二进制数字调制与解调系统的设计DOC文档格式.docx
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1时，传输载波；
当调制的数字信号为"
0"
时，不传输载波。
由图可以看出2ASK信号的时间波形e2ASK（t）随二进制基带信号s（t）通断变化。
所以又被称为通断键控信号
2ASK信号的产生方法通常有两种：
模拟调制法和键控法。
模拟调制法使用乘法器实现
键控法使用开关电路实现
2ASK的调制方法
2ASK有两种基本解调方法：
相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包络检波法）。
相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。
为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。
相干解调
非相干解调
2ASK信号非相干解调过程的时间波形
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而频率和初始相位保持不变。
在2ASK中：
S2ask=m（t）*cos（2*pi*f*t），
其中m（t）为数字信号，后者为载波。
载波在二进制基带信号控制下通断变化，所以又叫通-断键控（OOK）。
2ASK的产生方法有两种：
模拟调制和键控法
而解调也有两中基本方式：
非相干解调（包络检波）和相干解调（同步检测法）
DS2ask=s（t）*cos（2*pi*f*t）
=0.5*m（t）+0.5*m（t）*cos（2*wc*t）
乘以相干载波后，只要滤去高频部分就可以了
本次仿真使用相干解调方式：
2ask信号带通滤波器与与载波相乘低通滤波器抽样判决输出
以下就是matlab的仿真结果极其频谱图（省去了带通filter）
可以看到解调后的信号与信源有一定的延时。
通过观察频谱图，用放大镜可以清楚的看到，2ask实现了频谱的搬移，将基带信号
搬移到了fc=150hz的频率上，而且若只计频谱的主瓣则有：
B2ask=2fs，fs=1/Ts
其中Ts为一个码元宽度
即：
2ask信号的传输带宽是码元传输速率的2倍
Matlab程序实现
clc;
clearall;
closeall;
%信源
a=randint（1,15,2）;
t=0:
0.001:
0.999;
m=a（ceil（15*t+0.01））;
subplot（511）
plot（t,m）;
axis（[01.2-0.21.2]）;
title（'
信源'
）;
%载波
f=150;
carry=cos（2*pi*f*t）;
%2ASK调制
st=m.*carry;
subplot（512）;
plot（t,st）
axis（[01.2-1.21.2]）
2ASK信号'
）
%加高斯噪声
nst=awgn（st,70）;
%解调部分
nst=nst.*carry;
subplot（513）
plot（t,nst）
乘以相干载波后的信号'
%低通滤波器设计
wp=2*pi*2*f*0.5;
ws=2*pi*2*f*0.9;
Rp=2;
As=45;
[N,wc]=buttord（wp,ws,Rp,As,'
s'
[B,A]=butter（N,wc,'
%低通滤波
h=tf（B,A）;
%转换为传输函数
dst=lsim（h,nst,t）;
subplot（514）
plot（t,dst）
经过低通滤波器后的信号'
%判决器
k=0.25;
pdst=1*（dst>
0.25）;
subplot（515）
plot（t,pdst）
经过抽样判决后的信号'
%频谱观察
%调制信号频谱
T=t（end）;
df=1/T;
N=length（st）;
f=（-N/2:
N/2-1）*df;
sf=fftshift（abs（fft（st）））;
figure
（2）
subplot（411）
plot（f,sf）
调制信号频谱'
%信源频谱
mf=fftshift（abs（fft（m）））;
subplot（412）
plot（f,mf）
信源频谱'
%乘以相干载波后的频谱
mmf=fftshift（abs（fft（nst）））;
subplot（413）
plot（f,mmf）
乘以相干载波后的频谱'
%经过低通滤波后的频谱
dmf=fftshift（abs（fft（dst）））;
subplot（414）
plot（f,dmf）
经过低通滤波后的频谱'
二、2FSK调制解调
频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。
在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。
故其表达式为：
典型波形如下图所示。
由图可见。
2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。
因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：
2FSK数字系统的调制原理
2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。
可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。
如下原理图：
2FSK的解调方式
2FSK的解调方式有两种:
相干解调方式和非相干解调方式.下面我们将详细的介绍:
1非相干解调
经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。
其原理图如下图所示：
2相干解调
根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。
原理图如下：
Fc=150;
%载频
Fs=40;
%系统采样频率
Fd=1;
%码速率
N=Fs/Fd;
df=10;
numSymb=25;
%进行仿真的信息代码个数
M=2;
%进制数
SNRpBit=60;
%信噪比
SNR=SNRpBit/log2（M）;
%60
seed=[1234554321];
numPlot=15;
x=randsrc（numSymb,1,[0:
M-1]）;
%产生25个二进制随机码
figure
（1）
stem（[0:
numPlot-1],x（1:
numPlot）,'
bx'
%显示15个码元，杆图，从x的前十五个随机数中选取
title（'
二进制随机序列'
xlabel（'
Time'
ylabel（'
Amplitude'
%调制
y=dmod（x,Fc,Fd,Fs,'
fsk'
M,df）;
%数字带通调制
numModPlot=numPlot*Fs;
%15*40
t=[0:
numModPlot-1]./Fs;
%数组除法（仿真时间）
figure
（2）
plot（t,y（1:
length（t））,'
b-'
axis（[min（t）max（t）-1.51.5]）;
调制后的信号'
%在已调信号中加入高斯白噪声
randn（'
state'
seed
（2））;
%生成-2到+2之间的随机数矩阵
y=awgn（y,SNR-10*log10（0.5）-10*log10（N）,'
measured'
[],'
dB'
%在已调信号中加入高斯白噪声
figure（3）
%画出经过信道的实际信号
加入高斯白噪声后的已调信号'
%相干解调
figure（4）
z1=ddemod（y,Fc,Fd,Fs,'
fsk/eye'
相干解调后的信号的眼图'
%带输出波形的相干M元频移键控解调
figure（5）
holdon;
numPlot-1],z1（1:
ro'
holdoff;
axis（[0numPlot-0.51.5]）;
相干解调后的信号原序列比较'
legend（'
原输入二进制随机序列'
'
相干解调后的信号'
%非相干解调
figure（6）
z2=d
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