【正文】 0，出現(xiàn)了誤碼，由誤碼計算儀的計算數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)在傳送 40個碼元的情況下誤碼率為 ， 這是一個理論上和現(xiàn)實中都可以接受的值。 和 2FSK 一樣我們也用 Simulink 通信工具箱提供的現(xiàn)成 DPSK 調(diào)制解調(diào)模塊來構(gòu)建仿真模型，并由 M 文件編制程序?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一處理。原因同 2ASK分析。因此，設(shè)計 2FSK 仿真模型時，只需根據(jù)圖 所示框圖，利用 Simulink 通信工具箱中中的 FSK 調(diào)制解調(diào)模塊及信號源與信道即可。對圖 中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)做 1024 點快速傅立葉可得頻域波形，如圖 所示： 圖 2ASK 各環(huán)節(jié)頻譜圖 從圖 中可以看到，源信號中心頻率經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率上，這與公式（ ）是相符的。最后經(jīng)過解調(diào)和抽樣判決出來的信號與源信號波形大體一致，只是有兩個碼元的延遲，這說明如果 將 Error Rate Calculation 的 Receive delay 參數(shù)設(shè)置為 2，則此模型最后的誤碼率為 0。判決模塊是一個由 M 文件編寫的 S 函數(shù)， S 函數(shù)是 Simulnk 中用以功能擴(kuò)展的一個功能，用 S 函數(shù)可以自己編制 Simulink 庫中沒有的 Simulink 模塊，從而使 Simulink 的功能大大加強(qiáng)，本模型中使用的判決模塊就是這樣一個應(yīng)用，其 M 文件詳見 附件 [8]。另外，還可將示波器的數(shù)據(jù)輸出到Work space 中存儲，以便對仿真結(jié)果做進(jìn)一步處理，比如將各個環(huán)節(jié)的基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 8 波形對比顯示和做頻域變換等。仿真時可以用該模塊模擬現(xiàn)實中的信道，該模塊的主要參數(shù)有： Initial seed：控制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的參數(shù)，要求不小于 30，且與前面信號源中的 Initial seed設(shè)置不同的值； Es/No (dB)：信號每個符號的能量與噪聲的功率譜密度的比值； SNR (dB)： 信號功率與噪聲功率的比值； 注： Es/No (dB) 和 SNR (dB)是表征信號與噪聲關(guān)系的兩種方法，在一次仿真中只能選擇其中一個。雖然不同的調(diào)制模塊，參數(shù)設(shè)置有所不同，但很多參數(shù)在各種調(diào)制中是一致的，下面我們以 DPSK 調(diào)制模塊為例介紹一下調(diào)制模塊的參數(shù)及其設(shè)置，其余模塊將在下面仿真模型的建立過程中詳細(xì)介紹。在現(xiàn)實中，對受信者而言，發(fā)送端的信號是不可預(yù)測的隨機(jī)信號。根據(jù)所需仿真的通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 (或數(shù)學(xué)表達(dá)式 )，用戶只要從上述各個模型庫中找出所需的模塊 ,用鼠標(biāo)器拖到模型窗口中組合在一起 ,并設(shè)定好各個模塊參數(shù) , 就可方便地進(jìn)行動態(tài)仿真 .從輸出模塊可實時看到仿真結(jié)果 ,如時域波形圖、頻譜圖等。Toolboxes 中還提供了用于通信系統(tǒng)分析設(shè)計和仿真的專業(yè)化模型庫 CommTbxLibrary。對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真時，我們并不關(guān)心基帶信號的碼型，因此，我們在仿真的時候可以給數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)直接輸入數(shù)字基帶信號，不用在經(jīng)過編 碼器?，F(xiàn)實中用得最多的一種調(diào)制方式是多進(jìn)制相移鍵控（ MPSK）。載波相位和基帶信號有一一對應(yīng)的關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)制的目的。對二進(jìn)制的頻移鍵控調(diào)制方式，其有效帶寬為 B=2xF+2Fb,xF是二進(jìn)制基帶信號的帶寬也是 FSK信號的最大頻 偏，由于數(shù)字信號的帶寬即 Fb值大，所以二進(jìn)制頻移鍵控的信號帶寬 B較大，頻帶利用率小。載波在數(shù)字 信號 1或 0的控制下通或斷，在信號為 1的狀態(tài)載波接通，此時傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號為 0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時傳輸信道上無載波傳送。因此， Matlab 在通信系 統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用，本文也選用該工具對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。Simulink 為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口 ,它與傳統(tǒng)的 仿真軟件包用差分方程和微分方程建模相比 ,更直觀、方便和靈活。 Matlab 的編程功能簡單 ,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 2 2 Matlab 在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用 隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加 ,傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗等分析設(shè)計方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要 ,通信系統(tǒng)計算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性 .。