【正文】 AB完成仿真，它由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用 MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括 MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著 MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級， MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近 Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試 系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時地報(bào)告出現(xiàn)的錯誤及進(jìn)行出錯原因分析。本設(shè)計(jì)主要研究數(shù)字通信過程中的調(diào)制解調(diào)過程。從原理上說受調(diào)載波可以是任意的，只要已調(diào)信號適合心動的傳輸就可以了，但是實(shí)際上，大多數(shù)通信系統(tǒng)中，都選擇正弦信號作為載波。這是因?yàn)檎倚盘柡唵?，便于產(chǎn)生和接收。 2 1 緒論 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 通信就是克服距離上的障礙，從一地向另一地傳遞和交換消息。消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和圖像等都是消息（ Message）。消息由模擬消息（如語音、圖像等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。所有消息必須在轉(zhuǎn)換成電信號（通常簡稱為信號）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。所以，信號（ Signal）是傳輸消息的手段，信號是消息的物資載體。 相應(yīng)的信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是連續(xù)的，如電話機(jī)、電視攝像機(jī)輸出的信號就是模擬信號。數(shù)字信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是離散的，如計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備輸出的信號就是數(shù)字信號。 數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力 強(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn)集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對通信技術(shù)的高要求。 遠(yuǎn)古時代，遠(yuǎn)距離的傳遞消息是以書信的形式來完成的，這種通信方式明顯具有傳遞時間長的缺點(diǎn)。為了在盡量短的時間內(nèi)傳遞盡量多的消息，人們不斷地嘗試所能找到的各種最新技術(shù)手段。 1837 年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報(bào)標(biāo)志著電通信的開始。之后，利用電進(jìn)行通信的研究取得了長足的進(jìn)步。 1866 年利用海底電纜實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報(bào)通信。 1876 年貝耳發(fā)明了電話，利用電信號實(shí)現(xiàn)了語音信號的有線傳遞，使信息 的傳遞變得既迅速又準(zhǔn)確，這標(biāo)志著模擬通信的開始，由于它比 電報(bào)更便于交流使用，所以直到 20 世紀(jì)前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信技術(shù)比電報(bào)得到了更為迅速和廣泛的發(fā)展。 1937 年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信的開始。 20世紀(jì) 60 年代以后集成電路、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得數(shù)字通信迅速發(fā)展。在 70 年代末在全球發(fā)展起來的模擬移動電話在 90 年代中期被數(shù)字移動電話所代替，現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視所代替。 3 數(shù)字調(diào)制的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 進(jìn)入 20 世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。特別是在 20 世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，通信技術(shù)在以下幾個不同方向都取得了巨大的成功。 （ 1） 微波中繼通信使長距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實(shí)。 （ 2） 移動通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時隨地可通信的愿望可以實(shí)現(xiàn)。 （ 3） 光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。 （ 4） 電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合，人們將世界變成了地球村。 （ 5） 微電子技術(shù)的發(fā)展，使通信終端的體積越來越小，成本越來越低，范圍越來越廣。例如 2020 年我國的移動 電話用戶首次超過了固定電話用戶。根據(jù)國家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到 2020 年底移動電話用戶近 4億。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對通信的要求越來越高，各種技術(shù)會不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來。到那時人們的生活將越來越離不開通信。 本文中提到的調(diào)制方式 大都是可以實(shí)用的，已經(jīng)采用多年，并且至今仍然被采用著。但是，這些調(diào)制方法還不是很完善，有許多值得改進(jìn)之處。因此，在這些基本的數(shù)字調(diào)制方法基礎(chǔ)上，多年來不斷 研究出新的或改進(jìn)的調(diào)制方法。實(shí)際上，在基本的和先進(jìn)的調(diào)制方法之間并沒有明確的界限。這些方法都是不間斷地發(fā)展出來的，后來者自然比原有者更先進(jìn)。 此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，使得復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)得以用少量的幾塊即成電路模塊實(shí)現(xiàn)，有些硬件電路的功能還可以用軟件代替實(shí)現(xiàn)。因此使得一些較復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)能夠容易地實(shí)現(xiàn)并投入使用。這方面的條件使得新的更復(fù)雜的調(diào)制體制迅速地不斷涌現(xiàn)。 目前，改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式主要有偏置正交相移鍵控， ?/4 正交差分相移鍵控，最小頻移鍵控， 高斯最小頻移鍵控，正交頻分復(fù)用，網(wǎng)格編碼調(diào)制等，這里對最小頻移鍵控作一介紹。 4 2 QPSK 調(diào)制解調(diào)的基本原理設(shè)計(jì) 2PSK 數(shù)字調(diào)制原理 2PSK 信號用載波相位的變化來表征被傳輸信息的狀態(tài)，通常規(guī)定 0 相位載波和 π相位載波分別表示傳“ 1”和傳“ 0”。 2PSK 碼元序列的波形與載頻和碼元持續(xù)時間之間的關(guān)系有關(guān)。當(dāng)一個碼元中包含有整數(shù)個載波周期時，在相鄰碼元的邊界處波形是不連續(xù)的，或者說相位是不連續(xù)的。當(dāng)一個碼元中包含的載波周期數(shù)比整數(shù)個周期多半個周期時，則相位連續(xù)。當(dāng)載波的初始相位差 90 度時，即余弦波 改為正弦波時，結(jié)果類似。以上說明，相鄰碼元的相位是否連續(xù)與相鄰碼元的初始相位是否相同不可混為一談。只有當(dāng)一個碼元中包含有整數(shù)個載波周期時，相鄰碼元邊界處的相位跳變才是由調(diào)制引起的相位變化 [16]。 2PSK 信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。第一種叫相乘法，是用二進(jìn)制基帶不歸零矩形 脈沖信號與載波相乘，得到相位反相的兩種碼元。第二種方法叫選擇法，是用此基帶信號控制一個開關(guān)電路，以選擇輸入信號，開關(guān)電路的輸入信號是相位相差 ? 的同頻載波。這兩種方法的復(fù)雜程度差不多，并且都可以用數(shù)字 信號處理器實(shí)現(xiàn)。 4PSK 的調(diào)制和解調(diào) 四進(jìn)制絕對相移鍵控 (4PSK)直接利用載波的四種不同相位來表示數(shù)字信息。如下 碼變換 相 乘 S（ t） 載波 eo（ t） 雙極性 不歸零 圖 1 2PSK 及 2DPSK 的調(diào)制方框 5 圖 2 4PSK 信號相位 φn 矢量圖 由于每一種相位代表兩個比特信息，因此每個四進(jìn)制碼元可以用兩個二進(jìn)制碼元的組合來表示。兩個二進(jìn)制碼元中的前一比特用 a 來表示，后一比特用 b 表示，則雙比特 ab 與載波相位的關(guān)系入下圖： 表 1 雙比特 ab 與載波相位的關(guān)系 四進(jìn)制信號可等效為兩個正交載波進(jìn)行雙邊帶調(diào)制所得信號之和。這樣，就把數(shù)字調(diào)相和線性調(diào)制聯(lián)系起來，為四相波形的產(chǎn)生提供依據(jù)。 4PSK 信號調(diào)制和解調(diào) （ 1） 4PSK 調(diào)制原理： 4PSK 的調(diào)制方法有正交調(diào)制方式（雙路二相調(diào)制合成法 或直接調(diào)相法）、相位選擇法、插入脈沖法等。這里我們采用正交調(diào)制方式。 4PSK 的正交調(diào)制原理如圖： 雙比特碼元 載波相位（ φn） a b A 方式 B 方式 0 1 1 0 0 0 1 1 0o 90o 180o 270o 225o 315 o 45 o 135 o 參考相位 00 0o 11 180o 01 270o 10 90o 45o 11 135o 01 00 225o 10 315o 參考相位 6 它可以看成是由兩個載波正交的 2PSK 調(diào)制器構(gòu)成的。圖中串 /并變換器將輸入的二進(jìn)制序列分為速度減半的兩個并行雙極性序列 a 和 b（ a,b 碼元在事件上是對齊的），再分別進(jìn)行極性變換，把極性碼變?yōu)殡p極性碼（ 0→ 1， 1→+1 ）然后分別調(diào)制到