数字调制系统6.1基本概念6.1.1数字调制系统在实际通信中，许多信道不适合传送基带信号（例如包括天线在内的无线信道等）。在这些信道中必须利用频带信号传送信息。利用频带信号传送数字消息的系统称作数字调制系统。数字调制系统中利用由数字消息变换而来的数字基带信号控制载波信号的某个或某些参数形成已调信号。通常载波信号为正弦型信号，它有三个参数：幅度、频率和相位。这个控制过程就称作调制。对应的有：数字幅度调制又称振幅键控（ASK）；数字频率调制又称移频键控（FSK）；数字相位调制又称移相键控（PSK）三种基本数字调制方式。此外，还有改进型的和复合的数字调制方式。用于控制载波参数的数字基带信号称作调制信号；被调制了的载波信号称作已调信号。数字调制可分为二进制（二元）数字调制和多进制（多元）数字调制。如果载波的参数取两种值就是二进制调制，如果取值数大于248（例如，，，16等）就是多进制调制。6.1.2二进制数字调制1.二进制振幅键控（2ASK）第页1已调信号表示式：e0(t)=∑ang(t-nTs)cosωctn其中：an为第n个信息码元a=0,概率为Pn1，概率为1-Pg(t)为码元波形，一般常用的为不归零矩形脉冲，波形如下图所示：gt1t0Ts令st=∑angt-nTs为基带调制信号，n已调信号可以表示为：e0t=stcosωct令Psf为st的功率谱密度，可以证明e0t的功率谱密度PEf等于：第页21Pf=Pf+f+Pf-fE4scscPsf0f-fsfsPfE0f-fcfc2ASK已调信号带宽是基带调制信号两倍，等于2f，其中1sfs=Ts2.二进制移频键控（2FSK)已调信号表达式e0t=∑angt-nTscosω1t+ϕn+n+∑1-angt-nTscosω2t+θnn由上式可见2FSK信号可以看作是载波ω1和ω2的2ASK信号的和。因此其功率谱密度第页3是两个不同载波频率2ASK信号功率谱的和（ϕn和θn相互独立）。2FSK信号的带宽：2∆f=f-f+2FSK21Ts3.2PSK和2DPSK已调信号表示式：e0t=∑2an-1gt-nTscosωctn1,概率为Pa=n0,概率为1-P对于2PSK,an为信息码（绝对码）对于2DPSK,an为差分码（相对码）2PSK信号还可表示为：e0t=∑gt-nTscosωct+ϕnn其中：0,概率为Pϕ=nπ,概率为1-P为第n个码元期间载波的相位。2DPSK:第页4e0t=∑gt-nTscosωct+ϕnn0,当an=1时，A方式：∆ϕn=ϕn-ϕn-1=π，当an=0时，π/2,当an=1时，B方式：∆ϕn=-π/2，当an=0时.1当Pa=1=Pa=0=时，nn22PSK信号中无载波分量cosωct2PSK和2DPSK的信号的带宽为：2∆f2PSK==2fsTs6.1.3二进制数字已调信号的解调1.2ASK信号的解调包络解调（非相干解调）框图如下：Vthet1包络2比0BPFa^检波判nt=nTs1e0t=A∑angt-nTscosωctn0概率为Pa=n1概率为1-P第页52yt=A∑angt-nTsn抽样比较判决规则：^ynTs≥Vth,判an=1^ynTs<Vth,判an=02ASK相干解调框图：Vth比e0t123^BPFLPFan判2cosωctt=nTs本地相干载波1e0t=A∑angt-nTscosωctn22e0t×2cosωct=A∑angt-nTs×2cosωctn=A∑angt-nTs1+cos2ωctn3yt=A∑angt-nTsn第页6比较判决规则：^ynTs≥Vth,判an=1,ynT<V判a^=0.sth,n2.2FSK信号的解调非相干解调框图如下：1包络2BPF1检波etω10^t=nTs比an3包络4BPF2检波ω21A∑angt-nTscosω1tn2y1(t)=A∑angt-nTsn3A∑1-angt-nTscosω2tn4y2t=A∑1-angt-nTsn比较判决规则：第页7^y1nTs≥y2nTs;判an=1^y1nTs<y2nTs;判an=02FSK信号的相干解调框图：32LPF1比a^cosω1tt=nTsne0tLPF45cosω2t