【正文】 endsave_system(39。FKK/AWGN Channel39。endsave_system(39。DPKK/AWGN Channel39。ts = [0 0]。 = 1。致 謝參考文獻(xiàn)[1] （第五版）..[2] ...[3] .[4] .[5] [6] .[7] ，（1）.43~47.[8] (21).118~120.[9] ..普羅克斯，. 現(xiàn)在通信系統(tǒng)——使用MATLAB. 西安交通大學(xué)出版社，2001.附錄附錄[1] 判決模塊S函數(shù)的m文件：function [sys,x0,str,ts] = sfuntmpl(t,x,u,flag)switch flag, case 0, [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes。我們要積極促進(jìn)無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域的科技進(jìn)步、技術(shù)創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)科教興國(guó)戰(zhàn)略，增強(qiáng)中華民族的綜合國(guó)力，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化環(huán)境下的國(guó)際社會(huì)與全人類(lèi)的發(fā)展而積極貢獻(xiàn)力量。近年來(lái)由于放大器設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制方法成為可能。高的頻譜效率要以犧牲一定的功率效率來(lái)獲得。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，調(diào)制技術(shù)一直再更新和完善著，與此同時(shí)，移動(dòng)通信走過(guò)了第一代移動(dòng)通信、第二代移動(dòng)通信并即將進(jìn)入第三代移動(dòng)通信。運(yùn)行程序（具體程序見(jiàn)附錄[2]），得到性能比較的結(jié)果如圖 所示：上圖是2FSK、 2DPSK和 MSK三種模型在傳送1200個(gè)碼元的情況下，誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線(xiàn)，從圖中可以看出，誤碼率隨著信道信噪比的增大而減小，而且，信噪比越大，誤碼率減小得越快。在實(shí)際通信中大多采用相對(duì)移相?？傻孟到y(tǒng)誤碼率， 多頻系統(tǒng)相干檢測(cè)和非相干檢測(cè)得誤碼率曲線(xiàn)下圖： 圖 多進(jìn)制時(shí)的誤碼率曲線(xiàn)從中可見(jiàn)，無(wú)論相干還是非相干，系統(tǒng)誤碼率僅與信噪比r和進(jìn)制數(shù)M有關(guān)。為了降低誤碼率，只有提高發(fā)射功率。星座圖顯示的是傳輸環(huán)境SNR（信噪比）為6 dB時(shí)的圖形。的相位跳變，因而高頻滾降慢，頻帶仍然較寬。圖中/2的延遲電路是為了保證I、Q兩路碼元偏移半個(gè)碼元周期。不同點(diǎn)在于它將同相和正交兩支路的碼流在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)了半個(gè)碼元周期。這里，所謂恒包絡(luò)技術(shù)是指已調(diào)波的包絡(luò)保持為恒定，它與多進(jìn)制調(diào)制是從不同的兩個(gè)角度來(lái)考慮調(diào)制技術(shù)的。其解調(diào)框圖如下，其中并/串變換器的作用于解調(diào)其中的串/并變換器作用相反，它是用來(lái)將上、下支路的并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)的。用調(diào)相法產(chǎn)生的QPSK信號(hào)的組成方框圖如下所示，圖中，串/并變換器將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個(gè)并行的雙極性序列。下面再來(lái)討論QPSK（四相絕對(duì)移相鍵控）。假設(shè)相位值用相位偏移 ,如果 ，則 如果，則表 PSK、DPSK調(diào)制系統(tǒng)相位變化參考相位0110101110絕對(duì)碼2PSK相位0000絕對(duì)移相2DPSK相位0000000相對(duì)移相00100110100相對(duì)碼下面再來(lái)討論2PSK及2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)。此時(shí)，MSK，GMSK的傳輸環(huán)境的信噪比，比FSK還要低3 dB，綜合抗干擾能力、占帶寬度最好的是GMSK、MSK次之，最后是FSK?？梢灾繫SK信號(hào)具有如下特點(diǎn)：（1） 已調(diào)信號(hào)的振幅是恒定的（2） 調(diào)制指數(shù)（3） 以載波相位為基準(zhǔn)的信號(hào)相位在一個(gè)碼元期內(nèi)準(zhǔn)確的線(xiàn)形變化（4） 碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻信號(hào)的相位是連續(xù)的，或者說(shuō)信號(hào)的波形沒(méi)有突跳 在一些通信場(chǎng)合，對(duì)信號(hào)帶外輻射功率的限制是十分嚴(yán)格的，MSK信號(hào)仍不能滿(mǎn)足，于是提出的GMSK。 2FSK 、MSK、GMSK首先說(shuō)明FSK,MSK和GMSK調(diào)制系統(tǒng)的原理。 space中做統(tǒng)一處理（處理程序見(jiàn)附錄[2]），； 2ASK各環(huán)節(jié)波形示意圖，經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)波形在符號(hào)1持續(xù)時(shí)間內(nèi)是載波的波形，在符號(hào)0持續(xù)時(shí)間內(nèi)無(wú)波形，這與式（）是完全吻合的。要做到這一點(diǎn)，將輸入信號(hào)的采樣頻率取為期望的頻率顯示窗最大值的兩倍即可，F(xiàn)requency Range（頻率范圍）選[0...Fs/2]就是這個(gè)道理（Fs就是采樣頻率，亦是采樣時(shí)間的倒數(shù)）。 