基于simulink的數(shù)字調(diào)制解調(diào)仿真--電子信息工程技術(shù)系-wenkub
2022-11-28 21:47:14 本頁(yè)面
【正文】 通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和包括信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備和信宿 受信者 它的一般模型如圖 123 所示 ↑ 圖 123 通信系統(tǒng)一般模型 通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞消息的通信系統(tǒng)其模型如圖 124 所示 ↑ 圖 124 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞消息的通信系統(tǒng)其模型如圖 125 所示 圖 125 模擬通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言具有抗干擾能力強(qiáng)便于加密易于實(shí)現(xiàn)集成化便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)因而數(shù)字通信更能適應(yīng)對(duì)通信技 術(shù)的越來(lái)越高的要求近二十年來(lái)數(shù)字通信發(fā)展十分迅速在整個(gè)通信領(lǐng)域中所占比重日益增長(zhǎng)在大多數(shù)通信系統(tǒng)中已代替模擬通信成為當(dāng)代通信系統(tǒng)的主流 通信的發(fā)展史簡(jiǎn)介 遠(yuǎn)古時(shí)代遠(yuǎn)距離的傳遞消息是以書(shū)信的形式來(lái)完成的這種通信方式明顯具有傳遞時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)為了在盡量短的時(shí)間內(nèi)傳遞盡量多的消息人們不斷地嘗試所能找到的各種最新技術(shù)手段 1837 年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報(bào)機(jī)標(biāo)志著電通信的開(kāi)始之后利用電進(jìn)行通信的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 1866 年利用海底電纜實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報(bào)通信 1876 年貝爾發(fā)明了電話利用電信號(hào)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音信號(hào)的 有線傳遞使信息的傳遞變的既迅速又準(zhǔn)確這標(biāo)志著模擬通信的開(kāi)始由于它比電報(bào)更便于交流使用所以直到 20 世紀(jì)前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信技術(shù)比電報(bào)的到了更為迅速和廣泛的發(fā)展 1937 年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信的開(kāi)始 20世紀(jì) 60年代以后集成電路電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使得數(shù)字通信迅速發(fā)展在 70年代末在全球發(fā)展起來(lái)的模擬移動(dòng)電話在 90年代中期被數(shù)字移動(dòng)電話所代替現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視所代替數(shù)字通信的高速率和大容量等各方面的優(yōu)越性也使人們看到了它的發(fā)展前途 13 通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 進(jìn)入 20 世紀(jì)以來(lái) 隨著晶體管集成電路的出現(xiàn)與普及無(wú)線通信迅速發(fā)展特別是在 20 世紀(jì)后半葉隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問(wèn)世通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的成功 微波中繼通信使長(zhǎng)距離大容量的通信成為了現(xiàn)實(shí) 移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)使人們隨時(shí)隨地可通信的愿望可以實(shí)現(xiàn) 光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無(wú)法想象的地步 電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合人們將世界變成了地球村 微電子技術(shù)的發(fā)展使通信終端的體積越來(lái)越小成本越來(lái)越低范圍越來(lái)越廣例如 2020 年我國(guó)的移動(dòng)電話用戶首次超過(guò)了固定電話用戶根據(jù)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)到 2020 年底移動(dòng)電話用戶近 4 億 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展通信技術(shù)正向著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化和寬帶化的方向發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步人們對(duì)通信的要求越來(lái)越高各種技術(shù)會(huì)不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)到那時(shí)人們的生活將越來(lái)越離不開(kāi)通信 第 2 章 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中為了使數(shù)字基帶信號(hào)能夠在信道中傳輸要求信道應(yīng)具有低通形式的傳輸特性然而在實(shí)際信道中大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這 種帶通傳輸特性的信道中傳輸必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生各種已調(diào)數(shù)字信號(hào) 圖 21 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制原理是相同的一般可以采用模擬調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制但是數(shù)字基帶信號(hào)具有與模擬基帶信號(hào)不同的特點(diǎn)其取值是有限的離散狀態(tài)這樣可以用載波的某些離散狀態(tài)來(lái)表示數(shù)字基帶信號(hào)的離散狀態(tài)基本的三種數(shù)字調(diào)制方式是振幅鍵控 ASK 移頻鍵控 FSK 和移相鍵控 PSK 或 DPSK 本章重點(diǎn)論述二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及其抗 噪聲性能簡(jiǎn)要介紹多進(jìn)制 數(shù)字調(diào)制原理 21 二進(jìn)制振幅鍵控 2ASK 振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)則為二進(jìn)制振幅鍵控 設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由 01序列組成發(fā)送 0符號(hào)的概率為 P發(fā)送 1符號(hào)的概率為 1P且相互獨(dú)立該二進(jìn)制符號(hào)序列可表示為 其中 Ts 是二進(jìn)制基帶信號(hào)時(shí)間間隔 g t 是持續(xù)時(shí)間為 Ts 的矩形脈沖 則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)可表示為 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波型如圖 2 所示 由圖 2 可以看出 2ASK 信號(hào)的時(shí)間波形 e2ASK t 隨二進(jìn)制基帶信號(hào) s t 通斷變化所以又稱為通斷鍵控信號(hào) OOK 信號(hào) 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法如圖 3 所示圖 a 是采用模擬相乘的方法實(shí)現(xiàn) 圖 b 是采用數(shù)字鍵控的方法實(shí)現(xiàn) 由圖 2 可以看出 2ASK 信號(hào)與模擬調(diào)制中的 AM 信號(hào)類(lèi)似所以對(duì) 2ASK 信號(hào)也能夠采用非相干解調(diào) 包絡(luò)檢波法 和相干解調(diào) 同步檢測(cè)法 其相應(yīng)原理方框圖如圖 4 所示 2ASK 信號(hào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形如圖 5 所示 _ 圖 – 2 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波型 圖 3 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)調(diào)制器原理框圖 圖 – 4 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)解調(diào)器原理框圖 圖 5 2ASK 信號(hào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形 2 二進(jìn)制移頻鍵控 2FSK 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在 f1和 f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào) 2FSK 信號(hào) 二進(jìn)
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