【正文】 調(diào) 幅度調(diào)制 設(shè)正弦型載波為 c(t)=Acos(wct+? ) 式中： A 為載波幅度； wc 為載波角頻 率； ?為載波初始相位。 由以上表示式可知，在波形上，幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律呈正比變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號的頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移。 m(t) sm(t) A0 coswct 圖 AM 調(diào)制模型 如圖所示，假設(shè)調(diào)制信號 m(t)的平均值為 0，將其疊加一個直流偏量 A0 后與載波相乘，即可形成調(diào)幅信號。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 AM 信號的頻譜由載頻分量、上邊帶和下邊帶三部分組成，上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像，它的帶寬是基帶信號帶寬fH的 2 倍， B=2fH。 2． 雙邊帶調(diào)制 雙邊帶信號 (DSB)是將 AM 調(diào)制模型 圖 41 中的直流 A0 去掉，得到的一種高調(diào)制效率的調(diào)制方式。 與 AM 信號相比， DSB 信號不存在載波分量，調(diào)制效率是 100%， 全部功率都用于信息傳輸。因此， DSB 信號需要采用相干解調(diào)來進行解調(diào)。因此， SSB 不僅比 DSB 節(jié)省發(fā)送功率，而且還節(jié)省一半的傳輸頻帶。 根據(jù)濾波方法的不同，產(chǎn)生 SSB 信號的方法有濾波法和相移法。它的原理圖如下圖所示。在不太高的載頻時，濾波器不難實現(xiàn)，但當載頻較高時，采用一級調(diào)制直接濾波的方法就不可能實現(xiàn)單邊帶調(diào)制了，這時就需要采用多級 DSB 調(diào)制及邊帶濾波的方法。 21 m(t)coswct 21 m（ t） coswct sSSB(t) 21 M(t) 21 M(t)sinwct 圖 相移法 SSB 信號調(diào)制器 SSB 信號的實現(xiàn)比 AM、 DSB 都復(fù)雜，但 SSB 調(diào)制方式在傳輸信息時不僅可以節(jié)省發(fā)射功率，而且它占用的帶寬比 AM、 DSB 減少了一半，因此它已成為目前短波通信中的一種重要的調(diào)制方式。這樣，它既克服了 DSB 信號占用頻帶寬的缺點，又解決了 SSB 信號實現(xiàn)中的困難。 sVSB(t) sp(t) sd(t) c(t)=2coswct 圖 VSB 信號的相干解調(diào) Hh(w) － π /2 177。 1． 頻率調(diào)制 (FM) 頻率調(diào)制 指的是 瞬時頻率偏移隨 著 調(diào)制信號 m(t)作 成比例 的 變化 ， 即d? (t)/dt=Kfm(t) 式中： Kf 為調(diào)頻靈敏度。 3． FM 與 PM 的關(guān)系 將調(diào)制信號先微分再進行調(diào)頻，則得到調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相；如果將調(diào)制信號先積分再進行調(diào)相，則得到調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。1 ， n=∞～ +∞。 FSK 可采用包絡(luò)檢波法、相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法等方法進行解調(diào)。若 f1 支路的包絡(luò)比 f2 支路的強，則判為 “ +1” ，否則判為 “ 1” 。 MSK 的信號表達式為 S(t)=cos[wct+(π/2Tb)akt+xk] 式中， xk 是相位常量，其作用是保證 t=kTb 時相位連續(xù)。 MSK 信號各支路偶的實際碼元寬度為 2Tb，其對應(yīng)的低通濾波器帶寬減少為原帶寬的 1/2，輸出信噪比比 FSK提高了一倍。順便指出，在相干解調(diào)中最為重要也較為困難的是相干載波的提取，因而通常采用差分相干解調(diào)和鑒頻器解調(diào)等非相干解調(diào)。1 ， n=∞～ +∞。 PSK 可采用相干解調(diào)和差分相干解調(diào)，原理如下圖所示。 OQPSK 調(diào)制與 QPSK 調(diào)制類似，不過 OQPSK 在正交支路引入一個比特的時延，使得兩個支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化，而不能像 QPSK 那樣產(chǎn)生 177。π/2的相位跳變，如下圖所示。 3． 差分四相鍵控 (DQPSK)調(diào)制 π/4DQPSK 是對 QPSK 信號的特性進行改進的一種調(diào)制方式。π降為 177。其原理如下圖所示。 正交振幅調(diào)制的一般表達式為 y(t)=Amcoswct+Bmsinwct 0≤tTS 式中： TS 為碼元寬度； m=1,2,…M,M 為Am 和 Bm 的 電平數(shù)。串 /并轉(zhuǎn)換 差分相位解碼 LPF LPF ∑ 放大大 輸入數(shù)據(jù) 串 /并轉(zhuǎn)換 ∑ Tb 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第五章 系統(tǒng)設(shè)計與仿真 數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制方式有很多，但在實際應(yīng)用中，數(shù)字基帶信號多為二進制。 2ASK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2ASK 信號調(diào)制仿真 （ 1） 建立系統(tǒng)模型。 Simulink 的組建模型如圖 所示。 （ 2）參數(shù)設(shè)置。系統(tǒng)的仿真參 數(shù)設(shè)置如圖 所示。方波的幅度設(shè)置為 周期為 脈沖持續(xù)設(shè)置 采樣時間為 1。