种系统通常用于远距离通信，因为调制后的数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。

载波数字通信系统的优点是传输距离远，抗噪声和干扰能力强。

其缺点是实现复杂，成本较高。

基带数字通信系统基带数字通信系统可以进一步分为两类：1. 不归零制数字通信系统不归零制数字通信系统是指数字信号在传输过程中，不改变其极性的通信系统。

这种系统通常用于短距离通信，因为数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。

不归零制数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。

其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。

2. 归零制数字通信系统归零制数字通信系统是指数字信号在传输过程中，在每个比特结束时都要归零的通信系统。

这种系统通常用于远距离通信，因为数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。

归零制数字通信系统的优点是传输距离远，抗噪声和干扰能力强。

其缺点是实现复杂，成本较高。

载波数字通信系统载波数字通信系统可以进一步分为两类：1. 调幅数字通信系统调幅数字通信系统是指数字信号调制载波的幅度后进行传输的通信系统。

这种系统通常用于短距离通信，因为调幅数字信号在远距离传输时容易受到噪声和干扰的影响。

调幅数字通信系统的优点是实现简单，成本低廉。

其缺点是传输距离有限，抗噪声和干扰能力较差。

2. 调相数字通信系统调相数字通信系统是指数字信号调制载波的相位后进行传输的通信系统。

这种系统通常用于远距离通信，因为调相数字信号在远距离传输时受到噪声和干扰的影响较小。

数字信号数据的传输方式（1）基带传输。

基带传输是最基本的数据传输方式，即按数据波的原样，不包含任何调制，在数字通信的信道上直接传送数据。

基带传输不适于传输语言、图像等信息。

目前大部分微机局域网，包括控制局域网，都是采用基带传输方式的基带网。

基带网的特点是：信号按位流形式传输，整个系统不用调制解调器，降低了价格；传输介质较宽带网便宜；可以达到较高的数据传输速率（目前一般为10～100Mb/s ），但其传输距离一般不超过25km ，传输距离越长，质量越低；基带网中线路工作方式只能为半双工方式或单工方式。

基带传输时，通常对数字信号进行一定的编码，数据编码常用3种方法：非归零码NRZ 、曼彻斯特编码和差动曼彻斯特编码。

后两种编码不含直流分量，包含时钟脉冲，便于双方自同步，因此，得到了广泛的应用。

（2）频带传输。

频带传输是一种采用调制、解调技术的传输形式。

在发送端，采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“1”和“0”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应在模拟信道上传输；在接收端，通过解调手段进行相反变换，把模拟的调制信号复原为“1”或“0”。

常用的调制方法有：频率调制、振幅调制和相位调制。

具有调制、解调功能的装置称为调制解调器，即Modem 。

频带传输较复杂，传送距离较远，若通过市话系统配各Modem ，则传送距离可不受限制。

PLC 网一般范围有限，故PLC 网多采用基带传输。

（3）载波传输。

通信的最终目的是远距离传递信息。

虽然基带数字信号可以在传输距离不远的情况下直接传送，但如果要远距离传输时，特别是在无线或光纤信道上传输时，则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。

如同传输模拟信号时一样，传输数字信号时也有3种基本的调制方式：幅度键控、频移键控和相移键控。

它们分别对应于用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来传递数字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。

通信原理ICommunication Theory安建伟北京科技大学通信工程系第六章 数字信号的频带传输6.1 引言 6.2 二进制数字信号正弦型载波调制 6.3 四相移相键控 6.4 M进制数字调制 6.5 恒包络连续相位调制第6章数字信号的频带传输6.1 引言1.数字信号的正弦型载波调制数字信号 d(t) 调制 频带信号 带通信道s ( t ) = A c o s ( 2 π ft + ϕ ) = F ( d ( t ))用数字基带信号去控制正弦型载波的某参量： ¾ 控制载波的幅度，称为振幅键控(ASK)； ¾ 控制载波的频率，称为频率键控(FSK)； ¾ 控制载波的相位，称为相位键控(PSK)。

3北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输2. 数字信号的分类 （1）二进制及M进制(M>2)； （2）按是否满足叠加原理分类： 线性调制及非线性调制； （3）按已调符号约束关系分类 无记忆调制及有记忆调制。

4北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输6.2 二进制数字信号的正弦载波调制1. 二进制通断键控（OOK或2ASK） 2. 二进制移频键控（2FSK） 3. 二进制移相键控（2PSK或BPSK） 4. 2PSK的载波同步 5. 差分移相键控（DPSK）5北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输 (OOK) 6.2.1 二进制通断键控二进制通断键控(OOK： On-Off Keying) 又名二进制振幅键(2ASK)，它是以单极性 不归零码序列来控制正弦载波的导通与关 闭。

