【正文】 用SIMULINK進(jìn)行建模和仿真時，一般是從SIMULINK模塊庫中的模塊出發(fā)，通過組合各種模塊來完成模塊的設(shè)計。通信系統(tǒng)仿真環(huán)境可以稱為軟件試驗(yàn)板，它可以使用戶在很短的時間內(nèi)建立整個通信系統(tǒng)模型，并對它進(jìn)行仿真，計算機(jī)通信系統(tǒng)仿真環(huán)境是介于手工分析與電路試驗(yàn)板的一種系統(tǒng)的設(shè)計方法。3 仿真的實(shí)現(xiàn)與分析 信源在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，一個最簡單的通信系統(tǒng)是由信源、信道和信宿構(gòu)成的。鋸齒波信號由Repeating Sequence(重復(fù)序列)模塊產(chǎn)生。 模擬調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制是載頻信號的幅度、頻率或相位隨著欲傳輸?shù)哪M輸入信號的變化而相應(yīng)地發(fā)生變化的調(diào)制方式，它包括幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種。幅度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號作線性變化的過程。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。圖33 AM調(diào)制模型若為確知信號，則AM信號的頻譜為： (35)其典型波形和頻譜如圖34所示。上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像[9]。其關(guān)鍵是必須在已調(diào)信號的接收端產(chǎn)生與信號載波同頻同相的本地載波。而高頻載波信號的幅度隨著基帶信號幅度的改變呈線性變化。將其與正弦波信號做比較，觀察仿真后的圖形是否有變化。其時域和頻域表示式分別為 (38) (39)因此DSB信號的頻譜含有兩個邊帶，即上、下邊帶。調(diào)制方法如下，不加直流電壓，直接調(diào)制載波。從圖313頻域波形分析后得出，低頻頻譜經(jīng)調(diào)制后，可以得到以載頻為中心的雙邊帶頻譜信號。但是，這要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性，對濾波器的設(shè)計和制作很困難[11]。圖316 SSB信號仿真原理圖表34 SSB AM Modulator Passband（單邊帶頻帶幅度調(diào)制器）模塊的參數(shù)模塊名稱 SSB AM Modulator Passband位置 Communications Blockset\Modulation\Analog Passband Modulation參數(shù)名稱參數(shù)值Carrier frequency200Initial phase0Bandwidth of the input signal(Hz)10Time delay for Hilbert transform filter(s)Sample time(s)表35 SSB AM Demodulator Passband（單邊帶頻帶幅度解調(diào)器）模塊的參數(shù)模塊名稱 SSB AM Demodulator Passband位置 Communications Blockset\Modulation\Analog Passband Modulation參數(shù)名稱參數(shù)值Carrier frequency200Lowpass filter numerator[ ]*.01Lowpass filter denominator[1 .4936]Sample time顯示的仿真信號的時域波形圖如圖317所示：圖317 SSB信號時域波形圖如圖317所示基帶信號的波形是正弦波，經(jīng)過調(diào)制后，頻率低的信號成為包絡(luò)，而頻率高的載波信號則隨基帶信號幅度的變化而變化。通過模擬仿真這三種幅度調(diào)制信號，可以了解這三種調(diào)制各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。SSB信號的實(shí)現(xiàn)比AM、DSB要復(fù)雜的多，但是SSB調(diào)制載波傳輸時，不僅可以節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的帶寬為，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。圖319 頻帶頻率調(diào)制的系統(tǒng)仿真框圖表36 FM Modulator Passband(頻帶頻率調(diào)制器)的主要參數(shù)模塊名稱 FM Modulator Passband位置 Communications Blockset\Modulation\Analog Passband Modulation參數(shù)名稱參數(shù)值Carrier Frequency(Hz) 10Initial phase(rad) 0Modulation constant1SampleSymbol intervalInf表37 Analog Filter Design(模擬濾波器設(shè)計)模塊的主要參數(shù)模塊名稱 Analog Filter Design位置 DSP Blockset\Filtering\Filter Designs參數(shù)名稱參數(shù)值Design method(設(shè)計方法)Butterworth(巴特沃斯)Filter typeLowpassFilter order8Passband edge frequency(rad/ses)30顯示的仿真信號形圖如圖320所示：圖320 頻帶頻率調(diào)制的系統(tǒng)仿真圖圖320所示基帶信號經(jīng)過頻帶頻率調(diào)制器對輸入的實(shí)信號實(shí)施調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制信號。調(diào)制原理是用信號的幅度去調(diào)制載波的相位，由頻帶相位解調(diào)器對輸入的頻帶相位調(diào)制信號中解調(diào)出原始的信息序列。