2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现;另一种可以采用键控法来实现,即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。这两种方法产生2FSK信号的差异在于:有调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的,而键控法产生的2FSK信号,是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续。
2.FSK信号的解调
2FSK信号的常用解调方法是采用如同所示的非相干解调、相干解调和过零检测法。相干解调和非相干解调的原理是:将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行抽样判决。这里的抽样判决时直接比较两路信号抽样值的大小,可以不设置专门的门限。判决规则应与调制规则相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接收时上支路的样值较大,应判为“1”;反之,判为“0”。
带通滤波器ω1 包络检波 抽样判决器 带通滤波器ω2 包络检波
非相干解调
带通滤波器ω1 相乘器 相乘器
相干解调
整流 过零检测法
低通滤波器 抽样判决器 低通滤波器 带通滤波器ω2 限幅 微分 脉冲展宽 低通 过零检测的原理基于2FSK信号的过零点数随不同频率而异,通过过零点数目的多少,从而区分两个不同频率的信号码元。如上图中,2FSK信号经过限幅、微分、
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整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列,这些尖脉冲的密集程度反映了信号的频率高低,尖脉冲的个数就是信号过零点的数。把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲,以增大其直流分量,该直流分量的大小和信号频率的高低成正比。然后经过低通滤波器取出此直流分量,这样就完成了频率—幅度转换,从而根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。
3.FSK相关仿真
FSK的相干和非相干解调、FSK的过零检测流程图如如所示
FSK的调制 非相干解加入高斯白噪声 相干调解 噪声误码率统
的调制 FSK
加入高斯白噪声 过零检测 噪声误码率统计 第二章 PSK
1.PSK产生原理
相移键控是利用载波的相位变换来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此,2PSK信号的时域表达式为:
SBPSKt)=?e0((t) [?ang(t?nTs)]cos?ctnan不同于ASK、 FSKan
, P P ?1?+1
??1,1?P??-1 1-P
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∴e0(t)=
Cosωct (0相) 发“1”时
-cosωt(?相) 发“0”时 )一般为幅度是1、宽度为Tsc的矩形脉冲g(t)一般为幅度是1、宽度为Ts的矩形脉冲BPSK?cosSBPSK)cos??t?cos(?t??),?i?0、?(t)???(tt???cos(、cct??ic),?ii?0c=
2PSK信号的调制原理如图所示
① 相乘法产生
二进制双极NRZ已调信号电平转换器×单极NRZAcos2πfct载波发生器② 数字选相器
载波发生器
~ 0相 选相开关 倒相器 ?相 K e0(t)
S(t)
2.PSK信号的与解调
2PSK信号的解调原理通常采用相干解调法,解调器原理如图所示。 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 抽样判决 8
相干解调
3.PSK相关仿真
PSK的相干解调流程图如图所示:
PSK的调制 加入高斯白噪声 相干解调 噪声误码率统计 第三章 DPSK
1.DPSK产生的原理
在PSK信号中,相位变换是以未调载波的相位变换作为参考基准的。相干解调时,由于载波回复中相位有0, 模糊性,导致解调过程中出现“反向工作”现在,恢复出的数字信号“1”,“0”倒置。为克服此缺点,提出了2DPSK调制方式。
2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变换传递数字信息,又称相对相移键控。假设△Ψ为当前码元与前一码元的载波相位,可定义一种数字信息与△Ψ之间的关系为:
△Ψ= 0 表示数字信息“0” 180 表示数值信息“1” 数字信息与△Ψ之间的关系也可以相反定义。
于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信息的载波相位关系示例如下:
二进制数字信息: 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK信号相位:(0)π 0 0πππ 0 ππ (π)0ππ 0 0 0 π 0 0
也就是说,2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号,而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。
2DPSK信号的产生方法:先对二进制数字基带信号进行差分编码,即转换为相对码,然后再根据相对码进行绝对调相,从而产生二进制差分相移键控。
差分码的编码规则:
bn=bn-1 ?an
式中:?为模2加;bn-1为bn的前一码元,最初的bn-1可任意设定。将产生的相对码进行绝对调相即产生二进制差分相移键
二进制信息 差分编码 × 2DPSK信号 载波发生
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2.DPSK信号的解调
其解调原理是:对2DPSK信号进行相干解调,恢复出相对码,在经码反变换变成绝对码,从而恢复出发送的二进制信息。
差分编码的逆过程称为差分译码,即:
an= bn-1?bn
DPSK信号的解调分方式为两种,一种为相干解调,一种为差分解调。 相干解调:
2DPSK(t) 带通滤波器 相乘LPF 抽样判决 反变换 绝对码 载波 定时脉冲 差分解调:用这种方法不需要专门的相干载波,只需有收到的2DPSK信号延时一
个码元间隔T,然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用,相乘结果反映了前后码元的相位差,经低通滤波器后再进行抽样判决,即可直接恢复出原始数字信息。
2DPSK(t) 带通滤波器 相乘器 LPF 抽样判决 二进制码 延迟T 3.DPSK相关仿真
DPSK的相干和差分解调流程如图所示:
2DPSK调制 加入高斯白噪声 相干解调 误码率统计 2DPSK调制 加入高斯白噪差分解调 误码率统计
第四章 FSK、PSK、DPSK误码率的比较
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