【正文】 二進(jìn)制頻移鍵控信號的時(shí)間波形如圖 331 所示 圖 331 二進(jìn)制頻移鍵控信號的時(shí)間波形 式 中 （ 312） 2FSK 信號的功率譜及帶寬 2FSK信號的功率譜密度有兩種情況分別為相位不連續(xù)的 2FSK功率譜密度相位連續(xù)的 2FSK 功率譜密度。從原理上講調(diào)頻可用模擬調(diào)頻來實(shí)現(xiàn)，也可用鍵控法來實(shí)現(xiàn)，后者較為簡便。 相干解調(diào)時(shí)， 2ASK 系統(tǒng)的誤碼率的計(jì)算是考慮經(jīng)過帶通濾波器、乘法器以及低通濾波器以后，信號和噪聲均已檢出并輸入抽樣判決器，無論是發(fā)送 1還是 0，判決器輸入信號與噪聲的混合物，其瞬時(shí)值的概率密度都是正態(tài)分布的，只是均值不同而已。 圖 325 2ASK 信號的相干解調(diào) 包絡(luò)解調(diào)時(shí) 2ASK 系統(tǒng)的誤碼率的計(jì)算是根據(jù)發(fā) 1和發(fā) 0兩種情況下產(chǎn)生誤碼率之和而得來的。抽樣判決器包括抽樣、判決及碼元形成，有時(shí)又稱譯碼器。 3． 2． 3 2ASK 信號的解調(diào)及系統(tǒng)的誤碼率 2ASK 信號的解調(diào)由振幅檢波器來完成，具體方法主要有兩種：非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)法（同步檢測法）。它的連續(xù)譜取決于數(shù)字基帶信號基本脈沖的頻譜 G（ f）；它的離散譜是位于 處一對頻域沖擊函數(shù)，這意味著 2ASK 信號中存在著可做載頻同步的載波頻率 的成分。 （ 32） 若令 （ 33） 則 式 變?yōu)? （ 34） 實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制的 一般原理圖如圖 321 所示 ↑ 圖 321 數(shù)字線性調(diào)制方框圖 圖中，基帶信號形成器把數(shù)字序列 { }轉(zhuǎn)成為所需要的單極性基帶矩形脈沖序列s(t)與載波相乘后即把 s(t)的頻譜搬移到 附近，實(shí)現(xiàn)了 2ASK。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控通常記作 2 ASK。第（ 2）種技術(shù)通常稱為鍵控法，比如對載波的振幅，頻率以及相位進(jìn)行鍵控，便可獲得振幅鍵控（ ASK），頻移鍵控（ FSK）及相移鍵控（ PSK）調(diào)制方式。 第三章 2ASK 2FSK 2PSK 的原理 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的基本概念及意義 調(diào)制即是用基帶數(shù)字信號去控制某一較高頻率的正弦或脈沖載波，使已調(diào)信號能通過帶限信道傳輸。根據(jù)國家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到 2021 年底移動電話用戶近 4 億。 （ 3） 光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。 數(shù)字通信的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 進(jìn)入 20 世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。 1937 年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信的開始。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。 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 221 所示。 相應(yīng)的信號可分為模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是連續(xù)的 ，如電話機(jī)、電視攝像機(jī)輸出的信號就是模擬信號。消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、 圖形和圖象等都是消息 (Message)。仿真的結(jié)果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。在定義完一個(gè)模型后，用戶可以通過 Simulink 的菜單或 MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對它進(jìn)行仿真。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。作為 MATLAB 的重要組成部仿真和分析的軟件包。對調(diào)制與解調(diào)方法建立其模型，從理論上解釋 2ASK、 2FSK、2PSK 的調(diào)制與解調(diào)的原理，并采用 Simulink 軟件進(jìn)行仿真，使輸出結(jié)果達(dá)到最好效果。 PSK 系統(tǒng)的抗噪聲性能最好，但會出現(xiàn)倒π現(xiàn)象，實(shí)際中很少采用，而多采用 DPSK 系統(tǒng)。因此，調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信的重要手段，促進(jìn)通信的快速發(fā)展。為使數(shù)字信號能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式與模擬信號調(diào)制相類似。調(diào)制解調(diào)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有多種，本文應(yīng)用了鍵控法產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)信號?；?Simulink 的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)仿真 摘 要 在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，數(shù)字信號對高頻載波進(jìn)行調(diào)制，變?yōu)轭l帶信號，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號。研究數(shù)字通信調(diào)制理論，提供有效調(diào)制方式，有著重要意義。 關(guān)鍵字：調(diào)制 解調(diào) Simulink 仿真 目錄 摘要 ... ............... ......... ...... ....... ......... ..... ... .....2 第一章 緒論 .......... ......... ...... ....... ......... ..... ... .......4 1． 1 課題意義 .......... ......... ...... ....... ......... ..... ... ..... 4 1． 2 課題目的 .......... ......... ...... ....... ......... ..... ... .....4 1． 