数字信号的载波调制 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等方式进行仿真模拟.pdfVIP

《通信系统软件实验》实验报告册冉诗舸1071302120

实验四数字信号的载波调制

一、实验目的与要求

1.复习数字载波调制的基本概念；

2.深入理解键控调制的理论基础、实现技术及物理含义；

3.对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等方式进行仿真模拟，并分析其波形及频谱特性；

4.通过实验结果分析数字调制的重要价值。

二、实验仪器与设备

1.微型电子计算机40台

2.Window2000以上版本操作系统40套

3.SystemView5.0以上版本40套

三、实验原理

信源编码的目的是提高信源的效率，去除冗余度。信道编码的目的主要有两点：

(1)要求码列的频谱特性适应通道频谱特性，从而使传输过程中能量损失最小，提高信号

能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性，提高传输效率。

(2)增加纠错能力，使得即便出现差错，也能得到纠正。

一般传输通道的频率特性总是有限的，即有上、下限频率，超过此界限就不能进行有效

的传输。如果数字信号流的频率特性与传输通道的频率特性很不相同，那么信号中的很多能

量就会失去，信噪比就会降低，使误码增加，而且还会给邻近信道带来很强的干扰。因此，

在传输前要对数字信号进行某种处理，减少数字信号中的低频分量和高频分量，使能量向中

频集中，或者通过某种调制过程进行频谱的搬移。这两种处理都可以被看作是使信号的频谱

特性与信道的频谱特性相匹配。

数字信号的载波调制是信道编码的一部份。有线电视宽带综合网是基于模拟环境下的数

字信号的传输，图象数字信号不是基带传输方式而是在射频通带中传输。由于传输信道的频

带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。模拟通信很

难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近

一半的传输频带。由于数字信号只有0和1两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报

务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。在对传输信道

的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式，并且可以清晰的描述与表

达其数学模型。所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、

4FSK等，频带利用率从1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。更有将幅度与相位联合调制的QAM技术，

目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz，八倍于2ASK或BPSK。此

外，还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术，为某些专门应用环境提供了强大的工具。

近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速MODEM中，

为进一步提高传输效率奠定了基础。总之，数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通

信，调制技术的种类也远远多于模拟通信，大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置

的灵活性。

3.1、2ASK

在二进制幅度键控中，由载波的幅度来携带二进制信号，也就是说，载波的幅度随调制

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信号的变化而变动。二进制幅度键控最简单的方式就是载波在二进制信号0或1的控制下通

或断，这种调制方式称为通-断键控（OOK）。它的时域表达式为：

S(t)aAcost

OOKnc

这里，A为载波幅度，w为载波频率，a为二进制数字。

cn

从上式可以看出，对于其中一个电平是0的二进制信号，只要让载波与二进制信号通过

乘法器即可完成调制。这种调制方式的Systemview模型如图1所示。

对于两个电平都不是0的二进制