二进制数字调制与解调系统的设计DOCWord格式文档下载.docx

1、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：

2、 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;clear all;close all;%信源a=randint（1,15,2）;t=0:0.001:0.999;m=a

3、（ceil（15*t+0.01）;subplot（511）plot（t,m）;axis（0 1.2 -0.2 1.2）;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（0 1.2 -1.2 1.2）2ASK 信号 ）%加高斯噪声nst=awgn（st,70）;%解调部分 nst=nst.*carry;subplot（513） plot（t,nst） axis（0 1.2 -0.2 1.2）; title（ 乘以相干载波后的信号 ） %低通滤波器设计 wp=2*pi*2

4、*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） axis（0 1.2 -0.2 1.2）; 经过低通滤波器后的信号 %判决器k=0.25; pdst=1*（dst0.25）; subplot（515） plot（t,pdst） axis（0 1.2 -0.2 1.2）; 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

5、;N=length（st）; f=（-N/2:N/2-1）*df; sf=fftshift（abs（fft（st）;figure（2） subplot（411） plot（f,sf） title（ 调制信号频谱 ） %信源频谱 mf=fftshift（abs（fft（m）; subplot（412） plot（f,mf） title（ 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）plo

6、t（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：A cos（ 1t n ）e2 FSK （t） A cos（ t ）A cos（ 2t n ）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：s2FSK（t） ang（t nTs）cos（ 1

7、t n） ang（t nTs ） cos（ 2t n）nncos （w1 t+ n ）ts 1（t） co s（w1t + n ）s2 （t） cos （w2 t+n）2 FSK 信号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的调制原理图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

8、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：带通滤波 器F1 包络检波器输出抽样脉冲 抽样判决器 输出带通滤波 器F2 包络检波器非相干方式原理图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、

9、用抽样信号进行抽样判决器即可。原理图如下：cos2 f1tcos2 f2t相干方式原理图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）;%60seed=12345 54321;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

10、x 的前十五个随机数中选取 二进制随机序列 xlabel（Timeylabel（Amplitude%调制y=dmod（x,Fc,Fd,Fs,fsk,M,df）;% 数字带通调制numModPlot=numPlot*Fs; %15*40t=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） -1.5 1.5）; 调制后的信号 ） xlabel（ ylabel（在已调信号中%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

11、 y=awgn（y,SNR-10*log10（0.5）-10*log10（N）,measured,dB%加入高斯白噪声 figure（3） plot（t,y（1:% 画出经过信道的实际信号 axis（min（t） max（t） -1.5 1.5）; 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） stem（0: hold on;numPlot-1,z1（1:rohold off;axis（0 numPlot -0.5 1.5）; 相干解

12、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=ddemod（y,Fc,Fd,Fs,fsk/eye/noncoh 非相干解调后的信号的眼图 ） % 带输出波形的非相干 M 元频移键控解调 figure（7）hold on;numPlot-1,z2（1: 非相干解调后的信号 legend（%误码率统计errorSym ratioSym=symerr（x,z1）;figure（8）simbasebandex（0:1:5）; 相干解调后误码率统计 errorSym ratioSym=symerr（x,z2）;figure（

13、9） 非相干解调后误码率统计 %滤除高斯白噪声Delay=3;R=0.5;PropD=0; % 滞后 3syf,tf=rcosine（Fd,Fs,fir,R,Delay）; % 升余弦函数 yo2,to2=rcosflt（y,Fd,Fs,filter,yf）;% 加入高斯白噪声后的已调信号和经过升余弦滤波器后的已调信号 t=0:figure（10）r-plot（to2,yo2,% 滤出带外噪声axis（0 30 -1.5 1.5）; 经过升余弦滤波器后的已调信号 ） title（ 升余弦滤波前后波形比较 eyediagram（yo2,N）;% 眼图 加入高斯白噪声后的已调信号的眼图 仿真结果三

14、、 2psk信号调制解调2psk 信号的调制不能采用包络检测的方法，只能进行相干解调，其原理框图如下：不考虑噪声时，带通滤波器输出可以表示为 y（t）=cos（wct+ n）式中 n 为 2psk 信号某一码元的初相。 n=0 时，代表数字“ 0”， n= 时，代表数 字“ 1”。与同步载波 COSwct 相乘后，输出为Z（t）=COS（wct+ n） COSwct=1/2cos n+1/2cos（2wct+ n） 经过低通滤波器滤除高频分量，得解调输出为根据发送端产生 2psk 信号时 n 代表数字信息 1 或 0 的规定，以及接收端 x（t）与 n 的关系特性，抽样判决器的判决准则为其中，

15、 x 为 x（ t）在抽样时刻的值。2psk 信号相干解调的过程实际上就是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过 程，故常称为极性比较解调。clear ;fs=8e5; % 抽样频率fm=20e3; % 基带频率 n=2*（6*fs/fm）;final=（1/fs）*（n-1）;fc=2e5; % 载波频率 t=0:1/fs:（final）;Fn=fs/2; % 耐奎斯特频率%用正弦波产生方波 twopi_fc_t=2*pi*fm*t;A=1;phi=0;x = A * cos（twopi_fc_t + phi）;% 方波am=1; x（x0）=am; x（x= vtVs（ii）=High;elseVs（ii）=Low;end end Vo=Vs; subplot（325）; plot （t,Vo）, title（ 解调后输出信号 ）,axis（0 2e-4 -5 5） grid on; 时间 （s）, ylabel（ 幅度 （V）