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第二章 数字通信原理2．1 概论2．1．1模拟信号与数字信号我们知道：按照信道上传输的是模拟信号还是数字信号，可以将通信分为模拟通信和数字通信两大类。
那么怎样区分模拟信号和数字信号呢？依据是信号的波形特征（时间和幅度两个物理量）。
我们通过下面的图形来说明。
我们看到，图（a ）中的信号波形在时间和幅值上都是连续的，图（b ）中的信号时间上离散，幅值仍然连续，在这里连续的含义是在某一取值范围内可以取无线多个数值。
我们将这种幅值连续的信号称为模拟信号。
图2-1 模拟信号(a) 二进码图2-2 数字信号上图中，信号波形的特点是它的幅值是（-3、-1、1、3）中的一个，取值被限制在有限个数值内，不是连续的，而是离散的。
我们将幅值离散的信号称为数字信号。
由此我们的结论是：区分一个信号是否数字信号是判别它的幅值是否离散。
特别说明的是：对于脉冲幅度调制PAM信号，尽管它在时间上是离散的，但幅度上仍然连续，所以它仍然是模拟信号。
2．1．2数字通信系统模型为了更好地认识数字通信，我们从众多的数字通信系统中总结出如下的模型：图2-3 数字通信系统模型信源把原始信号变换为电信号，如电话机、摄像机、数字终端等。
信源编码的功能即实现模拟信号到数字信号的转换，即模数变换（A/D）。
加密是为了信号在传输中的保密而按一定的算法进行的逻辑运算。
信道编码有两个目的：一是码型变换，因为有些码型不适合在线路上传输，所以在送往信道之前要把它变换成适合传输的码型。
二是纠错编码，数字信号多采用二进制码型，所以很容易由于噪声干扰、信道衰减和波形失真而产生误码。
所以在传输前在有用信号中按一定规律插入一定的冗余位，接收端按规律来检查接收到的信号，就可判别传输时有无误码，若有，可在一定程度上纠正错误或要求发端重发。
调制的作用是将信号从基带搬移到频带。
我们知道，除明线或电缆可直接传输数字基带信号外，其它媒质都工作在较高的频带上，所以要有调制这一环节。
信道是传输信号的媒质。
电路基础原理数字信号的调制与解调数字信号的调制与解调是电路基础原理中的重要概念。
调制是将数字信号转化为模拟信号的过程，解调则是将模拟信号还原为数字信号的过程。
本文将介绍数字信号的调制与解调原理及其应用。
一、调制的基本原理调制是为了将数字信号传输到远距离时，能够克服传输噪声、提高信号质量而进行的一种技术。
数字信号经过调制后，会转化为模拟信号，其特点是连续的波形。
1.频移键控调制(FSK)FSK是一种基本的数字信号调制方式，它通过改变信号的频率来表示不同的数字。
在FSK中，使用两个频率来分别代表二进制的0和1。
2.相移键控调制(PSK)PSK是一种通过改变信号的相位来表示不同的数字的调制方式。
在PSK中，使用不同的相位来表示二进制的0和1。
3.正交幅度调制(QAM)QAM是一种通过改变信号的振幅和相位来表示不同的数字的调制方式。
在QAM中，通过改变信号的振幅和相位的组合来表示多个二进制数字。
二、解调的基本原理解调是将模拟信号还原为数字信号的过程，其目的是还原接收到的信号，以便后续的数字信号处理。
1.频移解调频移解调是将经过FSK调制的信号还原回数字信号的过程。
解调器需要检测接收到的信号的频率，并根据频率的不同判断出二进制的0和1。
2.相移解调相移解调是将经过PSK调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要检测接收到信号的相位，并根据相位的变化来判断出二进制的0和1。
3.幅度解调幅度解调是将经过QAM调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要测量接收到信号的振幅和相位，并根据这些信息来判断出二进制的0和1。
三、调制与解调的应用调制与解调技术广泛应用于通信领域，特别是在无线通信中。
1.无线电广播无线电广播使用调制技术将音频信号转化为无线电信号，并通过无线电波传输到接收器中，然后通过解调技术将无线电信号还原为音频信号。
2.移动通信移动通信中的调制与解调技术被用于将数字信号通过无线电信道传输，以实现声音、图像和数据的无线传输。
信息对抗大作业一、实验目的。
使用 MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk 调制解系统，仿真分析使用信道编码纠错和不使用信道编码时，不同信道噪声比情况下的系统误码率。
二、实验原理。
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
图 1相应的信号波形的示例101数字调相：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，它们应处于" 同相 " 状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。
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。
载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。
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。
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(t)=Acos t+)其中，表示第 n 个符号的绝对相位：=因此，上式可以改写为图 22PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。
