【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的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機查詢、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行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤及進行出錯原因分析。本設計主要研究數(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。這是因為正弦信號簡單，便于產(chǎn)生和接收。 2 1 緒論 通信技術的歷史和發(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、電視攝像機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，如計算機等各種數(shù)字終端設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、便于加密、易于實現(xiàn)集成化、便于與計算機連接等優(yōu)點。因而，數(shù)字通信更能適應對通信技術的高要求。 遠古時代，遠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。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手段。 1837 年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報標志著電通信的開始。之后，利用電進行通信的研究取得了長足的進步。 1866 年利用海底電纜實現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報通信。 1876 年貝耳發(fā)明了電話，利用電信號實現(xiàn)了語音信號的有線傳遞，使信息 的傳遞變得既迅速又準確，這標志著模擬通信的開始，由于它比 電報更便于交流使用，所以直到 20 世紀前半葉這種采用模擬技術的電話通信技術比電報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)制標志數(shù)字通信的開始。 20世紀 60 年代以后集成電路、電子計算機的出現(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 進入 20 世紀以來，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、電子計算機和光導纖維等現(xiàn)代技術成果的問世，通信技術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。 （ 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現(xiàn)。 （ 3） 光導纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。 （ 4） 電子計算機的出現(xiàn)將通信技術推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計算機的融合，人們將世界變成了地球村。 （ 5） 微電子技術的發(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)代電子技術的發(fā)展，通信技術正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。隨著科學技術的進步，人們對通信的要求越來越高，各種技術會不斷地應用于通信領域，各種新的通信業(yè)務將不斷地被開發(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，有許多值得改進之處。因此，在這些基本的數(shù)字調(diào)制方法基礎上，多年來不斷 研究出新的或改進的調(diào)制方法。實際上，在基本的和先進的調(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。 此外，隨著技術的進步，特別是超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，使得復雜的電路設計得以用少量的幾塊即成電路模塊實現(xiàn)，有些硬件電路的功能還可以用軟件代替實現(xiàn)。因此使得一些較復雜的調(diào)制技術能夠容易地實現(xiàn)并投入使用。這方面的條件使得新的更復雜的調(diào)制體制迅速地不斷涌現(xiàn)。 目前，改進的數(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)的基本原理設計 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)時間之間的關系有關。當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)。當載波的初始相位差 90 度時，即余弦波 改為正弦波時，結果類似。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電路，以選擇輸入信號，開關電路的輸入信號是相位相差 ? 的同頻載波。這兩種方法的復雜程度差不多，并且都可以用數(shù)字 信號處理器實現(xiàn)。 4PSK 的調(diào)制和解調(diào) 四進制絕對相移鍵控 (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，因此每個四進制碼元可以用兩個二進制碼元的組合來表示。兩個二進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 與載波相位的關系入下圖： 表 1 雙比特 ab 與載波相位的關系 四進制信號可等效為兩個正交載波進行雙邊帶調(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)制器構成的。圖中串 /并變換器將輸入的二進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