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)制；分析與仿真； Matlab；Simulink 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 III Abstract In this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2FSK, 2DPSK and MSK, have been pared, as well as paring the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. Keywords:Digital， modulation， analysis， simulation， MATLAB，SIMULINK. 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 IV 目錄 摘要 II Abstract III 目錄 IV 前言 1 . 數(shù)字調(diào)制的意義 1 Matlab在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用 2 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)原理 3 . 2ASK調(diào)制與解調(diào) 3 2FSK調(diào)制與解調(diào) 3 2PSK調(diào)制與解調(diào) 4 . 多進(jìn)制調(diào)制與解調(diào) 4 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿 真設(shè)計 5 5 仿真框圖 5 信號源仿真及參數(shù)設(shè)置 6 調(diào)制解調(diào)模塊 6 信道 7 誤碼計算儀 7 示波器 7 8 2ASK 8 2FSK 13 . 2DPSK 18 2MSK 20 MDPSK 25 數(shù)字調(diào)制的性能比較 26 26 仿真模型性能與理論性能比較 27 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 V 總結(jié) 28 致謝 參考文獻(xiàn) … 29 附 件 30 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 1 前言 數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號對載波的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化。成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 作者姓名： 專業(yè)名稱： 電子信息工程系 指導(dǎo)教師： 黃 靜 講師 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 II 摘要 數(shù)字調(diào)制是通信系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)之一，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑。最后 ，在仿真的基礎(chǔ)上分析比較了各種調(diào)制方法的性能，并通過比較仿真模型與理論計算的性能，證明了仿真模型的可行性。為了進(jìn)行長途傳輸，必 須對數(shù)字信號進(jìn)行載波調(diào)制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。通過對調(diào)制系統(tǒng)的仿真， 我們可以更加直觀的了解數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能及影響性能的因素，從而便于改進(jìn)系統(tǒng)，獲得更佳的傳輸性能。 Matlab 是一種交互式的、以矩陣為 基礎(chǔ)的軟件開發(fā)環(huán)境 ,它用于科學(xué)和工程的計算與可視化。 Simulink 支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng) ,也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng) 。另外， Matlab 的圖形界面功能 GUI（ Graphical User Interface）能為仿真系統(tǒng)生成一個人機(jī)交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。下面是這幾種調(diào)制方式的相關(guān)原理 二進(jìn)制幅度鍵控（ 2ASK） 幅度鍵控可以通過乘法器和開關(guān)電路來實現(xiàn)。 二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK） 頻移鍵控是利用兩個不同頻率 f1和 f2的振蕩源來代表信號 1和 0，用數(shù)字信號的 1和 0去控 制兩個獨立的振蕩源交替輸出。 二進(jìn)制相移鍵控（ 2PSK） 在相移鍵控中，載波相位受數(shù)字基帶 信號的控制，如在二進(jìn)制基帶信號中為 0時，載波相位為 0或 π，為 1時載波相位為 π或 0。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制載 波參數(shù)有 M種不同的取值，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制比二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制有兩個突出的優(yōu)點：一是有于多進(jìn)制數(shù)字信號含有更多的信息使頻帶利用率更高；二是在相同的信息速率下持續(xù)時間長，可以提高碼元的能量，從而減小由于信道特性引起的碼間干擾。