第二章数字信号地调制与解调主要讲述地内容：信息传递方式一般分为基带传输与频带传输两种。
基带传输是指无需进行基带频谱搬移就能以基带信号形式传输地方式。
频带传输若将基带信号地频谱搬移到某个载波频带内进行传输地方式。
预备知识2.0微波与卫星通信中地调制, 解调技术地特点与种类2.1时分复用与数字信号地调制与解调2.3相干解调地载波跟踪技术2.4频分复用与模拟信号地调制2.22.0 预备知识2.0.1为什么要调制？1．无线电通信使用空间辐射方式,把信号从发射端传送到接收端。
根据电磁波理论,发射天线尺寸为被发射信号波长地十分之一或更大些,信号才能有效地被发射出去（λ=c/f）。
假如要发射一个300Hz地音频信号（其波长为106m）,则就必须要用100km长地天线,这是无法实现地。
2．另外,大气层对基带信号迅速衰减,对较高频率范围地信号则能传播很远地距离,因此,要通过大气层远距离传送基带信号,就需要极高频率地载波信号来携带被传送地基带信号,这就是调制。
2.0.2调制定理1．调制地概念所谓调制是指用基带信号对载波（通常为余弦或正弦）波形地某些参数（如幅度,相位与频率）进行控制,使这些参数随基带信号地变化而变化。
通常是将调制信号调制到中频（70MHz或140MHz）,然后在频谱搬移到射频（此时不调制）。
2．调制地分类根据调制信号地性质,调制又可分为模拟信号调制与数字信号调制。
模拟信号调制：所调制地基带信号为模拟信号时地调制就是模拟信号调制。
数字信号调制：所调制地基带信号为数字信号时地调制就是数字信号调制。
模拟调制与数字调制地基本区别就在于其基带信号地形式不同。
但是都采用余弦波作为载波信号,由于余弦信号有幅度,相位与频率三种基本参量,因此可以构成调幅,调相与调频三种基本调制方式3．调制定理在通信系统中,常常会遇到基带信号f(t)与余弦信号相乘地情况。
信号地频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上。
概念：上边带：位于ωc之上地部分下边带：位于ωc之下地部分4．解调原理解调也叫检波,其作用就是从接收到地已调波中无失真地恢复出调制信号。
信息对抗大作业一、实验目的。
使用MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk调制解系统，仿真分析使用信道编码纠错和不使用信道编码时，不同信道噪声比情况下的系统误码率。
二、实验原理。
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
图1 相应的信号波形的示例1 0 1数字调相：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，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。
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。
载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。
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。
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(t)=Acos t+)其中，表示第n个符号的绝对相位：=因此，上式可以改写为图2 2PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。
基于MATLAB-Simulink的2PSK仿真摘要:Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
本文主要是以simulink为基础平台，对2PSK信号的仿真。
首先有关通信的绪论，然后文章第一章是课程设计的要求。
第二章是对2PSK信号调制及解调原理的详细说明；第三章是本文的主体也是这个课题所要表现的主要内容2PSK信号的仿真部分，调制和解调都是simulink建模的的方法及参数设置。
本文的主要目的是对simulink的熟悉和对数字通信理论的更加深化和理解。
关键词：2PSK；调制与解调；simulink；目录第一章绪论 (1)1.1通信技术背景 (1)1.2 课程设计的目的 (1)1.3 课程设计的基本任务和要求 (1)1.4 MATLAB/Simulink的简介 (2)第二章 2psk信号的调制与解调原理 (3)2.1数字调制的基本原理 (3)2.2二进制相移键控 (3)第三章实验仿真与结果分析 (7)3.1调制部分 (7)3.1.1 Simulink中2PSK调制的模块框图 (7)3.1.2 各模块参数的设置 (7)3.1.3 调制系统中各模块的波形 (8)3.1.4结果分析 (8)3.2解调部分 (9)3.2.1解调模块框图 (9)3.2.2 各模块参数设置 (9)3.2.3 各模块的波形 (10)3.2.4结果分析 (11)3.3加入高斯白噪声的调制与解调 (11)3.3.1系统框图3-3-1 (11)3.3.2 各模块参数的设置 (11)3.3.3 示波器得到的波形 (13)3.3.4结果分析 (14)第四章结束语 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1通信技术背景通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。
