【正文】 )。project1_339。 正文 25 附錄 2 BFSK 在三種傳輸信道中的傳輸性能分析 的 M 文件如下 ： % x 表示信噪比 x=0:15。 在寫論文期間，還要感謝我的幾個好朋友，他們替我分擔(dān)了好多的任務(wù)，他們幫我搜集資料，找參考書，和我一起探討論文問題，我們互相學(xué)習(xí)，互相進(jìn)步，在探討過程中我學(xué)到了好多的東西。雖然信噪比是研究 信號調(diào)制 性能 分析非常重要的參量，它對信號調(diào)制系統(tǒng)的影響是很大，但還可以拓寬思路，結(jié)合信號調(diào)制 系統(tǒng)的其他重要參量，設(shè)計仿真模型，對系統(tǒng)性能進(jìn)行更全面的分析。 GMSK 基帶調(diào)制信號首先通過一個 AWGN Channel(加性高斯白噪聲信道模塊 )，然后由 GMSK Demodulator Baseband(GMSK 基帶解調(diào)器模塊 )對其實施解調(diào)，得到二進(jìn)制解調(diào)信號，最后由 Error Rate Calculation(誤碼率統(tǒng)計模塊 )統(tǒng)計 GMSK 調(diào)制信號的誤碼率。加密用于空中接口，由 SIM 卡和網(wǎng)絡(luò) AUC 的密鑰決定。由于每個信道傳輸帶寬增加，使同頻 復(fù)用栽干比要求降低至 9dB，故 GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可以縮小到 4/12或 3/9甚至更小（模擬系統(tǒng)為 7/21） ；加上半速率話音編碼的引入和自動話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使 GSM 系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比 TACS 系統(tǒng)高 3～ 5 倍。從圖中可以看出，隨著信道的信噪比的增加， GMSK 調(diào)制信號的誤碼率也越來越低。高斯低通濾波器的作用是使基帶方 波的“棱角”加以圓滑。在 QAM 調(diào)制的仿真模型中，信源、信道和信宿都與 PA M 仿真模型保持一致，這樣便于在相同條件下比較兩種調(diào)制方式的性能。本仿真模型將考察這兩種調(diào)制方式的抗噪聲性能。高斯最小頻移鍵控 (GMSK)就是針對上述要求提出來的 [1819]。因此高階星座圖的可靠性比低階要差。 類似與其他數(shù)字調(diào)制方式， QAM 發(fā)射信號集 可以用 星座圖方便地表示。通常，按基帶信號改變脈沖參數(shù) (幅度、寬度、時間位置 )的不同，把脈沖調(diào)制又分為脈幅調(diào)制 (PAM)、脈寬調(diào)制 (PDM)和脈位調(diào)制 (PPM)等。 因此，調(diào)制對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有著很大的影響和作用。 信號解調(diào)是信號調(diào)制過程的逆過程， 其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。在移動通信中，瑞利衰落是不可以避免的，因此需要 采取其它措施來提高通信系統(tǒng)的性能。它的輸入信號是標(biāo) 量 形式或幀格式的復(fù)信號，輸入信號被延遲一定時間之后形成多徑信號，這些多徑信號分別乘以相應(yīng)的增益，迭加之后就形成了瑞利衰落信號。 設(shè)信 息源發(fā)出的由二進(jìn)制符號0,1 組成的序列，且假定 0 符號出現(xiàn)的概率為 P,1 符號出現(xiàn)的概率為 1P，它們彼此獨立。窄帶噪聲包絡(luò)為瑞利分布，相位為均勻分布。 高斯白噪聲是分析信道加性噪聲的理想模型，通信中的主要噪聲源 熱噪聲就屬于這類噪聲。 噪聲主要分為加性噪聲和乘性噪聲。 瑞利衰落信道是移動通信中相當(dāng)重要的衰落信道，它在很大程度上影響著移正文 7 動通信系統(tǒng)的 質(zhì)量 。這種模型假設(shè)信號通過無線信道之后，其信號幅度是隨機(jī)的，即 “ 衰落 ” ，并 且其包絡(luò)服從 瑞利分布 。反映在時域，如信道時延、抖動，尚有電平波動和非線性等。加性高斯白噪聲 （ AWGN） 是一種常見的噪聲，它存在于各種傳輸媒介中，包括有線信道和無線信道。 Simulink 是 MATLAB 提供的用于動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的工具包。 