通信原理 数字频带通信系统的设计与仿真分析分析(2)

通信原理课程设计

e2FSK(t)?s1?t?cos?1t?s2?t?cos?2t （1-2）

s1?t??ang(t?nTs)?n （1-3）

s2?t??ang(t?nTs)?n （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1-7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1-8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。

振荡器1f1选通开关基带信号反相器e2FSK(t)相加器振荡器2f2选通开关

图1-7 键控法产生2FSK信号的原理图

带通滤波器?1包络检波器定时脉冲e2FSK(t)输出抽样判决器带通滤波器?2包络检波器

（a）非相干解调

5

通信原理课程设计

带通滤波器?1相乘器低通滤波器定时脉冲e2FSK(t)cos?1tcos?2t带通滤波器输出抽样判决器?2相乘器低通滤波器

（b）相干解调 图1-8 2FSK信号解调原理图

过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图1-9所示。二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过检测过零点数得到频率的变化。输入信号经过限幅后产生矩形波，经微分整流波形整形，形成与频率变化相关的矩形脉冲波，经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号。

ae2FSK(t)限幅b微分c整流d脉冲展宽e低通f输出（a）过零检测法原理图

（b）各点时间波形

图1-9 过零检测法原理图及各点时间波形

6

通信原理课程设计

1.3二进制相移键控(2PSK)

在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制相移键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。二进制相移键控信号的时域表达式为

e2PSK(t)???Acos?ct,??Acos?ct,概率为P概率为1?P （1-5）

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：

e2PSK(t)?s?t?cos?ct （1-6） s(t)?ang(t?nTs)?n （1-7）

这里，g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，且

an???1,??1,概率为P概率为1?P （1-8）

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。二进制相移键控信号的典型时间波形如图1-10所示。二进制相移键控信号的调制原理图如图1-11所示。其中图(a)是采用模拟调制的方法产生2PSK信号，图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号。2PSK信号的解调通常都是采用相干解调，解调器原理图如图1-12所示。2PSK信号相干解调各点时间波形如图1-13所示。当恢复的相干载波产生180°倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。

10011tTs图1-10 2PSK信号的时间波形

7

通信原理课程设计

（a）模拟调试方法 （b）键控法

图1-11 2PSK信号的调制原理框图

e2PSK(t)带通滤波器a相乘器c低通滤波器d抽样判决器定时脉冲e输出cos?ctb图1-12 2PSK的解调原理框图

10011atTsbtctdte10011t

图1-13 2PSK信号相干解调时各点时间波形

1.4 正交相移键控(QPSK)

多进制数字相位调制（QPSK）也称多元调相或多相制。他利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进

8

通信原理课程设计

制信息码元。如果载波有2k个相位，它可以代表k位二进制码元的不同码组。

在MPSK信号中，载波相位可取Ｍ个可能值：

?n?因此MPSK信号可表示为

n2?M (n?0,1,...,M?1) (1-9)

uMPSK(t)?Acos(?0t??n)?Acos(?0t?n2?)M (1-10)

假定载波频率ω0是基带数字信号的整数倍

?s?则上式可改写为

2?Ts (1-11)

uMPSK(t)?A?g(t?nTs)cos(?0t??n)n????

?Acos?0t?(cos?n)g(t?nTs)?Asin?0t?(sin?n)g(t?nTs)n???n????? (1-12)

由上式表明，MPSK信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带调幅所得已调波之和。带宽的产生可按类似于双边带正交调制信号的方式实现。

单/双极性变换 相乘电路 cos?0t相干A(t)串/并变换 载波产生 相π/2相移 加电路 s(t)?sin?0t单/双极性变换 相乘电路

图1-14 QPSK的产生框图

由于QPSK信号可以看作是两个正交2PSK信号的叠加，所以用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK信号。相干解调后的两路并行码元a和b，经过并串变换后，成为串行数据输出。此法是一种正交相平解调法，

9

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库通信原理 数字频带通信系统的设计与仿真分析分析(2)在线全文阅读。