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仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理

数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推

广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的

MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和

移相键控(2-PSK和2-DPSK)。下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原

理。

1.二进制幅度键控(2-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。

2.二进制频移键控(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。

3.二进制相移键控(2-PSK)

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。4.

多进制数字调制

上面所讨论的都是在二进制数字基带信号的情况，在实际应用中，我们常常用

一种称为多进制(如4进制，8进制，16进制等)的基带信号。多进制数字调制载波

参数有M种不同的取值，多进制数字调制比二进制数字调制有两个突出的优点:一

是有于多进制数字信号含有更多的信息使频带利用率更高;二是在相同的信息速率

下持续时间长，可以提高码元的能量，从而减小由于信道特性引起的码间干扰。现

实中用得最多的一种调制方式是多进制相移键控(MPSK)。

多进制相移键控又称为多相制，因为基带信号有M种不同的状态，所以它的载

波相位有M种不同的取值，这些取值一般为等间隔。在多相制移键控有绝对移相和

相对移相两种，实际中大多采用四相绝对移相键控(4PSK，有称QPSK)，四相制的

相位有0、π/2、π、3π/2四种，分别对应四种状态11、01、00、10。二(数

字调制系统的仿真设计

1数字调制系统各个环节分析

典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，

其框图如图3.1所示:

数字调制是数字通信系统的重要组成部分，数字调制系统的输入端是经编码器

编码后适合在信道中传输的基带信号。对数字调制系统进行仿真时，我们并不关心

基带信号的码型，因此，我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带

信号，不用在经过编码器。

信编调解解受信

息码制调码信

道源器器器器者

噪声源

图3.1数字通信系统模型

2.1.1仿真框图

MATLAB提供的图形界面仿真工具Simulink由一系列模型库组成,包括

Sources(信源模块)，Sinks(显示模块)，Discrete(离散系统模块)，Linear(线性

环节)，Nonlinear(非线性环节)，Connections(连接),Blocks