【数字信号调制】基于matlab GUI数字信号调制系统【含Matlab源码 258期】

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二、数字信号调制系统简介

二进制数字信号调制原理
数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制, 使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。在通信系统中, 作为载波的正弦波有幅度、频率和相位3个参数, 对应的也就有3种基本的调制方式:调幅、调频和调相。由于数字信号不同与模拟信号的特殊性, 在数字载波通信中, 这3种基本的调制方式分别被称为幅移 (ASK) 、频移键控 (FSK) 和相移键控 (PSK) 。调制信号是二进制数字基带信号时, 这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中, 载波的幅度、频率和相位只有两种变化方式。

1 ASK调制
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息, 而其频率和初相位保持不变。二进制幅度键控 (2ASK) 方式是数字调制方式中出现最早也是最简单的一种方法。这种方法最初用于电报系统, 二进制振幅键控常常作为研究其它数字调制方式的基础。2ASK调制信号只有0或1两个电平相乘的, 结果相当于将载频或者关断, 或者接通, 它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时, 传输载波;当调制的数字信号为“0”时, 不传输载波。

2ASK信号的一般表达式为:

其中

2 FSK调制
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中, 载波的频率随二进制基带信号在f1和f0的两个频率点变化。它的实际意义是当调制的数字信号为“1”或“0”时传输f1或f2频率的载波。

其中ω1=2nf1, ω0=2nf0, θn为频率为f1的载波的初始相位, φn为频率为f0的载波的初始相位。令为Dn的反码, 即

则2FSK信号可表示为:

3 PSK调制
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息, 而振幅和频率保持不变。PSK调制时, 载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载波同时开始振荡, 这两个频率同时达到正最大值, 同时达到零值, 同时达到负最大值, 此时它们就处于“同相”状态;如果一个达到正最大值时, 另一个达到负最大值, 则称为“反相”。一般把信号振荡一次 (一周) 作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期, 我们说两个波的相位差180度, 也就是反相。当传输数字信号时, “1”码控制发0度相位, “0”码控制发180度相位。相移键控有很好的抗干扰性, 在有衰落的信道中也能获得很好的效果。

三、部分源代码

四、运行结果

五、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 沈再阳.精通MATLAB信号处理[M].清华大学出版社，2015.
[2]高宝建,彭进业,王琳,潘建寿.信号与系统——使用MATLAB分析与实现[M].清华大学出版社，2020.
[3]王文光,魏少明,任欣.信号处理与系统分析的MATLAB实现[M].电子工业出版社，2018.
[4]曾祥龙,梁清梅,索丽敏.运用MATLAB实现对数字信号调制的仿真[J].黑龙江科技信息. 2009,(32)