【正文】 用相干解調(diào)法來解調(diào)2ASK信號。由于噪聲影響及傳輸特性的不理想，低通濾波器輸出波形有失真，經(jīng)抽樣判決、整形后再生數(shù)字基帶脈沖。利用此載波與收到的已調(diào)信號相乘，輸出為圖83 2ASK的相干解調(diào)原理框圖經(jīng)低通濾波濾除第二項高頻分量后，即可輸出信號。圖82 2ASK的包絡(luò)（非相干）解調(diào)原理框圖相干檢測法原理方框圖如圖83所示。不計噪聲影響時，帶通濾波器輸出為2ASK信號，即，包絡(luò)檢波器輸出為。抽樣判決器包括抽樣、判決及碼元形成器。帶通濾波器（BPF）恰好使2ASK信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。圖81 2ASK產(chǎn)生原理框圖和示意波形2ASK信號解調(diào)的常用方法主要有兩種：包絡(luò)檢波法和相干檢測法。圖（c）給出了及的波形示例。 （83）2ASK信號的產(chǎn)生方法（調(diào)制方法）有兩種，如圖81所示。 （82）其中，是持續(xù)時間為、高度為1的矩形脈沖，常稱為門函數(shù)；為二進制數(shù)字 借助于第3章幅度調(diào)制的原理，2ASK信號可表示為2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)地輸出。 endend 仿真結(jié)果1仿真結(jié)果2 仿真結(jié)果3 仿真結(jié)果4 仿真結(jié)果5 (2ASK）)for i=1:length(t) if(st1(i)=st2(i)) st(i)=0。)xlabel(39。)ylabel(39。title(39。)subplot(212)。)ylabel(39。title(39。subplot(211)。t39。幅度39。經(jīng)過低通濾波器sw2后的波形39。plot(t,st2)。幅度39。經(jīng)過低通濾波器sw1后的波形39。plot(t,st1)。st2=filter(bn,1,sw2)。)bn=fir1(101,[2/800 ,10/800])。)xlabel(39。)ylabel(39。title(39。)subplot(212)。)ylabel(39。title(39。 %經(jīng)過相乘器figure(3)subplot(211)。)sw1=H1.*H1。)xlabel(39。)ylabel(39。title(39。)subplot(212)。)ylabel(39。title(39。 %經(jīng)過帶通濾波器后的信號subplot(211)。 %設(shè)置帶通參數(shù)H1=filter(b1,1,sn)。)figure(2) %FSK解調(diào) b1=fir1(101,[10/800 20/800])。)xlabel(39。)ylabel(39。title(39。)subplot(313)。)ylabel(39。title(39。)subplot(312)。)ylabel(39。 %噪聲波形title(39。subplot(311)。 %產(chǎn)生的信號no=*randn(1,t1)。fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t)。t1=length(t)。g2a=g21(:)39。g21=(ones(1,2000))39。*g1。 %隨機信號g1=ag2=~a。f2=120。 %采樣頻率dt=1/fs。其中噪聲樣本{}和{}都是零均值，具有相等的方差對于平方律檢測器而言，即先計算平方包絡(luò)并取其最大值信號。2FSK解調(diào)原理：仿真是基于非相干解調(diào)進行的，即不要求載波相位知識的解調(diào)和檢測方法。 其中，為的反碼，即若，則；若，則。這兩種方法產(chǎn)生的2FSK信號的波形基本相同，只有一點差異，即由調(diào)頻器產(chǎn)生的2FSK信號在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)的，而鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號，則分別有兩個獨立的頻率源產(chǎn)生兩個不同頻率的信號，故相鄰碼元的相位不一定是連續(xù)的。（2） 鍵控法，用數(shù)字基帶信號及其反相分別控制兩個開關(guān)門電路，以此對兩個載波發(fā)生器進行選通。 2FSK信號的產(chǎn)生方法有兩種：（1） 模擬法，即用數(shù)字基帶信號作為調(diào)制信號進行調(diào)頻。例如，1碼用頻率f1來傳輸，0碼用頻率f2來傳輸，而其振幅和初始相位不變。所以PSK在中、高速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)字調(diào)制是調(diào)制信號為數(shù)字型的正弦波調(diào)制，而模擬調(diào)制則是調(diào)制信號為連續(xù)型的正弦波調(diào)制。它們分別對應(yīng)于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相位來傳遞數(shù)字基帶信號，可以看成是模擬線性調(diào)制和角度調(diào)制的特殊情況。