0 概述

基带传输信道中的信号是未经过调制的，载波传输信道中的信号是经过调制的。

数字调制是指数字基带信号变化的过程，通过待传输的数字基带信号去控制载波的参量，使之随数字基带信号的变化而变化的过程。数字调制的目的是使基带信号适合于在信道上传输。
数字解调是指把已调信号在接收端变回数字基带信号。

数字调制系统模型如下图所示，与基带传输系统相比增加了调制和解调部分，其余部分基本相同。

1 载波ASK信号的产生

载波ASK信号（也称为载波PAM信号）的波形表示为：

其中f_c为载波频率，A_m是第m个波形的幅度，g(t)是决定传输信号的谱特性的某种脉冲。

在g(t)是如下矩形脉冲的情况下，ASK信号是不带限的。

2 载波ASK信号的解调

带通数字ASK信号的解调可以用相关器来实现，如下图所示。

接收信号为：

其中n(t)是带通噪声过程。

上图中：φ(t)=g(t)cos(2πf_ct)

接收信号与φ(t)做互相关，得到的输出为：

得到A_m+n后，使用与基带PAM信号解调类似的方式（根据欧氏距离判定），检测器即可输出当前认为接收到的信号值。

3 载波ASK信号的仿真

MATLAB程序

仿真载波4-ASK信号通过AWGN信道后的误比特率性能。

clc;
clear;
close all;symbol = 100000;% 每种信噪比下的发送符号数
T = 1;         % 符号周期/s
fs = 100;      % 采样频率/Hz
ts = 1/fs;     % 采样时间间隔
t = 0:ts:T-ts; % 时间矢量
fc = 10;       % 载波频率/Hz
c = sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t);% 载波信号% 绘制载波波形
figure;
subplot(4,1,1);plot(t,-3*c);legend('Amp = -3');axis([-inf inf -5 5]);
subplot(4,1,2);plot(t,-1*c);legend('Amp = -1');axis([-inf inf -5 5]);
subplot(4,1,3);plot(t, 1*c);legend('Amp =  1');axis([-inf inf -5 5]);
subplot(4,1,4);plot(t, 3*c);legend('Amp =  3');axis([-inf inf -5 5]);M = 4;                         % 4-ASK
graycode = [0 1 3 2];           % Gray编码规则
EsN0 = 0:12;                    % 信噪比，Es/N0
snr1 = 10.^(EsN0/10);          % 信噪比转换为线性值
msg  = randi([0 3],1,symbol);   % 消息比特（0 1 2 3 组成的随机序列）
msg1 = graycode(msg+1);         % Gray映射：0 1 2 3 -> 0 1 3 2% 4-ASK调制
msg2 = zeros(1,length(msg1));
for k = 1:length(msg1)if(msg1(k) == 0)msg2(k) = -3;elseif(msg1(k) == 1)msg2(k) = -1;elseif(msg1(k) == 2)msg2(k) = 1;elseif(msg1(k) == 3)msg2(k) = 3;end
end% 载波调制
tx = zeros(1,length(msg2)*length(t));
for k = 1:length(msg2)for p = 1:length(c)tx((k-1)*length(t)+p) = msg2(k)*c(p);% 幅值*载波信号end
endslow = norm(tx).^2/symbol;  % 求每个符号的平均功率bit_error_percent = zeros(1,length(EsN0));
for i = 1:length(EsN0)sigma = sqrt(slow/(2*snr1(i)));             % 根据符号功率求噪声功率rx = tx + sigma*rand(1,length(tx));          % 加入AWGNrx1 = reshape(rx,length(c),length(msg2));  % 把数据变为一个符号是一列的格式r00 = (c * rx1)/length(c);                % 相关器输出，每次求length(c)个连续采样点与rx的互相关% 判决：欧氏距离最接近msg_demodulation = zeros(1,symbol);for k = 1:symbolD0 = abs(r00(k) - (-3));% 计算欧氏距离D1 = abs(r00(k) - (-1));D2 = abs(r00(k) - ( 1));D3 = abs(r00(k) - ( 3));Dis(1,1:4) = [D0 D1 D2 D3];[x,y] = min(Dis);% 求最小值的位置msg_demodulation(k) = y-1;enddecmsg = graycode(msg_demodulation+1);% Gray逆映射bit_error_cnt = 0;for k = 1:symbolif(decmsg(k) ~= msg(k))% 当判定的接收比特与发送比特不一致时，认为判定错误bit_error_cnt = bit_error_cnt + 1;endendbit_error_percent(i) = bit_error_cnt/symbol;
end
figure;
plot(EsN0,bit_error_percent,'-o');
title('载波4-ASK信号误比特率性能');
xlabel('Es/N0');
ylabel('误比特率Pe');
legend('仿真结果');

结果：

4-ASK的四种载波形式

误比特率结果

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通信原理（2）载波传输ASK

数字信号载波传输ASK

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1 载波ASK信号的产生

2 载波ASK信号的解调

3 载波ASK信号的仿真

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