【2017年整理】数字频带通信系统.doc

目录 前言 1 1 数字频带通信系统原理 2 1.1 二进制振幅键控(2ASK) 2 1.2 二进制频移键控(2FSK) 5 1.3二进制相移键控(2PSK) 7 1.4 正交相移键控(QPSK) 10 2 Matlab/Simulink介绍 15 2.1 Matlab简介 15 2.2 Simulink简介 15 2.1.1 Simulink基本模块库 15 2.1.2 Simulink建模仿真的一般过程 17 2.3 Simulink在通信仿真中的应用 19 3利用Simulink进行模型建立和系统仿真 21 3.1 2ASK的调制与解调仿真 22 3.1.1 建立模型方框图 22 3.1.2 参数设置 23 3.1.3系统仿真及各点波形图 24 3.1.4 误码率分析 25 3.2 2FSK的调制与解调仿真 25 3.2.1 建立模型方框图 25 3.2.2 参数设置 26 3.2.3系统仿真及各点波形图 29 3.3 2PSK的调制与解调仿真 31 3.3.1 建立模型方框图 31 3.3.2 参数设置 31 3.3.3系统仿真及各点波形图 34 3.4 QPSK的调制与解调仿真 35 3.4.1 建立模型方框图 35 3.4.2 参数设置 36 3.4.3系统仿真及各点波形图 38 总结 40 参考文献 41前言 本文主要是以Simulink为基础平台，对2ASK、2FSK、2PSK、QPSK信号的仿真。文章第一部分是对2ASK、2FSK、2PSK和QPSK信号调制及解调原理的详细说明；第二部分是对Matlab/Simulink软件简单介绍；第三部分是对2ASK、2FSK、2PSK和QPSK信号的仿真部分。 本文的主要目的是对Matlab/Simulink软件 1 数字频带通信系统原理 1给出了数字调制系统的基本结构。 图1-1 数字调制系统的基本结构 数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。基本的三种数字调制方式是：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和相移键控(PSK)。图1-2给出了相应的信号波形的示例。 图2 正弦载波的三种键控波形 1.1 二进制振幅键控(2ASK) 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 二进制振幅键控信号可表示为 （1-1） 二进制振幅键控信号时间波型如图1-3所示。由图1-3可以看出,2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。二进制振幅键控信号的产生方法如图1-4所示,其中图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。 对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图1-5所示。2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图1-6所示。 图3 2ASK信号时间波形 （b）数字键控法 图1-4 2ASK信号调制器原理框图 （a）非相干解调方式 （b）相干解调方式 图5 2ASK信号的接收系统组成方框图 图6 2ASK信号非相干解调过程的时间波形 2 二进制频移键控(2FSK) 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。典型波形如图1-7所示。 图7 2FSK信号的时间波形 。 （1-2） 其中 （1-3） （1-4） 二进制频移键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。 图1-8是数字键控法实现二进制频移键控信号的原理图。 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。 二进制频移键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图1-9所示。其解调原理是将二进制频移键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。 图8 键控法产生 （a）非相干解调 （b）相干解调 图9 2FSK信号解调原理图 过零检测法解调器的原理图和各