即正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化。

6北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输1. OOK信号的产生a) 模拟法n = −∞∑+∞a nδ ( t − nTb )b (t ) =a n = 0 或1脉冲成形 滤波器 冲激响应 g T ( t )n = −∞∑+∞a n g T ( t − nTb )sO O K (t ) A cos(2π f c t )b) 键控法载波 cosωct开关电路1 0KSOOK(t)b(t)7北京科技大学通信系第6章数字信号的频带传输¾时域表示b( t ) =n = −∞∑a∞ngT ( t − nTb )其中b(t)为单极性矩形不归零脉冲序列。

主载波和副载波
主载波和副载波是在数字通信系统中使用的信号调制技术。

数字通信
系统通常使用正交幅度调制（QAM）技术将数字信号转换为模拟信号。

该过程涉及使用主载波和副载波来传输数字信号，这些信号以不同的
频率和相位进行调制。

主载波通常是指最高频率的载波，它包含原始数字信号的大部分信息
并与信道相互作用。

主载波的频率和幅度被调制为与输入数字信号相关。

为了保证信道传输的稳定性，主载波通常采用高频率，并且可以
通过信道的线性响应来传输。

副载波是指低于主载波频率的额外载波，通常与主载波正交。

副载波
频率的选择通常取决于特定的数字通信系统。

副载波可以用于在频率
上多路复用，因此在数字通信系统中非常有用。

此外，副载波还可以
被用于传输错误校验数据或处理其他错误纠错功能。

在数字通信系统中，主载波和副载波通常与其他数字信号一起传输，
如同步和控制信息。

这些数据在接收端解调，将它们还原回对应的原
始数据。

在数字通信系统的各个阶段中，主载波和副载波都扮演了至
关重要的角色，从而实现了高效的数字信号传输。

总之，主载波和副载波是数字信号传输过程中使用的重要信号调制技术。

通过使用这些技术，数字通信系统可以有效地传输数字信号，同时充分利用频带资源。

在今天日益发展的数字通信系统中，主载波和副载波的重要性将继续增长，为人们创造出更快、更安全和更可靠的数字通信体验。

载波和调制波
载波和调制波是信号传输领域最常用的一种高效率表达方式。

在
这种表达方式下，一个功率较小的高频调制波载波上传输的，再经过
作用使其变得更加复杂，可以在信道中传输大量的数据，实现超高速率、超高容量的数据传输。

首先说一下载波，它是一种高频正弦波，一般表示为
Amcos(2πmf)，其中A为正弦波的幅值，m为正弦波的频率，f为正弦
波的频率。

载波媒介上传输信号，常用于电视广播和传真通信等领域。

载波具有条件可传输性、传输距离长、信号可靠性高等优点，在国家
通信管理部门对某一电波频段的专有占用的情况下，具备了安全高效
的传输能力。

再来说一下调制波，它是依靠载波而建立成的一种调制信号，是
将被传输的信号调制到载波上，以提高单位带宽内的信息传输率。

调
制波的时域波形由拖尾波、闭合尾波和调制深度等参数综合来决定；
调制波的频域波形由调制频率、调制端频率和调制带宽等参数来决定。

调制波是当今数字信号传输领域最常用的一种表达形式，可以大大提
高信息效率，实现超高速率、超高容量的数据传输。

载波和调制波是传输信号技术中相当重要的技术，也是建立电子
信号通信系统前提的基本元素。

近年来，随着信号处理技术的飞速发展，它在数据传输中得到越来越广泛的应用，为满足当前多媒体通信、网络通信和宽带通信等多种应用场合提供了技术支持，助力信息社会
的发展。

