【正文】 function sys=mdlOutputs(t,x,u) if u=。 =1。 case 3, sys=mdlOutputs(t,x,u)。) ylabel(39。)。FKK39。 %計(jì)算理論值 end x=1:8。,39。) %畫圖 title(39。MKK39。 sim(39。FKK39。 sim(39。DPKK39。%給信道置數(shù) sim(39。))。) r=ErrorVec4(1)。 subplot(4,2,6)。) n2=1024。 xlabel(39。 xlabel(39。 t4=ScopeData3(:,1)。m_dpsk39。符號(hào)誤差率 = %d\n39。經(jīng)過高斯信道后的頻譜 39。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 37 s=fft(y3,n2)。) figure n1=1024。) subplot(2,2,3)。 subplot(2,2,1)。 t1=ScopeData(:,1)。 uiwait(msgbox(w,39。 s=fft(y4,n1)。 plot(f2,abs(fftshift(s))),%axis([400 400 0 300]) xlabel(39。 s=fft(y1,n1)。 xlabel(39。 xlabel(39。 t2=ScopeData1(:,1)。,39。 plot(f2,abs(fftshift(s))),%axis([400 400 0 300]) xlabel(39。) f2=(n2/2:1:n2/21)。 plot(f1,abs(fftshift(s))),%axis([30 30 0 7]) xlabel(39。) subplot(4,2,7)。) subplot(4,2,3)。 t3=ScopeData2(:,1)。抽樣判決后的頻譜 39。相干解調(diào)后的頻譜 39。 f2=(n2/2:1:n2/21)。抽樣判決后的波形 39。調(diào)制后的波形 39。 stairs(t3,y3),axis([0 20 ]),grid。 plot(t1,y1),grid。 y3=ScopeData(:,2)。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 30 附 件 1 2ASK 仿真結(jié)果處理程序 附 件 [1]2ASK仿真結(jié)果處理程序 function ask1() sim(39。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 28 總 結(jié) 數(shù) 字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展日新月異，如今在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分是經(jīng)過改進(jìn)的， 性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式， ASK， FSK， PSK等的研究仍然具有很重大的意義，因此，我們選擇了這幾種調(diào)制方式做仿真研究。 調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制性能是指誤碼率與信道信噪比之間的關(guān)系，因此，我們需要連續(xù)改變信道的信噪比，然后獲得相應(yīng)的誤碼率，在做出兩者的關(guān)系曲線。 仿真結(jié)果頻域分析 各環(huán)節(jié)頻域?qū)Ρ葓D如圖 所示 圖 各環(huán)節(jié)頻域?qū)Ρ葓D 從上圖可以看出，與其他調(diào)制方法相比， MSK信號(hào)的頻譜比較緊湊，在主瓣之外，頻譜旁瓣的下降非常迅速。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 19 將圖 中各示波器數(shù)據(jù)做統(tǒng)一處理，得到各環(huán)節(jié)時(shí)域頻域?qū)Ρ葓D如圖 所示，仿真結(jié)果處理程序見 附件 [3] 圖 2DPSK 各環(huán)節(jié)時(shí)域頻域波形 從上圖可以看出，調(diào)制后的信號(hào)波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的，即相位相差 180度，這與式（ ）一致。 另外，源信號(hào)波形與解調(diào)后信號(hào)波形只是在時(shí)間上有 3個(gè)單位的延遲，如果將 Error Rate Calculation的 Receive delay參數(shù)設(shè)置為 3，則此模型最后的誤碼率為 0。 2ASK 的功率譜密度為 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 12 由式（ ）可知， 2ASK 信號(hào)的中心頻譜被搬移到了載波頻率 f 上。 主要模塊參數(shù)設(shè)置如下： 1． Bernoulli Binary Generator的參數(shù)設(shè)置為： Probability of a zero ： Initial seed ： 67 Sample time： 1 2. 載波頻率設(shè)為： 50（可調(diào)） 3. Sample and Decide 模塊是一個(gè)子系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由抽樣和判決兩部分組成，其中，抽樣由同步?jīng)_激信號(hào)（ Sychronizing signal）完成，其參數(shù) period（ sec）設(shè)置和信號(hào)源的參數(shù) Sample time 保持一致。 Simulink 中提供了帶有加性高斯白噪聲的信道： AWGN Channe。 根據(jù) Simulink 提供的仿真模塊，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真可以簡化成如圖 所示的模型： 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 6 圖 3. 2 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真框圖 信號(hào)源仿真及參數(shù)設(shè)置 Simulink通信工具箱中的 Comm Sources/Data Sources提供了數(shù)字信號(hào)源 Bernoulli Binary Generator，這是一個(gè)按 Bernoulli分布提供隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的通用信號(hào)發(fā)生器。特別是在 Blocksetsamp。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(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是有于多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)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(shí)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。 