【正文】 二進制頻移鍵控信號的時間波形如圖 331 所示 圖 331 二進制頻移鍵控信號的時間波形 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)頻來實現(xiàn)，也可用鍵控法來實現(xiàn)，后者較為簡便。 相干解調(diào)時， 2ASK 系統(tǒng)的誤碼率的計算是考慮經(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 2ASK 系統(tǒng)的誤碼率的計算是根據(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，實現(xiàn)了 2ASK。二進制數(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)計數(shù)據(jù)，到 2022 年底移動電話用戶近 4 億。 （ 3） 光導纖維的出現(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 進入 20 世紀以來，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)制標志數(shù)字通信的開始。為了在盡量短的時間內(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、電視攝像機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。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 軟件進行仿真，使輸出結(jié)果達到最好效果。 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)是實現(xiàn)現(xiàn)代通信的重要手段，促進通信的快速發(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)的實現(xiàn)方法有多種，本文應用了鍵控法產(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。它的魅力在于強大的功能和簡便的餓操作。它為用戶提供了方框圖進行建模的圖形接口，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，從而可以看到整個模型的細節(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 遠古時代 ,遠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間長的缺點。 1876 年貝爾發(fā)明了電話 ,利用電信號實現(xiàn)了語音信號的有線傳遞，使信息的傳遞變的既迅速又準確，這標志著模擬通信的開始，由于它比電報更便于交流使用，所以直到 20 世紀前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信技術(shù)比電報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)，使人們隨時隨地可通信的 愿望可以實現(xiàn)。例如， 2022 年我國的移動電話用戶首次超過了固定電話用戶。到那時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）利用模擬方法進行數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號當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鍵控載波，從而實現(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，一個二進制的振幅鍵控信號可以表示成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的相乘，即 （ 31） 其中， g(t)是持續(xù)時間 Ts 的矩形脈沖， 為載波頻率， 為二進制數(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)表示二進制序列中一個寬度為 、高度為 1 的門函數(shù) g(t)所對應的頻譜函數(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