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1、1、课题名称数字信号频带传输系统设计2、课程设计的方案和基本原理2.2数字信号频带传输系统设计在数字信号频带传输系统中最基本的调制和解调方式有ASK,，FSK,PSK,2DPSK和QAM这几种，下面将依次介绍其调制和解调的过程：2.2.1振幅键控（ASK）:在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。其时域数学表达式为：S2ASK(t)=an×Acoswct（1）式中，A为未调载波幅度，wc为载波角频

2、率，an为符合下列关系的二进制序列的第n个码元：An=0出现概率为P；an=1出现概率为1-P（2）综合式1和式2，令A＝1，则2ASK信号的一般时域表达式为：1S2ASK(t)=êåang(t-nTs)úcoswctënû=S(t)coswct式中，Ts为码元间隔，g(t)为持续时间[－Ts/2，Ts/2]内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而S(t)就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。采用相乘电路产生二进制ASK信号时，用基带信号A（t）与载波cosw0t相乘就得到已调信号输出。2ASK信号解调时可采用相干解调法和包络检波法，包络检波法解调器是用整

3、流器和低通滤波器构成的；相干解调中相乘电路需要有相干载波cosw0t,它必须从接收信号中提取，并且和接收信号的载波同频同相，所以这种方法比包络检波法要复杂得多。2ASK信号调制器方框图如下：2ASK信号的解调原理图如下：2.2.2频移键控（FSK）:2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为f0时代表传0，载频为f1时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和f1为载频、以an和an为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。2FSK信号的典型时域波形如图15-5所示，其一般时域数学表达式为S2FS

4、K(t)=êåang(t-nTs)úcosw0t+êåang(t-nTs)úcosw1t式中，w0=2pf0，w1=2pf1，an是an的反码，即An=0概率为Pan=1概率为1－Pan=1概率为Pan=0概率为1－P2FSK信号的产生是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元。2FSK信号的接收也分为相干和非相干两类。采用相干接收法时，接收信号经过并联的两路带通滤波器、与本地相干载波相乘和低通滤波后，进行抽样判决。2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0。设二进制单极性码为an，其

5、对应的双极性二进制码为bn，则2PSK信号的一般时域数学表达式为：S2PSK(t)=êåbng(t-nTs)úcoswct其中：Bn=-1当an=0时，概率为PBn=1当an＝1时，概率为1－P2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。2.2.3相移键控（PSK和DPSK）:2DPSK是利用相邻码元载波相位的相对值表示基带信号“0”和“1”的，它的调制原理与2FSK的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波

6、，完成2DPSK调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK基带输入”和“PSK载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS输入”点输入。2DPSK信号的解调，主要两种方法。第一种方法是直接比较相邻码元的相位，从而判决接收码元是“0”还是“1”。为此，需要将前一码元延迟1码元时间，然后将当前码元的相位和前一码元的相位作比较。第二种方法是先把接收信号当做绝对相移信号进行相干解调，解调后的码元序列是相对码；然后将此相对码做逆码变换，还原成绝对码，即原基带信号码元序列。3.2数字信号频带传输系统的设计步骤3.2.1振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK和

7、DPSK）:先用t=0:0.01:10;y=sin(2*pi*t);语句产生载波信号，然后用ones和zeros矩阵产生基波信号，最后运用各种键控对载波和基带信号进行处理，画出原始基带信号的波形图和频谱图、各种调制前的波形图和频谱图以及调制后波形图和频谱图。4.2数字信号频带传输系统设计4.2.1ASK调制/解调技术：ASK调制/解调时，原始信号为‘1’则调制信号为一个完整周期的正弦波，原始信号为‘0’时则调制信号也为‘0’；调制信号经过解调后信号恢复成原始信号，其中数字基带信号为0100101010。2ASK调制