這種用數(shù)字基帶信號控制載波,把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。前言 數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸,在實際應(yīng)用中,大多數(shù)信道具有帶 通特性而不能直接傳輸基帶信號。今后我們要扎實基礎(chǔ)，對于系統(tǒng)的過程了如指掌。 我們對整個實驗的結(jié)果在仿真前沒有大體的概念，導(dǎo)致我們面對仿真結(jié)果也難以判斷正誤。 鑒于我們是一個大程序的書寫，在運行中總會存在問題，是結(jié)果運行不出來。知道了程序設(shè)計的步驟和流程。在整個實驗過程中，存在著以下幾個問題。上圖為理想狀態(tài)下的眼圖，不存在碼間串?dāng)_。若干段數(shù)字基帶波形疊加后形成眼圖形狀。程序運行后仿真結(jié)果如下： 如圖，波形幅度沒有衰減，無碼間串?dāng)_。out(1,:)=d。% 將輸入的序列擴成間隔為N1個0的序列function[out]=sigexpand(d,M)N=length(d)。基帶信號眼圖39。)。xlabel(39。 hold on。 drawnow。ttt=0:dt:eye_num*N*dtdt。)。ylabel(39。t/Ts39。axis([0 20 ])。tt=3*Ts:dt:(N_data+3)*N*dtdt。 %% 基帶系統(tǒng)沖擊響應(yīng)（升余弦）ht=sinc(t/Ts).*(cos(a*pi*t/Ts))./(14*a^2*t.^2/Ts^2+eps)。% 產(chǎn)生雙極性數(shù)字信號d=sign(randn(1,N_data))。dt=Ts/N。a=1。N=15。（ 6 ）對于利用信號過零點取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點位置的變動范圍，這個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。 （ 4 ）眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。斜率越大，對定時誤差就越靈敏。（ 1 ）最佳抽樣時刻應(yīng) 在 “眼睛” 張開最大的時刻。噪聲越大，線跡越寬，越模糊；碼間串?dāng)_越大，眼圖越不端正。若同時存在碼間串?dāng)_ ， “眼睛”將 張開得更小。 “眼睛”張的 越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越??；反之表示碼間串?dāng)_越大。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能。觀察眼圖的方法是：用一個示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時示波器屏幕上看到的圖形像人的眼睛，故稱 為 “眼圖”。 時域波形中，滾降系數(shù)越大，波形的拖尾衰減越快，對位定時精度要求越低。程序運行結(jié)果如下圖所示：在上述運行結(jié)果中我們可以看出，頻域波形在滾降段中心頻率處呈奇對稱特性，滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則。α=139。α=39。α=039。)。ylabel(39。t39。axis([10 10 ])。subplot(212)。α=139。α=39。α=039。)。ylabel(39。f/Ts39。axis([1 1 0 ])。endsubplot(211)。 else Xf(n,k)=Ts。 if abs(f(k))*(1+a(n))/Tsfor n=1:length(a)f=2/Ts:df:2/Ts。df=(*Ts)。N=17。余弦滾降系統(tǒng)基于matlab仿真源程序如下:% 數(shù)字基帶信號傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源 信 源 編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器 信 源譯碼器信宿信道噪聲數(shù)字信源數(shù)字信宿編碼信道 余弦滾降基帶傳輸系統(tǒng)升余弦滾降傳輸特性H(ω)可表示為 H(ω)是對截止頻率ωb的理想低通特性H0(ω)按H１(ω)的滾降特性進行“圓滑”得到的，H1(ω)對于ωb具有奇對稱的幅度特性，其上、下截止角頻率分別為ωb+ωωbω1。顯然，在相同信息速率的條件下，4B/3T 碼的碼元傳輸速率要比1B/1T 碼的低，因而提高了系統(tǒng)的傳輸效率。此外，CMI 碼和曼徹斯特碼一樣都是將一位二進制碼用一組兩位二進制碼表示，因此稱其為1B2B 碼。正常情況下，序列中不會出現(xiàn)“10”碼組，且“00”和“11”碼組連續(xù)出現(xiàn)的情況也不會發(fā)生，這種相關(guān)性可以用來檢測因干擾而產(chǎn)生的部分錯碼。CMI 碼的另一個特點是具有一定的誤碼檢測能力。（4） CMI 碼 CMI 碼稱為傳號反轉(zhuǎn)碼。曼徹斯特碼中，由于正負(fù)脈沖各占一半，因此無直流分量，但這種碼占用的頻帶增加了一倍。