設(shè)置完系統(tǒng)的參數(shù)后，就可以進行系統(tǒng)的仿真。 圖 仿真各點波形圖 2ASK 信號解調(diào)仿 真 （ 1） 建立 Simulink 模型。 Simulink 的組建模型如圖 所示。為了使載波和信息源的頻率有明顯的差別，載波的頻率設(shè)置的要相對高一些，這里設(shè)置為 150Hz。主要部件的參數(shù)設(shè)置如圖 所示。仿真波形如圖 所示，其中，第一個波形是原始信號，第二個是載波信號，第三調(diào)制后的 2ASK 信號，第四個是 2ASK 信號與載波信號相乘后得到的信號，第五個是經(jīng)過低通濾波器的波形，第六個是經(jīng)抽樣判決器后解調(diào)出的原始信號。由于在解調(diào)過程中沒有信道和噪聲，所以誤碼率相對較小，一般是由于碼間串擾或是參數(shù)設(shè)置的問題，可以得出此系 統(tǒng)的誤碼率為 。 2FSK 信號產(chǎn)生的 SIMULINK 仿真模型圖如圖 所示。 sine wave 和 sine wave1 是兩個頻率分別為 f1 和 f2 的載波， Pulse Generator 模塊是信號源， NOT 實現(xiàn)方波的反相，經(jīng)相乘器和相加器生成 2FSK。 圖 信號源模塊參數(shù) 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 載波 sin wave 參數(shù)設(shè)置 如圖 所示，其幅度為 2，頻率 f1=1Hz，采樣時間為 ，載波為單精度信號。 （ 3） 系統(tǒng)仿真及波形。其中，第一個波形是原始信號，第二個是正弦載波周期為 1Hz 的載波信號，第三個是周 期為 2Hz 的正弦載波，第四個是調(diào)制后的 2FSK 信號。其中 From File 是 2FSK 信號的調(diào)制模塊，兩個帶通濾波器分別將 2FSK 信號上下分頻為 1f 和 2f ，再經(jīng)過與載波相乘，經(jīng)過低通濾波后兩路信號相加，再經(jīng)抽樣判決器解調(diào)出原始信號。圖 和圖 分別是對上下兩路進行分頻的帶通濾波器的參數(shù)設(shè)置。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 2FSK 信號解調(diào)仿真波形 2PSK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2PSK 信號調(diào)制仿真 （ 1） 2PSK 信號系統(tǒng)模型。和 180176。用兩個反相的載波信號進行調(diào)制，其系統(tǒng)框圖如下圖所示。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 2PSK 信號調(diào)制框圖 （ 2）參數(shù)設(shè)置。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 （ 3）仿真波形。 圖 2PSK 調(diào)制信號波形圖 2PSK 信號解調(diào)仿真 （ 1） 建立 SIMULINK 模型。 圖 2PSK 信號調(diào)制系統(tǒng)模型 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 （ 2） 參數(shù)設(shè)置。 圖 信號源參數(shù)設(shè)置 （ 3） 仿真波形。 圖 2PSK 信號解調(diào)波形 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 （ 4） 結(jié)果分析。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 結(jié)論 本文主要研究了數(shù)字通信系統(tǒng)的工作原理和對數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)時常用的一些方法。 在實際的通信系統(tǒng)中選擇調(diào)制解調(diào)方式時要考慮很多因素，需要根據(jù)實際情況選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式：當信道存在嚴重的衰落時，因為這時在接收端不容易得到同步解調(diào)所需的相干載波所以這時常采用非相干檢測；當發(fā)射機有嚴格的功率限制時可以考慮采用同步檢測；在抗加性高斯白噪聲方面，應(yīng)該選擇 2PSK 和 2DPSK，而 2ASK 最不可?。划斠獪p少誤碼率時，需要選擇相干方式，若同為相干解調(diào)，要首選 2PSK；如果帶寬是 主要的要求，則應(yīng)考慮 2PSK、 2DPSK 和 2ASK，而 2FSK是最不可取的；如果受資金、環(huán)境等因素的限制，需要考慮到設(shè)備的復(fù)雜性時，則非相干方式比相干方式更為適宜。 因為調(diào)制與解調(diào)是通信系統(tǒng)中十分重要的一個環(huán)節(jié)，所以本文對常用的二進制數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)方法進行仿真，并對結(jié)果進行分析。同時，也掌握了 MATLAB 軟件的使用，學 會了使用 SIMULINK 進行建模仿真，為今后繼續(xù)在有關(guān)方面的學習和研究打下了很好的基礎(chǔ)。建模時要把需要解決的問題提前想清楚，最好先在紙上畫出草圖，然后再在電腦上輸入，這樣能減少糾錯次數(shù)，提高效率。系統(tǒng)模型要層次清晰明了，在模型中可以添加一些注釋信息，解釋系統(tǒng)運行的條件和模型中應(yīng)該注意的問題。一方面，內(nèi)存大小會影響到仿真速度。另一方面，外還要合理選擇仿真步長。 濱州學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 參考文獻 [1] 樊昌信 , 曹麗娜 . 通信原理（第 6版） [M]. 北京 ： 國防工業(yè)出版社 , 2022. 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