最佳接收机的systemview仿真

第三章 数字信号调制与解调

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第三章 数字信号调制与解调

3.1 2ASK信号

3.1.1 2ASK信号调制

2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。 2ASK信号表达式为： e(t)?S(t)?cos?t，S (t)为单极性数字基带信号。

0c其调制过程如图3.1所示：

S( t )1 0 0 1 0 1 1Ts+E0载波fc2ASK以载波的“有”和“无”表示基带信号的“1”和“0” 图3.1 2ASK调制过程

2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。

模拟调制法使用乘法器实现，如图3.2所示。键控法使用开关电路实现，如图3.3所示。

S( t ) 乘法器 cosωc t e0( t )

滤波器

图3.2 模拟调制法

18 数字信号的最佳接收仿真

cosωc t 1 0 K e0( t )

也称 OOK 信号

开关 K 的动作由S( t ) 决定，当S( t ) = 图3.3 键控法

1 K 接1 0 K 接0

3.1.2 2ASK功率谱密度

若设S(t)的功率谱密度为Ps（f），2ASK信号的功率谱密度为P2ASK?f?，则

P2ASK(f)?1 4?Ps(f?fc)?Ps(f?fc)?由图4可见，2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移，由连续谱和离散谱组成。

Ps(f)2fs?fs0fsPE(f)2fsffc - fs fc fc + fs 0fc - fs fc fc + fs f图3.4 2ASK功率谱密度

3.1.3 2ASK信号解调

2ASK有两种基本解调方法：相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包 络检波法）。相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。解调过程如图3.5所示。

第三章 数字信号调制与解调

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e0（t）带通2fs相乘低通抽样判决S（t）载波图3.5 相干解调

定时脉冲

包络检波器通常由整流器和低通滤波器组成，可以直接从已调波中提取原始基带信号，结构简单，如图3.6所示。经过各个模块后波形变化如图3.7所示。

eo ( t ) S( t )

带通 a 整流 b 低通 c 抽样判决 d

图3.6 非相干解调

定时脉冲

0

0010111001

ba

dc图3.7 非相干解调过程的时间波形

3.2 2FSK信号

3.2.1 2FSK概述

频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟电路来实现；另一种可以采用键控法来实现，即在二进制基带矩

20 数字信号的最佳接收仿真

形脉冲序列的控制下通过开关对两个频率不同的独立的信号进行选通，使其在每一个码元期间输出f1和f2两个载波之一。这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为：

e2FSK(t)?{Acos(?1t??n)Acos(?2t??n)

典型波形如下图所示。由图3.8可见。2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：

s2FSK(t)?[?ang(t?nTs)]cos(?1t??n)?[?ang(t?nTs)]cos(?2t??n)

nn_ak s1 (t) s2 (t) cos(w1t+|θ n) 1 0 1 1 0 0 1 t t t cos(w2t+|Φn) t s1 (t) cos(w1t+θ n) t s2(t) cos(w2t+Φn) 2FSK信号 t t 图3.8 2FSK信号的调制过程原理图

3.2.2 2FSK数字系统的调制原理

2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一载频f2的已调波形，