【正文】 信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳送，該系統(tǒng)的抗干擾能力很強(qiáng) ,并且在傳輸中的差錯(cuò)也是可控的，還 能減小傳輸中信息的失真， 不僅設(shè)備小而且重量輕，有利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn) , 來(lái)用在微處理器上 , 來(lái)更好的發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)功能。數(shù)字信號(hào)非常容易對(duì) 一個(gè)所要傳出的信息進(jìn)行加密。它在 重要信息的傳輸 保密性可以說(shuō)也相當(dāng)好，能夠更好的采用糾錯(cuò)編碼和擴(kuò)頻技術(shù)。也介紹了數(shù)字通信現(xiàn)如今的一些發(fā)展?fàn)顩r，數(shù)字通信在光纖通信中有大量的應(yīng)用。介紹了 Matlab 的基本 使用方法 。 5 2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理 2ASK 調(diào)制 2ASK 基本原理 振幅鍵控 一般來(lái)說(shuō) 需要 借助于數(shù)字調(diào)制的模式，在這中間，數(shù)字基帶信號(hào)與 載波幅度有 相互的變化關(guān)系。如果所采用的 數(shù)字基帶信號(hào) 滿足 二進(jìn)制 原則，這所使用的調(diào)制模式就被成為 二進(jìn)制振幅鍵控 。在該種調(diào)制方式下，所 發(fā)送 信息一般包括“ 0”和“ 1”兩種，概率分別為 P 和 1P，兩者為獨(dú)立事件。通 斷鍵控理論上 是 最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制振幅鍵控方式。表達(dá)式： 2ASK信號(hào)的 一般表達(dá)式： ? 其中 式中： Ts － 碼元持續(xù)時(shí)間； g(t) — 持續(xù)時(shí)間 Ts 的脈沖，高度為 1 ，寬度 Ts 的矩形脈沖 an － 第 n 個(gè)符號(hào)的電平取值， 若取 2ASK 信號(hào)也就變成了 OOK 信號(hào)。 如圖 21 所示： ????? ”時(shí)發(fā)送“以概率，”時(shí)發(fā)送“以概率0P101Pt,A c os)( cO O K?te? ? ttste c?co s)(2 A SK ?? ?? n sn nTtgats )()(????? PPan 1,0,1概率為概率為 6 圖 21 2ASK信號(hào)時(shí)間波形 2ASK 信號(hào)產(chǎn)生方法 根據(jù)通過(guò) 2ASK 調(diào)制傳輸?shù)幕鶐盘?hào)特性分析可知，其屬于典型的矩形脈沖信號(hào)模式。 2ASK 信號(hào)用 s(t)來(lái)表示 。 載波為 uc(t)=Acoswct 2ASK 信號(hào)由 s(t)和 uc(t)相乘而得 )()()(cA S K tutstu ?? s(t)=1 時(shí)， uASK(t)按原波形輸出；當(dāng) s(t)=0， uASK(t)輸出為零 其產(chǎn)生原理圖如圖 22 所示是模擬調(diào)制法： c os c t?開(kāi)關(guān)電路2 ()ASKetS （ t） 圖 22 圖 23 是鍵控 法 101 t0sT? ?st載 波 tt2 A S K 7 ? 23 2ASK 解調(diào) 方法： 如圖 24： 圖 2 2ASK 解調(diào) 2ASK 信號(hào)的功率譜密度 2ASK 信號(hào)可以表示為： twtstwnTtgateccsn nA SK c o s)(c o s)]([)(2 ??? ? s(t) 的功率普密度 Ps(f)， e2ask(t)的功率譜密度 PE(f), )]()([41)( cscsE ffPffPfP ???? 找到 Ps(f),則 PE(f)就確定。 s(t)是單極性脈沖序列，因此 c os c t?開(kāi)關(guān)電路2()ASKetS （ t） 8 )()()1()()1()( 2222 sm ssss mffmfGpffGppffP ????? ????? ? 其中， 依據(jù) g(t)的頻譜特點(diǎn)，當(dāng)是所有 m=0 的整數(shù)， G(mfs)=0,則： )()0()1()()1()(2222 fGpffGppffP sss ????? 假設(shè)： p=1/2, 則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度 P2ask(f)為 P2ask(f)=1/4［ Ps(f+fC)+ Ps(f fC)］ =（ fs/16）［ |G(f+ fC)|2+|G(f fC)|2］ +（ f2s /16） |G(0)|2［ δ(f+ fC)+δ(f fC］ 整理后可得， )]()([161])( )(s i n)( )(s i n[16)( 222 ccSc ScSc ScSAS K ffffTff TffTff TffTfP ????? ??? ?? ??? ?? ? 式中 P=1/2， fs=1/Ts。 