数字调制技术概述word版本hslogic

3.3 各类数字调制技术的仿真与分析
3.3.1 ASK
幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下：
（1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；
（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

·时域波形及表达式
数字基带脉冲序列(数字调制信号)
g（t - nT s）表示以T s 为脉宽的方波。

载波为cos c t
调制后的时域波形为：
其调制波形如图所示：
图3-1 ASK调制过程
·2ASK信号的相干解调
图3-2 ASK相干解调结构框图
相乘：
低通：
与模拟解调相比，数字信号判决需采用抽样判决（码元再生），能减弱随机噪声的影响。

其MATLAB仿真结果如下所示：
图3-2 ASP调制解调技术仿真图
3.3.2 FSK
频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下：
(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置；
(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|≤fs，则出现单峰。

2FSK信号就是利用基带信号的0、1特性去改变载波的频率。

s ( t )取1时对应于 1的
载波输出；s ( t )取0时对应于ω2的载波输出，2FSK信号可视为两路2ASK信号的合成。

差分检波法解调2FSK信号：
图3-3 FSK差分解调结构图
设输入为e F (t) =Acos(ω0+ω)t，频偏ω可正可负构成ω1、ω2。

经τ延时有Acos(ω0+ω)(t-τ)相乘：
低通：
适当选择τ使cos ω0τ = 0，sin ω0τ = ±1；
令ωτ << 1，则
在cosω0τ = 0 及ωτ＜＜1 的条件下，输出U 与频偏ω呈线性关系，依此抽样判决得出解调结果。

差分检波法适用于信道存在延迟失真（时延不一样）的情况。

由于输入信号与相邻的延迟信号均受到延迟失真的影响，它们进行相乘比较时（相位相减），可抵消延迟失真的影响。

其MATLAB仿真结果如下所示：
图3-4 FSP调制解调技术仿真图
3.3.3 BPSK
在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。

载波相位和基带信号有一一对应的关系，从而达到调制的目的。

2-PSK信号的功率密度有如下特点：
(1) 由连续谱与离散谱两部分组成；
(2) 带宽是绝对脉冲序列的二倍；
(3) 与2ASK功率谱的区别是当P＝1/2时，2PSK无离散谱，而2ASK存在离散谱。

2PSK是利用基带信号的0、1特性去改变载波的相位，即输出对应两个不同相位的同频载波。

考虑两个不同相位差别越大越易识别，一般取ф1-ф2=π，常用0及π相。

如：
a n取±1，类似于DSB调制：如下图所示：
图3-5 2PSP调制示意图
以载波的不同相位直接表示相应的数字信息，称为绝对移相（PSK）。

PSK在实际使用中存在一个严重的问题：“倒π”现象。

已知发送端是用不同的载波相位去表示数码，因而接收端必须要有一个与发端同频同相
的载波作参考，去比较识别出收到PSK信号的相位，从而解调出数码。

在0、1等概时，PSK 信号是不含载波信息的，实际处理中，一般采用平方环PLL去获得此参考载波。

二分频器的起始点可不同，导致输出为cosωc t或-cosωc t，且难以分辨谁是正确的。

参考载波相位的不确定（0相或π相输出）将导致解调输出码产生错误，此即为“倒π现象”。

图3-6 PSK解调过程
其MATLAB仿真图如下所示：
图3-6 BPSP调制技术仿真图。