ofdm载波传输原理OFDM（正交频分复用）是一种用于无线通信的调制技术，它将高速数据流分成多个低速子流进行传输。

OFDM的基本原理是将原始数据流分成多个小数据流，并将这些小数据流分配到不同的子载波上进行传输。

每个子载波都具有不同的频率和相位，使得它们之间互相正交，从而避免了频率干扰和串扰。

OFDM的载波传输原理可以通过以下几个步骤来描述。

首先，原始数据流被分成多个小数据流。

这个过程称为并行-串行转换（P/S转换）。

然后，每个小数据流被调制到一个子载波上。

这个过程称为调制。

调制将数字数据转换成模拟信号，以便能够在无线信道上传输。

接下来，将所有的子载波合并成一个OFDM信号。

这个过程称为并行-串行转换（S/P转换）。

最后，OFDM信号通过天线传输到接收端。

在接收端，OFDM信号经过串行-并行转换（S/P转换）后，可以将子载波分离出来。

然后，每个子载波上的数据被解调，将模拟信号转换回数字信号。

这个过程称为解调。

解调后的数据通过并行-串行转换（P/S转换）后，恢复成原始数据流。

OFDM的载波传输原理的关键在于子载波之间的正交性。

子载波之间的正交性使得它们之间的干扰最小化，从而提高了系统的传输效率和抗干扰能力。

此外，OFDM还具有频谱利用率高、抗多径衰落和抗频率选择性衰落等优点，使其成为现代无线通信系统中广泛采用的调制技术之一。

OFDM的载波传输原理在实际应用中有广泛的应用。

例如，OFDM 被用于Wi-Fi、LTE和5G等无线通信系统中。

在Wi-Fi系统中，OFDM被用于将数据传输到无线设备，以提供高速的互联网接入。

在LTE和5G系统中，OFDM被用于将数据传输到移动设备，以提供高速的移动通信服务。

总的来说，OFDM的载波传输原理是一种高效的无线通信调制技术，通过将原始数据流分成多个子载波进行传输，提高了系统的传输效率和抗干扰能力。

OFDM在现代无线通信系统中有广泛的应用，成为实现高速无线通信的重要技术之一。

数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算【摘要】本文对数字电视中常用的技术指标，如信息速率、符号率和带宽的概念以及它们之间的关系做了简要说明，给出了相应的计算公式。

通过这些公式和DVB-C、DVB-S的系统框图，列举了在这些系统中信息速率、符号率和带宽数据之间的换算。

【关键词】信息速率 符号率 滚降系数 带宽数字通信原理是数字电视技术的基础。

在全台数字化、有线电视数字化、数字电视等等这些数字概念的应用中，需要了解、掌握数字通信技术与电视技术。

下面，就数字电视技术应用中常用的基本知识点做一归纳和小结。

一、基带数字信号的基本概念1、基带数字信号的主要指标和基本波形在数字通信中衡量系统传输能力的重要指标，常用比特率和波特率表示。

对于任何形式的数字传输，接收机必须知道发射机发送的信息速率。

在基带传输系统中用比特率表示传输的信息速率。

信息速率Rb 是指单位时间内传输的二进制比特数。

单位是比特率，用bit/s表示。

例如计算机串口的传输码率最高到 115200bit/s。

基带数字信号的基本波形如（图一）所示。

（图一）基带数字信号的基本波形在图（一）中，二进制信号波形有；(a)单极性波形，（b）双极性波形，（c）单极性归零波形，（e）差分波形。

（d）双极性归零波形为三元码。

符号率Rs 是指单位时间内传输的调制符号数，即指三元及三元以上的多元数字码流的信息传输速率，单位是波特率，用baud/s表示。

码元的概念：数字信号一个取值的波形称为一个码元。

在数字基带信号中，二进制和多进制信号码元波形示意如图（二）所示。

图（二）二进制和多进制码元波形在图（二）中；(a) 二进制单极性信号，(b)基带多电平单极性不归零信号，(c)基带多电平双极性不归零信号。

在数字信号的载波调制中，码元速率就是符号率，单位也是baud/s。

在调制器映射之后到解调器反映射之前，信息以多元符号形式存在，这时采用波特率更为方便。

信息速率和符号率的单位不同，但在二进制中它们的数值相同。

第五章数字信号的载波调制1数字信号载波调制的目的信源编码的目的是提高信源的效率，去除冗余度。

信道编码的目的主要有两点:(1)要求码列的频谱特性适应通道频谱特性，从而使传输过程中能量损失最小，提高信号 能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性，提高传输效率。

⑵ 增加纠错能力，使得即便岀现差错，也能得到纠正。

一般传输通道的频率特性总是有限的，即有上、下限频率，超过此界限就不能进行有效的传 输。

如果数字信号流的频率特性与传输通道的频率特性很不相同，那么信号中的很多能量就会失去，信噪比就会降低，使误码增加，而且还会给邻近信道带来很强的干扰。

因此，在传输前要 对数字信号进行某种处理，减少数字信号中的低频分量和高频分量，使能量向中频集中， 或者通过某种调制过程进行频谱的搬移。

这两种处理都可以被看作是使信号的频谱特性与信道的频谱特 性相匹配。

数字信号的载波调制是信道编码的一部份。

有线电视宽带综合网是基于模拟环境下的数字 信号的传输，图象数字信号不是基带传输方式而是在射频通带中传输。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制。

传输数字信号时也有三 种基本调制方式：幅度键控，频移键控和相移键控，它们分别对应于 用正弦波的幅度、频率和 相位来传递数字基带信号。

本章将主要介绍得到广泛应用的几种数字调制方法。

(00, 01，10，11)对应于正弦波的四个相位:Ej （f ： = CM 他f +Q ）其中 i=1 , 2，3，4; -T /2< t <T / 2;oc上o把相继两个码元的四种组合二可以是0、士 n/ 2、n 或 士 n/4、士 3n/ 4,这就是四相 PSK(即QPSK)。

