通信工程 数字信号调制课程设计报告

烟台大学

通信工程专业综合课程设计

数字调制系统仿真

院系：光电信息科学技术学院

专业：通信工程

班级：光114-1

姓名：(组长)姜祥乾201157501326

(1号)泮宜志201157504119

(2号)罗志丹201157504122

指导老师：贺鹏飞

2014年11月18 日

一、课程设计原理

（Ⅰ）二进制数字调制

（1）2ASK （二进制振幅键控）调制的原理及产生过程： 振幅键控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。在2ASK 中载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控，“通-断键控(OOK)”信号表达

式为

波形

1

1

t

s

T ()

s t 载波

t

t

2ASK

2ASK 信号的一般表达式 其中

Ts － 码元持续时间；

g(t) － 持续时间为Ts 的基带脉冲波形，通常假设是高度为1，宽度等于Ts

的矩形脉冲；

n a － 第N 个符号的电平取值，若取

则相应的2ASK 信号就是OOK 信号

产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法。 模拟调制法（相乘器法）：

⎩⎨

⎧-=”时发送“以概率，”时发送“以概率0P 101P t,

Acos )(c OOK ωt e ()t

t s t e

c ωcos )(2ASK =∑

-=n s n nT t g a t s )()(⎩⎨⎧-=P

0P 1a n

1,,概率为概率为

乘法器

)

(2t e ASK 二进制不归零信号

t

c ωcos )

(t s

键控法：

t

c ωcos )

(t s )

(2t e ASK 开关电路

（2） 2FSK （二进制频移键控）调制的原理及产生过程：频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为 典型波形：

1

0t

10

t

t

1

()2FSK a 信号

()11) cos b s t t

ω（()22() cos c s t t

ω

由图可见，2FSK 信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形（c ），也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。因此，2FSK 信号的时域表达式又可写成

式中 g(t) － 单个矩形脉冲， Ts － 脉冲持续时间；

⎩⎨

⎧++=”时发送“”时发送“0),

cos(A 1),cos(A )(212FSK n n t t t e θωϕω)cos()()cos()()(212FSK n n s n n n s n t nT t g a t nT t g a t e θωϕω+⎥⎦⎤⎢

⎣⎡-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑

∑

n

a 是

n

a 的反码。

n ϕ和n θ分别是第n 个信号码元（1或0）的初始相位，通常可

令其为零。因此，2FSK 信号的表达式可简化为

式中 2FSK 信号的产生方法 ：

①采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。 ②采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。

振荡器1

f1

反相器

振荡器2f 2

选通开关

选通开关

相加器

基带信号

)

(2t e FSK

（3）2PSK （二进制相移键控）调制的原理及产生过程：相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位01”和“0”。因此，2PSK 信号的时域表达式为

n 表示第n 个符号的绝对相位：

因此，上式可以改写为

典型波形

⎩

⎨

⎧-=P

P a n 1,0,1概率为概率为⎩⎨⎧-=P

P a n 概率为概率为,

01,1()

()

t t s t t s t e 22112FSK cos cos )(ω

ω

+=()∑-=n

s n nT t g a t s )(1()∑

-=n s n nT t g a t s )(2)

cos(A )(2PSK

n c t t e

ϕω+=⎩⎨

⎧=”时发送“

”时发送“，1,00πϕn ⎩⎨⎧--=P t P t t e c c 1,cos A ,cos A )(2PSK 概率为概率为ωω

11

01t

0s

T

由于两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：

式中：

这里，g(t)是脉宽为Ts 的单个矩形脉冲，而n a 的统计特性为

即发送二进制符号“0”时（n a 取+1），)(2P S K t e 取0相位；发送二进制符号“1”时（n a 取 -1），)(2P S K t e 取π相位。这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。

2PSK 信号的产生方法： 模拟调制的方法 ：

乘法器

)

(2t e PSK 双极性不归零

t

c ωcos )

(t s 码型变换

键控法 ：

t

c ωcos )

(t s )

(2t e PSK 开关电路

移相

01800

π

()

t t s t e c ω

cos )(2PSK =∑

-=n

s n nT t g a t s )()(⎩⎨⎧--=P

P a n 1,1,

1概率为概率为