仿真分析 仿真分析是一個信號調(diào)制仿真流程中的最后一個步驟。例如，我們可以設(shè)定改造后系統(tǒng)或新系統(tǒng)在達(dá)到系統(tǒng)最大容量時的誤幀率等等。 仿真建模 仿真建模是根據(jù)實際信號調(diào)制建立仿真模型的過程，它是整個信號調(diào)制仿真過程中的一個關(guān)鍵步驟，因為仿真模型的好壞直接影響著仿真結(jié)果的真實性和可靠性。這樣尖銳對立的兩個方面的要求，只有通過使用強大的計算機(jī)輔助分析設(shè)計技術(shù)和工具才能實現(xiàn)。 (2)軟件實驗更有助于我們 較為全面地研究信號調(diào)制。用基于仿真的方法來估計性能時，系統(tǒng)可以用任何所期待的細(xì)節(jié) (主觀的，當(dāng)然有一定局限 )來模擬。 與一般的仿真過程類似，在對信號調(diào)制實施仿真之前，首先需要研究信號調(diào)制的特性，通過歸納和抽象建立信號調(diào)制的仿真模型。 實際的信號調(diào)制是一個功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，對這個系統(tǒng)做出的任何改變 (如改變某個參數(shù)的設(shè)置、改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等 )都可能影響到整個系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定。 信號調(diào)制仿真問題的提出、研究價值及研究現(xiàn)狀 信號調(diào)制仿真問題的提出 信號調(diào)制的性能可以用基于公式的計算方法、波形級仿真或通過硬件樣機(jī)研究和測量來估計得到。在軟件實驗中我們也是這樣做，只不過所有信號調(diào)制模塊及信號調(diào)制儀表的功能都是用程序來實現(xiàn)的，信號調(diào)制的全過程在計算機(jī)中仿真運行。計算機(jī)正文 3 輔助技術(shù)基本上有兩大類 [5]，一是基于公式的方法，用計算機(jī)計算復(fù)雜的公式；二是用計算機(jī)仿真系統(tǒng)的 信號波形，即波形級仿真。在模型的設(shè)計過程，對模型設(shè)計的目的、具體的結(jié)構(gòu)組成、仿真流程以及仿真結(jié)果都給出了具體詳實的說明和分析。一般情況下，信號調(diào)制模型是一個隨機(jī)動態(tài)系統(tǒng)。需要強調(diào)的一點是，仿真過程中使用的輸入數(shù)據(jù)必須具有一定的代表性，即能夠從各個角度顯著地改變仿真輸出信號的數(shù)值。 MATLAB 與 Simulink 簡介 正文 5 MATLAB 的名稱源自 Matrix Laboratory，它是一種科學(xué)計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。信號調(diào)制仿真的設(shè)計目標(biāo)是使接收端能夠毫無差別地再現(xiàn)發(fā)送端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。前者如有線信道、微波與衛(wèi)星信道等，后者如無線系統(tǒng)的短波和超短波散射信道 。 下面我們來介紹兩個非常重要的衰落信道。若信道中存在一主要分量，例如直射信號（ LoS），則信道響應(yīng)的包絡(luò)服從萊斯分布，對應(yīng)的信道模型為萊斯衰落信道。當(dāng)發(fā)送端和接收端既存在視距傳播路徑，又有多條反射路徑時，它們之間的信道可以利用 Simulink 中的倫琴衰落信道模塊和多徑瑞利衰落信道模塊的組合來進(jìn)行仿真。 但是，白噪聲作為一個很有用的數(shù)學(xué)抽象，可以使問題的分析大大簡化。 高斯隨機(jī)過程的一維統(tǒng)計特性只取決于均值和方差，二維統(tǒng)計特性主要取決于自協(xié)方差或自相關(guān)函數(shù)。以正弦波作為載波的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式。 各模塊的參數(shù)設(shè)置見附錄 1。當(dāng)信號的信噪比低于 6dB 時，倫琴信道的誤比特率甚至優(yōu)于只存在加性高斯白噪聲的信道。 4 信號調(diào)制研究及其仿真 信號調(diào)制的概念 所謂調(diào)制，就是把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)囊环N過程 。為了獲得較高的輻射效率，天線的尺寸必須與發(fā)射信號的波長相比擬。 