【正文】 rom a demodulated signal. dmod Digital passband modulator. dmodce Digital baseband modulator. modmap Map a digital signal to an analog signal. qaskdeco Demap a message from a QASK square signal constellation. qaskenco Map a message to a QASK square signal constellation. Special Filters（特殊濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)） hank2sys Convert a Hankel matrix to a linear system model. hilbiir Hilbert transform IIR filter design. rcosflt Filter the input signal using a raised cosine filter. rcosine Design raised cosine filter. LowerLevel Functions for Special Filters（設(shè)計(jì)特殊濾波器的下級(jí)函數(shù)） rcosfir Design a raised cosine FIR filter. 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 rcosiir Design a raised cosine IIR filter. Channel Functions（信道函數(shù)） awgn Add white Gaussian noise to a signal. Galois Field Computations（有限域估計(jì)函數(shù)） gf Create a Galois array. gfhelp Provide a list of operators that are patible with Galois arrays. convmtx Convolution matrix of Galois field vector. cosets Produce cyclotomic cosets for a Galois field. dftmtx Discrete Fourier transform matrix in a Galois field. gftable Generate a file to accelerate Galois field putations. isprimitive Check whether a polynomial over a Galois field is primitive. minpoly Find the minimal polynomial for a Galois element. primpoly Find primitive polynomials for a Galois field. Utilities（實(shí)用工具函數(shù)） bi2de Convert binary vectors to decimal numbers. de2bi Convert decimal numbers to binary numbers. erf Error function. erfc Complementary error function. istrellis Check if the input is a valid trellis structure. marcumq Generalized Marcum Q function. mask2shift Convert mask vector to shift for a shift register configuration. oct2dec Convert octal numbers to decimal numbers. poly2trellis Convert convolutional code polynomial to trellis description. shift2mask Convert shift to mask vector for a shift register configuration. vec2mat Convert a vector into a matrix. 用戶可以通過(guò)不同的方式查詢工具箱中的函數(shù)。要繼續(xù)查詢?cè)摵瘮?shù)的更詳細(xì)的幫助信息可以在命令敞口中輸入命 令： help amodce 這時(shí)，即可以得到有關(guān)函數(shù) amodce的更詳細(xì)的幫助信息： AMODCE Analog baseband modulator. Y = AMODCE(X, Fs, METHOD...) outputs the plex envelope of 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 the modulation of the message signal X. The sample frequency of X and Y is Fs (Hz). For information about METHOD and subsequent parameters, and about using a specific modulation technique, type one of these mands at the MATLAB prompt: FOR DETAILS, TYPE MODULATION TECHNIQUE amodce amdsbtc % Amplitude modulation, double sideband % with transmission carrier amodce amdsbsc % Amplitude modulation, double sideband % suppressed carrier amodce amssb % Amplitude modulation, single sideband % suppressed carrier amodce qam % Quadrature amplitude modulation amodce fm % Frequency modulation amodce pm % Phase modulation 小結(jié) 本章介紹了 Matlab通信工具箱中的主要模塊，利用它們可以對(duì)通信領(lǐng)域進(jìn)行研究 、開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真。然而，當(dāng)兩個(gè)人 之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，聲音無(wú)法經(jīng)歷長(zhǎng)距離的傳輸而被另一個(gè)人聽(tīng)到。 信源和信宿也被看作是通信系統(tǒng)的組成部分之一。 發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。 噪聲源不是人為假設(shè)的設(shè)備，而是信道中的噪聲及分布在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。 信源發(fā)出的消息可以分為兩類：一類稱為連續(xù)消息；另一類稱為離散消息。傳遞消息，各種消息都需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電信號(hào) 的參量攜帶著模擬消息，則該參量必將是連續(xù)取值的，稱這樣的信號(hào)為模擬信號(hào)。這樣的信號(hào)就稱為數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)中需要兩種變換。經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)，有三個(gè)基本特征：一是攜帶有效 信息；二是適合在信道 中傳輸；三是信號(hào)的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠(yuǎn)離零頻。 模擬通信系統(tǒng)模型可由圖 ，如圖 。模擬通信系統(tǒng)的接收端包括信號(hào)濾波器組和信號(hào)解調(diào)兩部分。第二，數(shù)字基帶信號(hào)傳輸時(shí)，由于信道噪聲或干擾所造成的差錯(cuò)，原則上是可以控 制的。