2ASK 功率譜密度如下圖 25，具體組成可以看出包括兩部分，分別為連續(xù)譜和離散譜，其中，載波分量能夠決定離散譜的分布形式，基帶信號(hào)波形能夠決定連續(xù)譜的分布形式，其中，帶寬與基帶信號(hào)波形帶寬關(guān)系如下公式所示： B2ASK=2fs ???????圖 25 功率譜密度示意圖 )()( tgfG ?)(s i n)( sss ss fTSaTfT fTTfG ?? ? ??－ 2fs－ fc － fs－ fc－ fc＋ fs－ fc＋ 2fs O fc － 2fs fc － fs fc ＋ 2fsfc ＋ fs fc f0 d BP2 A S K( f ) 9 2FSK 調(diào)制 2FSK 基本原理 在目前有諸多的信道中都只能帶通傳輸，這也就直接限制了進(jìn)行傳輸數(shù)字基帶信號(hào)。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制 過(guò)程，在一定范圍內(nèi)變化的 正弦載波頻率 也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，這樣也就產(chǎn)生了相應(yīng)的 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào) 。其中，在獲得時(shí)間波形中如下圖所示，并且該波形也能夠劃分成兩部分，分別為波形 e 和波形 f，同時(shí)，就可以將兩者作為組成載波信號(hào)的兩個(gè)部分，兩者疊加獲得最終的信號(hào)。波形圖 如圖 26： 載 波 信 號(hào)1 0 1 1 0 0 1ttttt2 F S K 信 號(hào)載 波 信 號(hào)abcdefg 圖 2 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形 2FSK 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 ： ?2 1 2( ) ( ) c os ( ) ( ) c os ( )n s n bFS K n ne t a g t nT t b g t nT tnn ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????????其中： ?0P{1 1 Pna ? ?， 發(fā) 送 概 率 為， 發(fā) 送 概 率 為??????????????????????0Pb{1Pn ? ， 發(fā) 送 概 率 為 1， 發(fā) 送 概 率 為?????????????????????由上式能夠得到 na 和 nb 是反碼，也就是當(dāng) na =1， nb =0，當(dāng) na =0， nb =1，顯然 nb = na ，所以 2FSK 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式能夠得到簡(jiǎn)化為： 10 2 1 2( ) ( ) c o s ( ) c o sFS K n s n se t a g t n T t b g t n T tnn ??? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 2FSK 信號(hào)產(chǎn)生方法 2FSK 信號(hào)主要從兩種機(jī)制中產(chǎn)生。 第一，鍵控法，該方法在實(shí)際當(dāng)中還被稱(chēng)作頻率轉(zhuǎn)換法，也就是通過(guò)數(shù)字基帶信號(hào) s(t)及其反相 s(t)實(shí)現(xiàn)電路控制，并且借助于相應(yīng)的載波發(fā)生器來(lái)選通。同時(shí)，該機(jī)制中產(chǎn)生的信號(hào)往往是不連續(xù)的相位，原理圖如圖 27 所示。 圖 2 鍵控法產(chǎn)生信號(hào)原理圖 ?另一種方法 是直接調(diào)頻法。 2FSK 解調(diào)方法 ,如圖 28 : ? 圖 28 2FSK解調(diào) 2FSK 信號(hào)功率譜密度 （ 1）相位不連續(xù)的 2FSK 11 該種情況的信號(hào)往往能夠等效成兩個(gè)載波形式不同的信號(hào)進(jìn)行疊加的結(jié)果，分別假設(shè)兩者的載波頻率為 f1 和 f2。 一 個(gè)相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 e2fsk(t)= s1(t)cosω1t+ s1(t)cosω2t s1(t)和 s2(t)是二進(jìn)制基帶信號(hào)。 2FSk 的功率譜密度 P2ask(f)為 P2ask(f)=[Ps1(f+f1)+Ps1(f f1)］ +［ Ps2(f+f2)+Ps2(ff2)］ 假設(shè)概率 P=1/2， 將二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度公式代入式得 , 從上面的式子明顯可以看出，當(dāng)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)他的相位不是不連續(xù)的，那他的功率譜 由離散譜和連續(xù)譜所組成，如圖 29 所示 圖 29 其中，在載頻 f1 和載頻 f2 處就是離散譜位；中心位于載頻 f1 和載頻 f2 處的雙邊譜疊加后形成了我們所說(shuō)的連續(xù)譜位。 