上式也可写成：坷（；）=a icos w/ +勺 sin-T /2< t < T / 2 ;相应的 是 0, 士 n/ 2, n 的情况，这时(口』i )=(1 , 0) , (0 , 1) , ( — 1 , 0) , (0，- 1)而当 2 是 士 n/ 4, 士 3n/ 4 时 °氐甌円，“ ,(—1 , “ ,( — 1 , — 1) , (1 ,—1)用◎伙二维平面上的点来表示，如图 5 — 1所示。

通信原理考试复习大纲第一章绪论1．通信系统的一般模型框图。

2．评价一个通信系统优劣的主要性能指标。

（分别对应模拟和数字通信系统）3．码元速率、信息速率的概念及关系。

4．比特率、波特率、误码率和误信率的定义。

5．离散信源的统计特性。

6．信息量、熵（平均信息量）和信道容量的公式、定义及计算。

7．最大熵出现的条件及计算式。

8．由香农公式推出的结论（四条，还有一个具有指导意义的结论）。

第二章信道1．信道分类2．天波、地波、视线传播3．信道的数学模型：调制信道、编码信道第三章模拟信号的数字化1．脉冲编码调制（PCM）的基本原理及框图。

2．调制定理、低通和带通抽样定理及公式计算。

3．自然抽样、平顶抽样、理想抽样4．对数量化——A律和μ律压扩，重点是A律压缩特性各方面问题。

5．编码——码型选择（重点是折叠二进制码）、码位选择及安排、逐次比较编码器原理（参看课件）6．线性码与非线性码之间的对应关系（参看课件及例题）第四章时分复用和频分复用1．复用的目的和分类。

2．频分复用、时分复用原理及应用。

3．PCM基群——PCM30/32路(A律压扩特性)制式和PCM24路(μ律压扩特性)帧结构及参数求解。

第五章数字信号的基带传输1．基带传输系统的基本结构框图。

2．常见数字基带信号的码型（包括单极性非归零码、双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、数字双相码、密勒码、传号反转码（CMI码）、AMI码、HDB3码），会画图。

3．部分响应基带传输系统的定义、差错传播及克服方法。

4．眼图模型及各部分含义。

第六章m序列产生、性质及应用。

第七章数字信号的载波传输1．二进制幅度（振幅）键控（2ASK）原理、调制实现方法（模拟相乘和数字键控法）、解调原理框图。

2．二进制移频键控（2FSK）原理、调制实现方法（模拟调频和数字键控法）、解调（非相干解调和相干解调）原理框图、常用而且简便的解调方法是过零检测法原理框图。

3．二进制移相键控（2PSK）原理、调制实现方法（模拟相乘和数字键控法）、相干解调原理框图。

通信原理填空1.数字通信系统包括信源、信源编码、信道编码，信道、解调、信道解码、信源解码和收信者。

2.数字信号的基带传输与载波传输的区别是：信道的条件不同：基带传输是在有线信道中传输，载波传输是在无线信道或光信道中传输。

3.脉冲编码调制主要包括：抽样、量化和编码三个部分。

4.一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，同时检测e （e>t）个误码，要求最小码距dmin≧e+t+1.；在一个分组码码组内检测e个误码，要求最小码距dmin≧e+1；；在一个分组码码组内检测t个误码，要求最小码距dmin≧2t+1.。

某一分组码中，码组间最小码距5，在一个码组内该分组码最多可以检测出4个误码，最多可以纠正2个误码。

5.香农信道容量公式为C=Wlog2（1+S/N），由此公式可知，当信道带宽无限增大时，信道容量仍然是有限的。

由定理可知：在码长及发送信息速率一定的情况下，为减小编码错误概率应增大信道容量。

6.设基带信号为m(t)，载波为coswct，则单边带上边带信号的一般表示式为s(t)=1/2m(t)coswct-1/2m(t)sinwct.7.设计最佳线性滤波器的两种准则是：最大输出信噪比准则、最小错误概率准则。

8.非线性调制是指已调信号的频谱中将出现与调制信号无对应线性关系的分量。

9.非均匀量化是指量化间隔是不相等的量化。

10.循环码的主要性质包括封闭性、循环性和线性。

11.若信息速率为Rb，码元速率为Rs，每个码元有N 种可能出现的符号，则它们之间的关系满足：Rb=Rslog2N(b/s)。

12.设输出信号s(t)，则匹配滤波器的时域冲激响应h(t)为：h(t)=kS(T-t).13.一个产生最长线性反馈移位寄存器序列（即m序列）的n级移位寄存器，其本原多项式F(x)必须满足的三个条件为：F(x)是既约的，既不能再分解因式；F(x)可整除xm+1,m=2n-1;;F(x)不能整除xq+1，q<m。