誤碼計(jì)算儀信號(hào)經(jīng)過(guò)信道后，由于噪聲的干擾，在接收端可能出現(xiàn)誤碼，Simulink中提供了Error Rate Calculation 模塊來(lái)計(jì)算誤碼率，其主要參數(shù)的設(shè)置為：Receive delay：接收延遲，表明在計(jì)算誤碼率時(shí)接收到的信號(hào)比源信號(hào)延遲的碼元數(shù)，便于準(zhǔn)確計(jì)算；Output data：數(shù)據(jù)輸出，將誤碼率、誤碼數(shù)及碼元總數(shù)輸出，有兩個(gè)選項(xiàng)可選擇：Work space 和 Port。因此，我們?cè)诜抡嬷锌梢杂肂ernoulli Binary Generator來(lái)模擬基帶信號(hào)發(fā)生器。在這里，整個(gè)通信系統(tǒng)的流程被概括為：信號(hào)的產(chǎn)生與輸出、編碼與解碼、調(diào)制與解調(diào)、濾波器以及傳輸介質(zhì)的模型。 多進(jìn)制相移鍵控又稱(chēng)為多相制，因?yàn)榛鶐盘?hào)有M種不同的狀態(tài)，所以它的載波相位有M種不同的取值，這些取值一般為等間隔。若兩個(gè)載頻之差|f1 f2|≤fs，則出現(xiàn)單峰。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無(wú)還原出數(shù)字信號(hào)的1和0。2 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)原理數(shù)字調(diào)制可以分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制，多進(jìn)制調(diào)制是二進(jìn)制調(diào)制的推廣，所以本文主要討論二進(jìn)制的調(diào)制與解調(diào)，最后簡(jiǎn)單討論一下多進(jìn)制調(diào)制中的MFSK(M元移頻鍵控)和MPSK(M元移相鍵控)。應(yīng)用Matlab可方便地解決復(fù)雜數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯(cuò)控制技術(shù)和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN網(wǎng)），所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過(guò)渡的趨勢(shì)。本文首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的五種基本調(diào)制解調(diào)方法，然后，運(yùn)用Matlab及附帶的圖形仿真工具 ——Simulink設(shè)計(jì)了這幾種數(shù)字調(diào)制方法的仿真模型。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內(nèi)特性的原因，基帶信號(hào)不適合在各種信道上進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。Matlab仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。用于實(shí)現(xiàn)通信仿真的通信工具包(Communication toolbox,也叫Commlib,通信工具箱)是Matlab語(yǔ)言中的一個(gè)科學(xué)性工具包,提供通信領(lǐng)域中計(jì)算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的功能,可以在Matlab環(huán)境下獨(dú)立使用,也可以配合Simulink使用。 頻移鍵控是利用兩個(gè)不同頻率f1和f2的振蕩源來(lái)代表信號(hào)1和0，用數(shù)字信號(hào)的1和0去控制兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源交替輸出。載波相位和基帶信號(hào)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)制的目的。Toolboxes(其他環(huán)節(jié))。另外，對(duì)Simulink中沒(méi)有的模塊，可運(yùn)用S函數(shù)生成所需的子模塊，并且可以封裝和自定義模塊庫(kù)，以便隨時(shí)調(diào)用。其中，各參數(shù)要滿(mǎn)足以下關(guān)系：Symbol period 1/(Carrier frequency) Input sample time 1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)]Output sample time 1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)] 信道在分析通信系統(tǒng)時(shí)通常選擇高斯噪聲作為系統(tǒng)的噪聲來(lái)考查，因?yàn)檫@種噪聲在現(xiàn)實(shí)中比較常見(jiàn)而且容易分析。正因?yàn)橐〕鲆欢伍L(zhǎng)度為N的數(shù)據(jù)，就需要設(shè)置相應(yīng)長(zhǎng)度的Buffer size（緩存長(zhǎng)度），通常這兩個(gè)長(zhǎng)度是一樣的。Sample and Decide ： Sample and Decide 子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)5. Error Rate Calculation的參數(shù)設(shè)置：位置：Communications Blockset\Comm Sinks 誤碼率計(jì)算的主要參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值Receive delay (接受延遲)2Communication delay (計(jì)算延遲)0Variable name （變量名稱(chēng)）ErrorVecOutput data (輸出數(shù)據(jù))Work space仿真結(jié)果時(shí)域分析設(shè)信息源發(fā)出的是由二進(jìn)制符號(hào)0、1組成的序列，且假定0符號(hào)出現(xiàn)的概率為P，1符號(hào)出現(xiàn)的概率為1P，他們彼此獨(dú)立。 