二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK） 頻移鍵控是利用兩個(gè)不同頻率 f1和 f2的振蕩源來代表信號(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。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(gè)人機(jī)交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。 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(jì)算與可視化。為了進(jìn)行長途傳輸，必 須對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。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。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)。 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)。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。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(hào)的帶寬也是 FSK信號(hào)的最大頻 偏，由于數(shù)字信號(hào)的帶寬即 Fb值大，所以二進(jìn)制頻移鍵控的信號(hào)帶寬 B較大，頻帶利用率小?，F(xiàn)實(shí)中用得最多的一種調(diào)制方式是多進(jìn)制相移鍵控（ MPSK）。Toolboxes 中還提供了用于通信系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和仿真的專業(yè)化模型庫 CommTbxLibrary。在現(xiàn)實(shí)中，對受信者而言，發(fā)送端的信號(hào)是不可預(yù)測的隨機(jī)信號(hào)。仿真時(shí)可以用該模塊模擬現(xiàn)實(shí)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(hào)源中的 Initial seed設(shè)置不同的值； Es/No (dB)：信號(hào)每個(gè)符號(hào)的能量與噪聲的功率譜密度的比值； SNR (dB)： 信號(hào)功率與噪聲功率的比值； 注： Es/No (dB) 和 SNR (dB)是表征信號(hào)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(gè)。判決模塊是一個(gè)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(gè)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(gè)應(yīng)用，其 M 文件詳見 附件 [8]。對圖 中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)做 1024 點(diǎn)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(hào)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。原因同 2ASK分析。解調(diào)后的時(shí)域波形和源信號(hào)相比，不僅有一個(gè)碼元的延遲，而且第一個(gè)碼元由 1變成了 0，出現(xiàn)了誤碼，由誤碼計(jì)算儀的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)在傳送 40個(gè)碼元的情況下誤碼率為 ， 這是一個(gè)理論上和現(xiàn)實(shí)中都可以接受的值。這說明 MSK信號(hào)的功率主要包含在主瓣之內(nèi)。 這里我們比較 2FSK、 2DPSK和 MSK三種模型的調(diào)制性能，因?yàn)椋?2ASK在現(xiàn)實(shí)中用的很少，討論它的性能的意義不大。仿真這幾種理論已經(jīng)很成熟的數(shù)字調(diào)制方式，一方面，可以更容易將仿真結(jié)果與成熟的理論進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證仿真的合理性；另一方面，也可以以此為基礎(chǔ)將仿真系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展，使其成為仿真更多的數(shù)字調(diào)制方式的模板。dm39。 t5=ScopeData1(:,1)。 xlabel(39。 title(39。) subplot(3,2,3)。) figure(2) n1=1024。 s=fft(y5,n2)。) s=fft(y1,n2)。) 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 32 附 件 2 2FSK 仿真結(jié)果處理程序 附 件 [2] 2FSK仿真結(jié)果處理程序 function bfsk2() sim(39。 y3=ScopeData2(:,2)。 plot(t2,y2),grid。 stairs(t4,y4),axis([0 20 1/2 3/2]),grid。源信號(hào)頻譜 39。 s=fft(y3,n2)。調(diào)制后的頻譜 39。modal39。 y2=ScopeData1(:,2)。源信號(hào) 39。經(jīng)過高斯信道后的波形 39。 subplot(4,2,2)。調(diào)制后的頻譜 39。 subplot(4,2,8)。符號(hào)誤差率 39。 y1=ScopeData(:,2)。 stairs(t1,y1),axis([0 20 1/2 3/2]),grid。 plot(t4,y4),grid。 f1=(n1/2:1:n1/21)。 subplot(2,2,2)。) f2=(n1/2:1:n1/21)。,r)。)。 y4=ScopeData3(:,2)。調(diào)制后的波形 39。相干解調(diào)后 的波形 39。 f2=(n2/2:1:n2/21)。 plot(f2,abs(fftshift(s))),%axis([400 400 0 300]) xlabel(39。 w=sprintf(39。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 40 附 件 6 各種 仿真 模型性能比較 程序 附 件 [6] 各仿真模型性能比較程序 x=1:11。DPKK39。)。FKK39。)。MKK39。)。各調(diào)制模型性能比較 39。2DPSK39。 FKK for i=1:8 A=x(i)。)。 semilogy(r,theo_err_prb,x,y3,39。ErrorVec39。 case{1,2,4, 9}, sys=[]。 = 1。 sys=1。 ts = [0 0]。 = 1。 基于 MATLAB 的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真 42 附 件 8 判決模塊 S 函數(shù)的 m 文件 附 件 [8] 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