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基于MATLAB的通信原理实验仿真平台

图3.3-11

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3.4 数字信号的调制传输

3.4.1 二进制数字调制原理

1. 二进制幅度键控(2ASK)

在幅度键控中载波幅度随着调制信号而变化,也就是载波的幅度随着数字信号1和0在两个电平之间装换。2ASK是利用单极性非归零码表示的基带信号去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出。

一般情况下,调制信号是有一定波形形状的二进制脉冲序列,可表示为:

B?t???ang?t?nTs?

n二进制幅度键控(2ASK)的一般时域表达式为:

??S2ASK?t????ang?t?nTs??cos?ct

?n?Ts为调制时间间隔;g(t)为单个脉冲信号的时间波形;an是第n个码元的电平值,

为?1,出现概率P可表示为: anan??为-P?0,出现概率12ASK的调制器可有一个相乘器来实现,如图3.4-1所示。

基带信号 已调信号

载波Acos?c

图3.4-1

2ASK的解调有包络检波和相干解调两种方式。 2ASK信号包络检波的原理框图如图3.4-2所示。

图3.4-2

2ASK信号想干解调原理框图如图3.4-3所示。

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图3.4-3

由于2ASK信号的相干解调需要在接收端产生一个与载波信号相同的本地载波,设备较为复杂所以在ASK系统中很少使用。

2. 二进制频移键控(2FSK)

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在二进制情况下,1对应载波频率f1,0对应载波频率f2。2FSK如同两个不同频率交替发送的ASK信号,因此2FSK信号的时域波形表达式为:

????S2FSK?t????ang?t?nTS??cos?1t???ang?t?nTS??cos?2t

?n??n?其中?1?2?f1,?2?2?f2,an是an的反码。

?1,出现概率为P?1,概率为P an?? an??1-P?0,出现概率为?,0,概率为1-P2FSK信号的产生如图3.4-4。

图3.4-4

2FSK信号的解调有多种解调方法,这里只介绍其包络检波法和相关解调这两种方法,其原理框图如下图3.4-5(a)、(b)所示:

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(a)

(b) 图3.4-5

3. 二进制相移键控(2PSK)

2PSK是用二进制数字信号控制载波的两个相位,这两个相位通常相隔π(rad),例如可以用相位π和0来分别表示二进制1和0,因此这种调制也称为二相相移键控。2PSK信号的时域表达式为:

??S2PSK?t????ang?t?nTS??cos?ct

?n???1,概率为P这里an的取值为双极性数字,即an??

1-P?-1,概率为2PSK信号的可以产生可以采用相乘器,也可采用相位选择器,其原理图分

别如下图3.4-6中(a)、(b)所示:

图3.4-6

2PSK信号的功率谱中无载波分量,所以必须采用相干解调的方式。2PSK信号相干解调的原理框图如下图3.4-7所示:

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