（3） 曼徹斯特Manchester碼曼徹斯特碼又稱數(shù)字雙相碼或分相碼，曼徹斯特碼用一個周期的方波來代表碼元“1”，而用它的反相波形來代表碼元“0”。因此，HDB3碼是目前實際系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的碼型。從編碼過程中可以看出，每一個V碼總是與其前一個非0碼（包括B碼在內(nèi)）同極性，因此從收到的碼序列中可以很容易地找到破壞點V碼，于是可斷定V碼及其前3個碼都為0碼，再將所有的1變?yōu)?后，便可恢復(fù)原始信息代碼。最后可看出， HDB3 碼中，V碼與其前一個非0碼（1 或1）極性相同，起破壞作用；相鄰的V碼極性交替；除V碼外，包括B碼在內(nèi)的所有非0碼極性交替。這時再將該連0 小段中的第1 個0 變成B 或B，B 的極性與其前一個非0 碼相反，并讓后面的非零碼從V 碼后開始再極性交替變化。3為了使附加V 碼后的序列中仍不含直流分量，必須保證相鄰的V 碼極性交替。2如果出現(xiàn)四個以上連0 串時，則將每4 個連0 小段的第4 個0變成與其前一個非0 碼（1 或1）相同的碼。 HDB3 碼HDB3 （High Density Bipolar 3）是三階高密度雙極性碼，它是為了克服傳輸波形中出現(xiàn)長連“0”碼情況而設(shè)計的AMI 碼的改進型。AMI碼除了上述特點外，還有編譯碼電路簡單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點。例如： 碼元序列： 1 00 1 1 0 1 0 1 1 1 1 00 AMI碼： 1 0011010111100 由AMI 碼的編碼規(guī)則可以看出，由于1和1各占一半，因此，這種碼中無直流分量，且其低頻和高頻分量也較少，信號的能量主要集中在2 T f 處，其中Tf 為碼元速率。傳號交替反轉(zhuǎn)碼AMI 碼 （ AMI Alternate Mark Inversion）碼又稱為平衡對稱碼?；鶐鬏斚到y(tǒng)中常用的線路傳輸型碼主要有：傳號交替反轉(zhuǎn)碼AMI 碼、三階高密度雙極性碼 3 HDB碼、分相碼Manchester 碼、傳號反轉(zhuǎn)碼CMI 碼以及4B3T 碼等。但在相同信號功率的條件下，多進制傳輸系統(tǒng)的抗干擾性能不如二進制系統(tǒng)。這種波形的取值不是兩值而是多值的。由式（）可以導(dǎo)出譯碼方程為 an bn1⊕bn （） 由上式可看出，譯碼時只要檢查前后碼元電平是否有變化就可以判決發(fā)送的是“1”碼還是“0”碼。 由上式看出，當(dāng)絕對碼an 每出現(xiàn)一個“1”碼時，差分碼bn電平變化一次；當(dāng) an 出現(xiàn)“0”碼時，差分碼bn 電平與前一碼元bn1 相同。所謂差分波形是一種把信息碼元“1”和“0”反映在相鄰信號碼元的相對電平變化上的波形，差分波形中，碼元“1”和“0”分別用電平的跳變和不變來表示，即用相鄰信號碼元的相對電平來表示碼元“1”和“0”，故差分波形也稱為相對碼波形。（4） 雙極性歸零波形 這種波形是用正電平和負(fù)電平分別表示二進制碼元的“1”碼和“0”碼，但每個電脈沖在小于碼元寬度的時間內(nèi)都要回到零電平，這種波形兼有雙極性波形和歸零波形的特點。歸零波形由于碼元間隔明顯，因此有利于定時信息的提取。故雙極性波形在基帶傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。此外，從信源的統(tǒng)計規(guī)律來看，“1”碼和“0”碼出現(xiàn)的概率相等，所以這種波形無直流分量。故這種脈沖又稱為不歸零碼（NRZ NonReturn to Zero）NRZ波形一般用于近距離的電傳機之間的信號傳輸。（1）.單極性波形（NRZ） 這是一種最簡單的二進制數(shù)字基帶信號波形。下面我們就以矩形脈沖為例，介紹常用的幾種數(shù)字基帶信號波形。原則上可選擇任意形狀的脈沖作為基帶信號波形，如矩形脈沖、三角波、高斯脈沖及升余弦脈沖等。實際系統(tǒng)中常常根據(jù)通信距離和傳輸方式等不同的要求，選擇合適的基帶碼型。碼型變換實際上是把數(shù)字信息用電脈沖信號重新表示的過程。為避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，基帶傳輸碼型必須保證在任何情況下都能使序列中“1”和“0”出現(xiàn)的概率基本相同，且不出現(xiàn)長連“1”或“0”的情況。這一點也是為了便于定時信息的提取而提出的。實際經(jīng)驗告訴我們，所傳輸?shù)男盘栔胁粌H要有定時分量，而且定時分量還必須具有足夠大的能量，才能保證同步提取電路穩(wěn)定可靠的工作。一般來說，這種定時脈沖信號是從數(shù)字基帶信號中直接提取的。（2） 數(shù)字基帶信號中應(yīng)含有足夠大的定時信息分量。在基帶傳輸系統(tǒng)中，往往存在著隔直電容及耦合變壓器，不利于直流及低頻分量的傳輸。適合于在有線信道中傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號形式稱為線路傳輸碼型。利用 MATLAB 軟件仿真出每一種碼型，讓學(xué)生通過仿真軟件的使用，加深對碼