若頻差小于 fs，連續(xù)譜在 fc 處出現(xiàn)單峰；若載頻差大于 fs，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。 ?????????????? 2112112 F S K )( )(s i n)( )(s i n16)(sssss Tff TffTff TffTfP ? ?? ?????????? ??? ??222222 )( )(s i n)( )(s i n16sssss Tff TffTff TffT ? ?? ?? ?)()()()(161 2211 ffffffff ???????? ???? 12 該鍵控信號(hào)的帶寬 B2FSK B2FSK=|f2f1|+2fs 其中， fs=1/Ts 為基帶信號(hào)的帶寬 。 (2)相位連續(xù)的 2FSK 相位連續(xù)的 2FSK 信號(hào)的頻譜分析比較復(fù)雜，只給出結(jié)論。該信號(hào)在小的調(diào)制指數(shù)下所用頻帶也窄 ，說(shuō)明頻帶利用率高，現(xiàn)在多用于移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)中。 2PSK 調(diào)制 2PSK 信號(hào)基本原理 數(shù)字相位調(diào)制：假如兩個(gè)處于同一個(gè)波段的頻率同時(shí)振蕩時(shí)，那么一方將會(huì)出現(xiàn)最大的正頻率值，而且另一方也會(huì)出現(xiàn)最大正頻率值，也就是達(dá)到了“同相”波段；假如某方屬于最大正值，而另一方屬于最大負(fù)值的時(shí)候，那就是達(dá)到“反相”。通常的情況每周振蕩一次方向是 2 個(gè) 180 度。假如某個(gè)波段和另一個(gè)波段出現(xiàn)半個(gè)周期的波差時(shí)，那么這時(shí)候波段相差的則是 2 個(gè) 90 度，稱(chēng)之為反相。 其中，第 n 個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位。因此，可以改寫(xiě)為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 此類(lèi)通過(guò)相關(guān)載波的不同完成數(shù)字信號(hào)二進(jìn)制表示的調(diào)制形式，可以叫做移相控制方式（ 2PSK）。 2PSK 的 時(shí)間波形如圖 210 所示： 圖 210 2PSK 信號(hào)產(chǎn)生方法 2PSK 信號(hào)由兩類(lèi)方法構(gòu)成，一種方法是相乘法， 下圖 211。另一種方法是選擇法由圖 2－ 12 顯示，它的電路主要由基帶信號(hào)進(jìn)行管理，界定正確的輸入信號(hào)，輸出的信號(hào)數(shù)值就是相差 ? 的同頻段載波。 1 101 t0sT 13 圖 211 相乘法 圖 212 選擇法 2PSK 解調(diào)方法 ， 如圖 213 圖 2 解調(diào) 2PSK 信號(hào)功率譜密度 2PSK 信號(hào)功率譜為： )]()([41)(2 cscsP S K ffPffPfP ???? 代入基帶信號(hào)功率譜密度可得： )]()([)0()21(41)()()[1()(222222ccsccsP S KffffGPfffGffGPPffP???????????? 如果二進(jìn)制基帶信號(hào)采用矩形脈沖，假設(shè)“ 1”和“ 0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等， 乘法器)(2 te P S K雙極性不歸零tc?c o s)( ts碼型變換tc?c o s)( ts)(2 te P S K開(kāi)關(guān)電路移相01800? 14 二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)（ 2PSK）波段產(chǎn)生出來(lái)的功率譜密度主要由二部分構(gòu)成，一部分波段是離散譜，另部分波段則是連續(xù)譜所組成，構(gòu)成的功率譜密度結(jié)構(gòu)與振幅鍵控信號(hào)（ 2ASK）一樣，帶寬是由兩個(gè)信號(hào)帶寬組成。 功率譜密度如圖 214： － fcO fcfP2 P S K( f )2 fs4Ts 圖 2 信號(hào)的功率譜密度 ? 2DPSK調(diào)制 2DPSK 信號(hào)基本原理 相對(duì)載波相位主要主一的是前一碼元和本碼元初相的差值。完成系統(tǒng)傳遞的時(shí)候必須有正確的傳輸系統(tǒng)傳輸速率及誤碼率的支持。 2PSK 信號(hào)與 2ASK 和 2FSK 信號(hào)進(jìn)行比較的話，表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)是誤碼率較低，不過(guò)處于 2PSK 信號(hào)傳輸系統(tǒng)的時(shí)候表現(xiàn)出來(lái)的相位就不那么穩(wěn)定了，會(huì)發(fā)生接收碼元“ 1”與“ 0”的倒置，出現(xiàn)誤碼。這樣做的目的的確保 2PSK 的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也不再出現(xiàn)誤碼， 2PSK