正文 12 圖 41 脈沖振幅調(diào)制 設(shè)脈沖載波以 s(t)表示，它是由脈寬為τ秒、重復(fù)同期為 秒的矩形脈沖串組成， 其中 是按抽樣定理確定的，即有 秒。因而，研究窄帶脈沖作為脈沖載波的 PAM 方式，將具有實際意義。常見的 QAM 形式有 16QAM、64QAM、 256QAM 等。 (2)高斯最小頻移鍵控 (GMSK)信號 MSK 調(diào)制方式的突出優(yōu)點是信號具有恒定的振幅及信號的功率譜在主瓣以外衰減較快。 GMSK 信號的解調(diào)與MSK 信號完全相同。 PAM 基帶調(diào)制器模塊產(chǎn)生的基帶調(diào)制信號經(jīng)過 AWGN Channel(加性高斯白噪聲信道模塊 )后由 MPAM Demodulator Baseband (PAM 基 帶 解 調(diào) 器 模 塊 ) 進(jìn) 行 解 調(diào) 。當(dāng)然，相數(shù)Mary number 對二者的抗噪性能也有一定的影響。目前， 中國移動 、 中國聯(lián)通各擁有一個 GSM 網(wǎng)，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)。 技術(shù)特點 : ① 頻譜效率 。 ⑤ 安全性。漫游是移動通信的重要特征，它標(biāo)志著用戶可以從一個網(wǎng)絡(luò)自動進(jìn)入另一個網(wǎng)絡(luò)。 ③在今后的研究，設(shè)計仿真模型時，可利用多種仿真軟件，發(fā)揮各種軟件的特長，使得系統(tǒng)仿真效果更精確。 正文 20 致 謝 從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。 論文已經(jīng)寫完了，可是我的路還很長，感謝文理的老師一直以來對我 的 關(guān)懷和鼓勵，感謝文理給了我一個上大學(xué)的機(jī)會，如果沒有文理，我想我還是一個高中生，一個永遠(yuǎn)也成熟不了 的青果。 % BFSK調(diào)制信號每個符號的抽樣個數(shù) SamplesPerSymbol=2。SNR(dB)39。 BFSK 在 瑞利衰落信道和倫琴衰落信道 中的傳輸性能分析 M 文件也基本相同， 。 end % 繪制 x和 y的關(guān)系曲線圖，縱坐標(biāo)采用對數(shù)坐標(biāo) semilogy(x， y)。 %信源產(chǎn)生信號的比特率等于 10kbit/s BitRate=10000。 還有在寫論文的過程中我學(xué)會了很多以前沒有接觸 過的 word 技巧，也使我對 word 有了更深的認(rèn)識的。但還有其他仿真性能優(yōu)異的仿真軟件，比如在數(shù)字通信系統(tǒng)中常用的 SystemView，它在數(shù)字通信系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。 ② 在設(shè)計仿真模型時，主要是針對當(dāng)前系統(tǒng)的信噪比發(fā)生 變化時，系統(tǒng)性能變化狀況。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP 或 TUP 等。 ④ 開放的接口。在這個仿真模型中， Samples Per Symbol 分別設(shè)置為 1 和 2。 仿真結(jié)構(gòu)圖如圖 46 所示。從圖可以看出，這兩種調(diào)制方式的誤碼率是比較相近的，而 PAM 的抗噪聲性能略優(yōu)于 QAM。 Error Rate Calculation(誤碼率統(tǒng)計模塊 )對原始信號和解調(diào)信號進(jìn)行比較，統(tǒng)計得到 PAM調(diào)制的誤碼率。 高斯低通濾波器必須滿足一定的要求 :帶寬窄，且是銳截止的 ； 具有較低的過脈沖響應(yīng) ； 能保持輸出脈沖的面積不變。 最小頻移鍵控 (MSK)信號是由滿足正交條件且頻偏指數(shù) h=1/2 的兩個載波構(gòu)成的 CPFSK 信號，帶寬 BMSK=2Rb+f1f2=2Rb+1/2Rb=。星座點經(jīng)常采用水平和垂直方向等間距的正交網(wǎng)格配置，當(dāng)然也有其他的配置方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的 ，則前面所說的抽樣定理，就是脈沖振幅調(diào)制的原理。另外，根據(jù)調(diào)制信號是否存在載波還可以把模擬調(diào)制方式分為 基帶調(diào)制和頻帶調(diào)制，其