基于simulink的數(shù)字調制解調仿真--電子信息工程技術系(編輯修改稿)
2024-12-23 21:47 本頁面
【文章內容簡介】 2 17 圖 6 二進制移頻鍵控信號的時間波形 由圖 6 可看出 bn 是 an 的反碼即若 an 1 則 bn 0 若 an 0 則 bn 1 于是 bn θn 和分別代表第 n 個信號碼元的初始相位在二進制移頻鍵控信號中和θ n 不攜帶信息通常可令和θ n 為零因此二進制移頻鍵控信號的時域表達式可簡化為 二進制移頻鍵控信號的產生可以采用模擬調頻電路來實現(xiàn)也可以采用數(shù)字鍵控的方法來實現(xiàn) 圖 7 是數(shù)字鍵控法實現(xiàn)二進制移頻鍵控信號的原理圖 圖中兩個振蕩器的輸出載波受輸入的二進制基帶信號控制在一個碼元 Ts 期間輸出 f1或 f2 兩個載波之一 二進制移頻鍵控信號的解調方法很多有模擬鑒頻法和數(shù)字檢測法有非相干解調方法也有相干解調方法 采用非相干解調和相干解調兩種方法的原理圖如圖 8 所示 其解調原理是將二進制移頻鍵控信號分解為上下兩路二進制振幅鍵控信號分別進行解調通過對上下兩路的抽樣值進行比較最終判決出輸出信號非相干解調過程的時間波形如圖 9 所示 圖 – 7 數(shù)字鍵 控法實現(xiàn)二進制移頻鍵控信號的原理圖 圖 – 8 二進制移頻鍵控信號解調器原理圖 a 非相干解調 b 相干解調 圖 9 2FSK 非相干解調過程的時間波形 過零檢測法解調器的原理圖和各點時間波形如圖 10 所示其基本原理是二進制移頻鍵控信號的過零點數(shù)隨載波頻率不同而異通過檢測過零點數(shù)從而得到頻率的變化 在圖 10 中輸入信號經過限幅后產生矩形波經微分 整流波形整形形成與頻率變化相關的矩形脈沖波經低通濾波器濾除高次諧波便恢復出與原數(shù)字信號對應的基帶數(shù)字信號 圖 – 10 過零檢測法原 理圖和各點時間波形 3 二進制移相鍵控 2PSK 在二進制數(shù)字調制中當正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時則產生二進制移相鍵控 2PSK 信號 通常用已調信號載波的 0176。和 180176。分別表示二進制數(shù)字基帶信號的 1 和 0 二進制移相鍵控信號的時域表達式為 e2PSK t g tnTs ]cosω ct 21 9 an 與 2ASK 和 2FSK 時的不同在 2PSK 調制中 a n 應選擇雙極性即 – 111 若 g t 是脈寬為 Ts 高度為 1 的矩形脈沖時則有 e2PSK t cosω ct 發(fā)送概率為 P cosω ct 發(fā)送概率為 1P 由式 1 11 可看出當發(fā)送二進制符號 1 時已調信號 e2PSK t 取 0176。相位發(fā)送二進制符號 0 時 e2PSK t 取 180176。相位若用φ n 表示第 n 個符號的絕對相位則有 φ n 0176。 發(fā)送 1 符號 180176。 發(fā)送 0 符號 這種以載波的不同相位直接表示相應二進制數(shù)字信號的調制方式稱為二進制絕對移相方式二進制移相鍵控信號的典型時間波形如圖 11 所示 圖 – 11 二進制移相鍵控信號的時間波形 二進制移相鍵控信號的調制原理圖如圖 12 所示 其中圖 a 是采用模擬調制的方法產生 2PSK 信號圖 b 是采用數(shù)字鍵控的方法產生 2PSK 信號 2PSK 信號的解調通常都是采用相干解調 解調器原理圖如圖 13 所示在相干解調過程中需要用到與接收的 2PSK 信號同頻同相的相干載波有關相干載波的恢復問題將在第 11 章同步原理中介紹 2PSK 信號相干解調各點時間波形如圖 14 所示 當恢復的相干載波產生180176。倒相時解調出的數(shù)字基帶信號將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好是相反解調器輸出數(shù)字基帶信號全部出錯 圖 12 2PSK 信 號的調制原理圖 圖 13 2PSK 信號的解調原理圖 圖 14 2PSK 信號相干解調各點時間波形 這種現(xiàn)象通常稱為 倒π 現(xiàn)象由于在 2PSK 信號的載波恢復過程中存在著 180176。的相位模糊所以 2PSK信號的相干解調存在隨機的 倒π 現(xiàn)象從而使得 2PSK方式在實際中很少采用 圖 215 過零檢測法原理圖和各點波形 24 二進制差分相位鍵控 2DPSK 在 2PSK 信號中信號相位的變化是以未調正弦載波的相位作為參考用載波相位的絕對數(shù)值表示數(shù)字信息的所以稱為絕對移相由圖 14 所示 2PSK信號的 解調波形可以看出 由于相干載波恢復中載波相位的 180176。相位模糊導致解調出的二進制基帶信號出現(xiàn)反向現(xiàn)象從而難以實際應用 為了解決 2PSK 信號解調過程的反向工作問題 提出了二進制差分相位鍵控 2DPSK 2DPSK 方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息假設前后相鄰碼元的載波相位差為Δφ可定義一種數(shù)字信息與Δφ之間的關系為 2DPSK 二進制數(shù)字信息 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 2DPSK 信號相位 0 π 0 0 π π π 0 π 0 0 或 π 0 π π 0 0 0 π 0 π π 數(shù)字信息與Δφ之間的關系也可以定義為 2113 2DPSK 15 所示 可以看出 2DPSK 信號的實現(xiàn)方法可以采用首先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼將絕對碼表示二進制信息變換為用相對碼表示二進制信息然后再進行絕對調相從而產生二進制差
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