第四，為了只傳送有用的消息需要將原始信號(hào)中的無(wú)用部分去掉，為此在發(fā)送端需要增加一個(gè)信源編碼器，而在接收端相應(yīng)地需要一個(gè)信源譯碼器。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)一般可用圖 。例如：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，它的模型就不包括所有模塊。信源編碼過(guò)程用數(shù)字信號(hào)來(lái)代替模擬信號(hào)；數(shù)據(jù)壓縮過(guò)程則將原始消息轉(zhuǎn)換成壓縮了的信息，是信息中攜帶的比特?cái)?shù)比壓縮前少，接收端可以通過(guò)數(shù)據(jù)解壓縮過(guò)程壓縮過(guò)的信息中恢復(fù)出原始的消息；差錯(cuò)控制編碼過(guò)程則給信息增加冗余的差錯(cuò)檢驗(yàn)和差錯(cuò)糾正比特，接收端可以利用這些多余的比特信息來(lái)檢驗(yàn)傳送中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，或糾正其中部分錯(cuò)誤；數(shù)字調(diào)制過(guò)程可以用數(shù)字信息映射為模擬信息，并使用高頻信號(hào)來(lái)攜帶該模擬信息。圖 。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過(guò)模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到噪聲的干擾，必然會(huì)發(fā)生波形畸變，接收端對(duì)其進(jìn)行抽樣判決，以辨別是兩個(gè)狀態(tài)中的哪一個(gè)。 （ 2）差錯(cuò)可控。 （ 5）易于加密處理，且保密性強(qiáng)?？紤]到現(xiàn)有大量的模擬通信系統(tǒng)這一事實(shí)，目前還常常需要利用它來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)。不過(guò)，隨著新的寬帶傳輸信道（如光導(dǎo)纖維）的采用、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)字通信在今后的通信方式中必將 逐步 取代模擬通信而占主導(dǎo)地位。采用脈碼調(diào)制的模擬信號(hào)數(shù)字傳輸系統(tǒng)如圖 。因此，該定理就為模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸提供了理論基礎(chǔ)。抽樣是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號(hào)變換成時(shí)間離散的信號(hào)，而量化則是將取值連續(xù)的抽樣變成取值離散的抽樣。 非均勻量化 非均勻量化的方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。 μ壓縮律 ? ??。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮率是 μ壓縮律和 A壓縮律。均勻量化的每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在 各 區(qū)間的中點(diǎn)。這樣一來(lái)，抽樣值必須被劃分成 M 個(gè)離散電平，此 電平被稱為量化電平 [5]。 抽樣定理告訴我們，如果對(duì)某一個(gè)帶寬有限的時(shí)間連續(xù)信號(hào) (模擬信號(hào) )進(jìn)行抽樣，且 抽樣速率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，那么根據(jù)這些抽樣值就能夠準(zhǔn)確地確定原信號(hào)。 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第五章 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸研究及其仿真 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸模型及抽樣定理 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸模型 通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，如果我們?cè)诎l(fā)送端的信息源中包括一個(gè)模 /數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，在接 收端包含一個(gè)數(shù) /模轉(zhuǎn)換裝置，則可以在數(shù)字系統(tǒng)中傳輸模擬信號(hào)。如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)可以通過(guò)模擬電話線傳輸，但這時(shí)必須使用調(diào)制解調(diào)器（ Modem）將數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行正弦調(diào)制，以適應(yīng)模擬信道的傳輸特性。以電話為例，一路模擬電話通常只占用 4KHz帶寬，而一路傳輸質(zhì)量相同的數(shù)字電話則可能占用 20— 60KHz的帶寬。 數(shù)據(jù)解 壓縮 差錯(cuò)控 制譯碼 濾波器 解調(diào) 信源譯碼 信道 信宿 數(shù)據(jù) 壓縮 差錯(cuò)控 制編碼 多址 接入 其它信號(hào) 數(shù)字 調(diào)制 信源編碼 信源 信道 圖 數(shù)字通信系統(tǒng)接收設(shè)備組成框圖 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 3）易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、加工、變換、存儲(chǔ)，從而形成智能網(wǎng)。而模擬通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖沁B續(xù)變化的模擬信號(hào)，它要求接收機(jī)能夠高度保真地重現(xiàn)信號(hào)波形，如果模擬信號(hào)疊加上噪 聲后，即使噪聲很小，也很難消除它。其優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）抗干擾能力強(qiáng)。它會(huì)給信號(hào)帶來(lái)噪聲、衰落、相位漂移和干擾等影響。 圖 數(shù)字 通信系統(tǒng)發(fā)送設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖 理論上，接收是發(fā)送的逆過(guò)程。 （ a） （ b） 圖 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信息源 信道 編碼器 加密器 信源 編碼器 調(diào)制器 信道 解調(diào)器 解密器 信源 譯碼器 噪聲 受 信 者 信道 譯碼器 信息源 受信者 噪聲源 接收 濾波器 信道 基帶信號(hào) 形成器 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 數(shù) 字通信系統(tǒng)中，消息用數(shù)字信號(hào)來(lái)代替。當(dāng)然，實(shí)際上的數(shù)字通信系統(tǒng)并非一定要如圖 所有的模塊。不然，會(huì)因收發(fā)節(jié)拍不一致而造成混亂，使接收性能變壞。為此在發(fā)送端需增加一個(gè)信道編碼器，而在接收端相應(yīng)地需要一個(gè)信道譯碼器。因此與模擬通信系統(tǒng)相比數(shù)字通信系統(tǒng)有許多特點(diǎn)。 圖 模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)的發(fā)送端包括信號(hào)調(diào)制和多址接入兩部分。原始電信號(hào)又稱基帶信號(hào)，其基本特征是：頻譜從零頻附近開(kāi)始，如語(yǔ)音信號(hào)為 300～ 3400Hz，圖像信號(hào)為 0～ 6MHz。由于原始電信號(hào)通常具有很低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸，因此常常需要有第二種變換：將原始電信號(hào)變換成其頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換。按照