頻分復(fù)用是一種按頻率來劃分信道的復(fù)用技術(shù)。圖323 頻分多址通信系統(tǒng)的仿真模型下圖顯示的是三路信號合成后仿真信號圖形： 圖324 頻分復(fù)用三路信號混合后的時域圖圖325 頻分復(fù)用原始正弦信號與解調(diào)出來的信號圖326 頻分復(fù)用原始方波信號與解調(diào)出來的信號圖327 頻分復(fù)用原始鋸齒波信號與解調(diào)出來的信號由上圖可以看出，三路信號首先進(jìn)入各自的調(diào)制模塊，在Sum中合成一路信號。通常把原始信源轉(zhuǎn)換過來，未經(jīng)調(diào)制的信號稱為基帶信號，它所占據(jù)的頻帶基本上從零頻開始，例如PCM、信號[15]。眼圖是指利用實(shí)驗(yàn)的方法估計和改善傳輸系統(tǒng)性能時在示波器上觀察到的一種圖形。圖328 數(shù)字信號的基帶傳輸模型圖329 數(shù)字信號的功率譜密度從圖中可以看出，數(shù)字信號的功率譜密度是連續(xù)的,由圖可以計算出信號的功率?！把劬Α睆埖脑酱?，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越??；反之表示碼間串?dāng)_越大。眼圖的“眼睛”張開的越大，且眼圖越端正，觀察到的眼圖的軌跡越清晰。在數(shù)字調(diào)制過程中，語音信號首先通過一個量化編碼器，把連續(xù)的語音信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號，然后再對數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制。圖332 抽樣過程設(shè)時間連續(xù)信號，其最高截止頻率為如果用時間間隔為的開關(guān)信號對進(jìn)行抽樣，則 就可被樣值信號來唯一地表示。 差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)增量調(diào)制()是在PCM 方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的另一種模擬信號數(shù)字化的方法。因而，其編/譯碼設(shè)備通常要比PCM的簡單。 時分復(fù)用時分復(fù)用(TDM)是采用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號，也能達(dá)到多路傳輸?shù)哪康摹Ｃ恳粫r間片由復(fù)用的一個信號單獨(dú)占用,在規(guī)定的時間內(nèi),多個數(shù)字信號都可按要求傳輸?shù)竭_(dá),從而也實(shí)現(xiàn)了一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號[20]。數(shù)字信號的調(diào)制與解凋是實(shí)現(xiàn)頻帶傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。頻移鍵控就是數(shù)字信號的頻率調(diào)制，是利用已調(diào)波的頻率變化去攜帶信息，而載波的幅度和相位不變[21]。二進(jìn)制振幅鍵控記為2ASK，是調(diào)制技術(shù)的一種常用方式。原理如下圖所示，一般載波信號用余弦信號，而調(diào)制信號是把數(shù)字序列轉(zhuǎn)換成單極性的基帶矩形脈沖序列，而這個通斷鍵控的作用就是把這個輸出與載波相乘，就可以把頻譜搬移到載波頻率的附近，實(shí)現(xiàn)2ASK。但是ASK傳輸技術(shù)受噪聲影響很大，噪聲電壓和信號一起改變了振幅。FSK是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)起來較容易，抗噪聲與抗衰減的性能較好。但其實(shí)現(xiàn)起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。這種因?yàn)楸镜貐⒖驾d波倒相，而在接收端發(fā)生錯誤恢復(fù)的現(xiàn)象稱為“倒π”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。再將二者的誤碼率相比較，可以看出BPSK信號的誤碼率較好( )。MSK信號的特點(diǎn)是信號的振幅恒定，信號的頻率偏移是。MSK信號可表示為 (317)式中，表示載波角載頻；表示頻偏；為碼元寬度；表示第k個碼元的起始相位，它在一個碼元寬度中是不變的；是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。由于濾波形成的高斯脈沖包絡(luò)無陡峭的邊沿，亦無拐點(diǎn)，所以經(jīng)調(diào)制后的已調(diào)波相位路徑在MSK的基礎(chǔ)上進(jìn)一步得到平滑，它把MSK信號的相位路徑的尖角平滑掉了，因此頻譜特性優(yōu)于MSK[25]。在兩個相鄰的頻率跳變的碼元之間，其相位通常是不連續(xù)的。圖349 MSK和GMSK眼圖下面是MSK信號和GMSK信號的頻譜圖：圖350 MSK信號和GMSK信號頻譜圖由圖可以看出，MSK信號的功率譜緊湊，頻率偏移較小。而GMSK信號的相位突變相對MSK信號相位較平滑，使得在碼元轉(zhuǎn)換點(diǎn)相位連續(xù)，沒有尖角。MSK信號雖然具有頻譜特性和誤碼率性能較好的特點(diǎn)，然而，在一些通信場合，例如在移動通信中，MSK所占的帶寬較寬。總 結(jié)本論文主要是通過MATLAB中的SIMULINK來研究數(shù)字通信的仿真系統(tǒng)。頻分復(fù)用是一種按頻率來劃分信道的復(fù)用技術(shù)。最后對數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)字信號的傳輸可分為基帶傳輸和頻帶傳輸兩種方式。知識固然得到了鞏固和提高，但我相信在實(shí)踐中的切身體會將會使我在以后的工作和學(xué)習(xí)中終身受用。在將來的學(xué)習(xí)中，我必定繼續(xù)深入的研究和改進(jìn)。時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，畢業(yè)論文的完成也隨之進(jìn)入了尾