【正文】 信號來進行傳送，該系統(tǒng)的抗干擾能力很強 ,并且在傳輸中的差錯也是可控的，還 能減小傳輸中信息的失真， 不僅設(shè)備小而且重量輕，有利于計算機技術(shù)的引進 , 來用在微處理器上 , 來更好的發(fā)揮數(shù)字信號處理的相關(guān)功能。數(shù)字信號非常容易對 一個所要傳出的信息進行加密。它在 重要信息的傳輸 保密性可以說也相當(dāng)好，能夠更好的采用糾錯編碼和擴頻技術(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 一般來說 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 滿足 二進制 原則，這所使用的調(diào)制模式就被成為 二進制振幅鍵控 。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，兩者為獨立事件。通 斷鍵控理論上 是 最簡單的二進制振幅鍵控方式。表達式： 2ASK信號的 一般表達式： ? 其中 式中： Ts － 碼元持續(xù)時間； g(t) — 持續(xù)時間 Ts 的脈沖，高度為 1 ，寬度 Ts 的矩形脈沖 an － 第 n 個符號的電平取值， 若取 2ASK 信號也就變成了 OOK 信號。 如圖 21 所示： ????? ”時發(fā)送“以概率，”時發(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信號時間波形 2ASK 信號產(chǎn)生方法 根據(jù)通過 2ASK 調(diào)制傳輸?shù)幕鶐盘柼匦苑治隹芍鋵儆诘湫偷木匦蚊}沖信號模式。 2ASK 信號用 s(t)來表示 。 載波為 uc(t)=Acoswct 2ASK 信號由 s(t)和 uc(t)相乘而得 )()()(cA S K tutstu ?? s(t)=1 時， 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 信號的功率譜密度 2ASK 信號可以表示為： 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，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, 則二進制振幅鍵控信號的功率譜密度 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，基帶信號波形能夠決定連續(xù)譜的分布形式，其中，帶寬與基帶信號波形帶寬關(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行傳輸數(shù)字基帶信號。 二進制數(shù)字調(diào)制 過程，在一定范圍內(nèi)變化的 正弦載波頻率 也會發(fā)生相應(yīng)變化，這樣也就產(chǎn)生了相應(yīng)的 二進制移頻鍵控信號 。其中，在獲得時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，就可以將兩者作為組成載波信號的兩個部分，兩者疊加獲得最終的信號。波形圖 如圖 26： 載 波 信 號1 0 1 1 0 0 1ttttt2 F S K 信 號載 波 信 號abcdefg 圖 2 二進制移頻鍵控信號的時間波形 2FSK 信號的時域表達式為 ： ?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 信號的時域表達式能夠得到簡化為： 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 信號產(chǎn)生方法 2FSK 信號主要從兩種機制中產(chǎn)生。 第一，鍵控法，該方法在實際當(dāng)中還被稱作頻率轉(zhuǎn)換法，也就是通過數(shù)字基帶信號 s(t)及其反相 s(t)實現(xiàn)電路控制，并且借助于相應(yīng)的載波發(fā)生器來選通。同時，該機制中產(chǎn)生的信號往往是不連續(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 信號功率譜密度 （ 1）相位不連續(xù)的 2FSK 11 該種情況的信號往往能夠等效成兩個載波形式不同的信號進行疊加的結(jié)果，分別假設(shè)兩者的載波頻率為 f1 和 f2。 一 個相位不連續(xù)的二進制移頻鍵控信號的時域表達式為 e2fsk(t)= s1(t)cosω1t+ s1(t)cosω2t s1(t)和 s2(t)是二進制基帶信號。 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， 將二進制數(shù)字基帶信號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)二進制移頻鍵控信號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 該鍵控信號的帶寬 B2FSK B2FSK=|f2f1|+2fs 其中， fs=1/Ts 為基帶信號的帶寬 。 (2)相位連續(xù)的 2FSK 相位連續(xù)的 2FSK 信號的頻譜分析比較復(fù)雜，只給出結(jié)論。該信號在小的調(diào)制指數(shù)下所用頻帶也窄 ，說明頻帶利用率高，現(xiàn)在多用于移動無線電臺中。 2PSK 調(diào)制 2PSK 信號基本原理 數(shù)字相位調(diào)制：假如兩個處于同一個波段的頻率同時振蕩時，那么一方將會出現(xiàn)最大的正頻率值，而且另一方也會出現(xiàn)最大正頻率值，也就是達到了“同相”波段；假如某方屬于最大正值，而另一方屬于最大負值的時候，那就是達到“反相”。通常的情況每周振蕩一次方向是 2 個 180 度。假如某個波段和另一個波段出現(xiàn)半個周期的波差時，那么這時候波段相差的則是 2 個 90 度，稱之為反相。 其中，第 n 個符號的絕對相位。因此，可以改寫為 錯誤 !未找到引用源。 此類通過相關(guān)載波的不同完成數(shù)字信號二進制表示的調(diào)制形式，可以叫做移相控制方式（ 2PSK）。 2PSK 的 時間波形如圖 210 所示： 圖 210 2PSK 信號產(chǎn)生方法 2PSK 信號由兩類方法構(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進行管理，界定正確的輸入信號，輸出的信號數(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 信號功率譜密度 2PSK 信號功率譜為： )]()([41)(2 cscsP S K ffPffPfP ???? 代入基帶信號功率譜密度可得： )]()([)0()21(41)()()[1()(222222ccsccsP S KffffGPfffGffGPPffP???????????? 如果二進制基帶信號采用矩形脈沖，假設(shè)“ 1”和“ 0”符號出現(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開關(guān)電路移相01800? 14 二進制移相鍵控信號（ 2PSK）波段產(chǎn)生出來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（ 2ASK）一樣，帶寬是由兩個信號帶寬組成。 功率譜密度如圖 214： － fcO fcfP2 P S K( f )2 fs4Ts 圖 2 信號的功率譜密度 ? 2DPSK調(diào)制 2DPSK 信號基本原理 相對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 信號與 2ASK 和 2FSK 信號進行比較的話，表現(xiàn)出來的狀態(tài)是誤碼率較低，不過處于 2PSK 信號傳輸系統(tǒng)的時候表現(xiàn)出來的相位就不那么穩(wěn)定了，會發(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，同時也不再出現(xiàn)誤碼， 2PSK