3 研究范圍 .......... ......... ...... ....... ......... ..... ... ....4 第二章 Simulink 的簡介與通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 ............... ......... .....5 2． 1 Simulink 的簡介 .......... ......... ...... ....... ......... ..... ..5 2． 2 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 .......... ......... ...... ....... ............5 第三章 2ASK 2FSK 2PSK 的工作原理 .......... ......... ...... ....... ......9 3． 1 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的基本概念及意義 ......... ...... ....... ...........9 3． 2 2ASK(Amplitude Shift Keying)信號調(diào)制與解調(diào)的原理 ...................9 3． 3 2FSK(Frequency Shift Keying)信號調(diào)制與解調(diào)的原理 .......... ........14 3． 4 2PSK(Phase Shift Keying)信號調(diào)制與解調(diào)的原理 ......................19 第四章 調(diào)制與解調(diào)仿真 ................... ............ . ....... . .......23 4． 1 2ASK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 ................... ............ . ....... ...23 4． 2 2FSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 ... .................... ....................29 4． 3 2PSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 ... ............... ......... ...... .. ......38 第五章 總 結(jié) ... ............... ......... ...... ....... ......... ......44 致謝 ... ............... ......... ...... ....... ......... ..... ....... 45 參考資料 ... ............... ......... ...... ....... ......... ..... ....46 第一章 緒 論 1． 1 課題意義 隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是數(shù)字通 信的快速發(fā)展越來越普及，研究人員對其相關(guān)技術(shù)投入了極大的興趣。經(jīng)調(diào)制后的信號，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號。在誤碼率相同條件下，相干 PSK 要求 r（信噪比）最小， FSK 系統(tǒng)次之， ASK 系統(tǒng)要求 r 最大，它們之間分別相差 3dB。 本系統(tǒng)研究的是 2ASK、 2FSK、 2PSK 系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)過程，以及在調(diào)制解調(diào)過程中使用的方法。它的魅力在于強(qiáng)大的功能和簡便的餓操作。它為用戶提供了方框圖進(jìn)行建模的圖形接口，采用這種結(jié)構(gòu)畫模型就像你用手和紙來畫一樣容易。用戶可以從最高級開始觀看模型，然后用鼠標(biāo)雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級的內(nèi)容，以此類推，從而可以看到整個(gè)模型的細(xì)節(jié)，幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。除此 之外，用戶還可以在改變參數(shù)后來迅速觀看系統(tǒng)中發(fā)生的變化情況。 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 通信的概念 通信就是克服距離上的障礙，從一地向另一地傳遞和交換消息。所以，信號（ Signal）是傳輸消息的手段，信號是消息的物質(zhì)載體。消息是具體的、表面的，而信息是抽象的、本質(zhì)的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量來度量。 圖 223 模擬通信系統(tǒng)模型 通信的發(fā)展史簡介 遠(yuǎn)古時(shí)代 ,遠(yuǎn)距離的傳遞消息是以書信的形式來完成的 ,這種通信方式明顯具有傳遞時(shí)間長的缺點(diǎn)。 1876 年貝爾發(fā)明了電話 ,利用電信號實(shí)現(xiàn)了語音信號的有線傳遞，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。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。 （ 2） 移動通信和衛(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)。例如， 2021 年我國的移動電話用戶首次超過了固定電話用戶。到那時(shí)人們的生活將越來越離不開通信。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以分為兩種類型：（ 1）利用模擬方法進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號當(dāng)作模擬信號的特殊情況來處理；（ 2）利用數(shù)字信號的離散取值特點(diǎn)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。振幅鍵控 (也稱幅移鍵控 ),記作 ASK(Amplitude Shift Keying)，或稱其為開關(guān)鍵控 (通斷鍵控 )，記作 OOK(On Off Keying)。根據(jù)線性調(diào)制的原理，一個(gè)二進(jìn)制的振幅鍵控信號可以表示成一個(gè)單極性矩形脈沖序列與一個(gè)正弦型載波的相乘，即 （ 31） 其中， g(t)是持續(xù)時(shí)間 Ts 的矩形脈沖， 為載波頻率， 為二進(jìn)制數(shù)字。 圖 322 2ASK 信號的產(chǎn)生及波形模型 2ASK 信號的功率譜及帶寬 若用 G(f)表示二進(jìn)制序列中一個(gè)寬度為 、高度為 1 的門函數(shù) g(t)所對應(yīng)的頻譜函數(shù)， (f)為的功率譜密度， （ f）為已調(diào)信號 e(t)的功率譜密度，則有 （ 35） 2ASK 信號功率譜示意圖如圖