2ASK的功率譜密度為 由式（）可知，2ASK信號(hào)的中心頻譜被搬移到了載波頻率f上。最小移頻鍵控方式MSK是2FSK信號(hào)的改進(jìn)型，二進(jìn)制MSK信號(hào)的表示式可寫(xiě)為 （1）或者其中 ——載波角頻率——碼元寬度——第個(gè)碼元中的信息，其取值為1——第個(gè)碼元的相位常數(shù)，它在時(shí)間中保持不變。位置：DSP Blockset\DSP Sinks 頻譜儀的主要參數(shù)一參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值Buffer size (緩存長(zhǎng)度)1024Buffer overlap (緩存交疊)512FFT length (FFT長(zhǎng)度)1024Number of spectral averages (譜（計(jì)算）平均（點(diǎn)）數(shù))64Scope position (顯示器位置)get(0,’defaultfigureposition’)Frequency units (頻率單位)HertzFrequency range (頻率范圍)[0…Fs/2]Amplitude scaling (幅度刻度)dBInherit sample increment from input (與輸入信號(hào)采樣時(shí)間一致)使能Minimum Ylimit (Y軸最小刻度)50Maximum Ylimit (Y軸最大刻度)30注：Fs=1/=5kHz,Fs/2= (a) (b) (c) (d) 頻譜儀的主要參數(shù)一3. AWGN Channel（加性高斯白噪聲信道）模擬加性高斯白噪聲環(huán)境，使傳輸環(huán)境相同，F(xiàn)SK的信噪比為3dB，其余兩個(gè)為6 dB。這種現(xiàn)象，常稱(chēng)為2PSK方式的“倒”或“反向工作”現(xiàn)象。（2）差分相干解調(diào)法 2DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)方框圖2DPSK的差分相干解調(diào)法，不需要專(zhuān)門(mén)的本地相干載波，將2DPSK信號(hào)延時(shí)一個(gè)碼元間隔后與2DPSK信號(hào)本身相乘，相乘的結(jié)果反映了前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波器后送到抽樣判決器，抽樣判決器抽樣的結(jié)果即為原始數(shù)字信息，不需要差分譯碼。由于正弦和余弦函數(shù)的互補(bǔ)特性，對(duì)應(yīng)于的四種取值，譬如、其幅度與只有兩種取值，即。 調(diào)相法QPSK信號(hào)生成框圖 圖 矢量圖表 QPSK信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系用相位選擇法產(chǎn)生的QPSK信號(hào)的組成框圖如圖 ，四相載波發(fā)生器分別送出調(diào)相所需的四種不同相位的載波。的載波相位跳變。恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)的發(fā)展正是始終圍繞著進(jìn)一步改善已調(diào)波的相位路徑這一中心進(jìn)行的。不會(huì)出現(xiàn)180176。OQPSK克服了QPSK的l80176。位置：DSP Blockset\DSP Sinks 頻譜儀的主要參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值Buffer size (緩存長(zhǎng)度)1024Buffer overlap (緩存交疊)512FFT length (FFT長(zhǎng)度)1024Number of spectral averages (譜（計(jì)算）平均（點(diǎn)）數(shù))64Scope position (顯示器位置)get(0,’defaultfigureposition’)Frequency units (頻率單位)HertzFrequency range (頻率范圍)[Fs/2…Fs/2]Amplitude scaling (幅度刻度)dBInherit sample increment from input (與輸入信號(hào)采樣時(shí)間一致)使能Minimum Ylimit (Y軸最小刻度)30Maximum Ylimit (Y軸最大刻度)15注：Fs=1/=5kHz,Fs/2= (a) (b)(c) 頻譜儀的主要參數(shù)3. DiscreteTime Scatter Diagram (離散時(shí)間星座圖儀)位置 Communications Blockset\Comm Sinks 離散時(shí)間星座圖儀的主要參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值Samples per symbol(每符號(hào)取樣)1Offset(samples)(輸入類(lèi)型)0Points displayed(顯示點(diǎn)數(shù))1000Newt traces per display(每次顯示的新跡)100 離散時(shí)間星座圖儀的主要參數(shù)4. BPSK Modulator Baseband(基帶BPSK調(diào)制器)位置 Communications Blockset\Modulation\Digital Baseband Modulation 基帶BPSK調(diào)制器的主要參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值Phase offset(相位偏置)Pi/4Samples per symbol(每符號(hào)采樣數(shù))16 基帶BPSK調(diào)制器5. QPSK Modulator Baseband(基帶QPSK調(diào)制器)位置 Communications Blockset\Modulation\Digital Baseba