【正文】 )()()1()()1()(222???????? ?????PffTSaTmffmfGPffGPPffPssmsssss設(shè)??? （ 212） 則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度 )(2 fPASK 為 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 15 ? ?? ?? ?)()()0(161)()(161)(41)(22222ccsccscscsA S KffffGfffGffGfffPffPfP??????????????）（ （ 213） 整理后可得 ? ?)(161)()(s i n)()(s i n16)(222ccscscscscsA S KffffTffTffTffTffTfP????????????????????????）（ （ 214） 式（ 214）中用到 21?P ，ss Tf1? 。當(dāng)二進(jìn)制基帶信號(hào)的 “ 1”符號(hào)和“ 0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不存在離散譜。 （第一個(gè)圖是伯努利 方波信號(hào)，第二個(gè)圖是正弦信號(hào)即載波， 第三 個(gè)波形是已調(diào)制的 2ASK 波形 ） 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 21 圖 25： 2ASK解調(diào)各點(diǎn)波形圖 由上圖可以看出第一個(gè)波形圖即是已調(diào)信號(hào)，第二個(gè)波形圖是相干波的波形，第三個(gè)波形則是已調(diào)信號(hào)與相干波相乘后得到的波形，第四個(gè)是通過(guò)低通濾波器得到的波 形，第五個(gè)是經(jīng)過(guò)量化編碼器得到的信號(hào)與原信號(hào)一致。 圖 34：頻率為 f2的低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 2，通帶邊緣頻率為 6rads/sec。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 33 圖 42： Bernoulli BinaryGenerator信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置 伯努利方波信號(hào)是基于采樣的 ， 0 1 等概率出現(xiàn)，抽樣時(shí)間是 1s 。 在 2PSK 系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送符號(hào)概率相等時(shí)，判決器的最佳判決門限 為零，與接收機(jī)輸四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 36 入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。 調(diào)制方式 誤碼率 相干調(diào)節(jié) 非相干調(diào)節(jié) 2ASK 2FSK 2PSK 表 1： 誤碼率公式 由表 1 可以看出，從橫向來(lái)比較，對(duì)同一種數(shù)字調(diào)制信號(hào)，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于采用非相干解調(diào)方式的誤碼率。在硬件試驗(yàn)中改變系統(tǒng)參數(shù)也許意味著重做硬件，而在軟件中只需對(duì)特定參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，同時(shí)利用 Simulink 可視化建模仿真和 MATLAB簡(jiǎn)單編程的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，因此， MATLAB/Simulink 在通信系統(tǒng)仿真方面具有強(qiáng)大的功能和優(yōu)越性。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 唐 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 簡(jiǎn)介 擴(kuò)頻技術(shù)越來(lái)越受歡迎，就連這一領(lǐng)域以外的電器工程師都渴望能夠深入理解這一技術(shù)。從那時(shí)起，這一技術(shù)在有關(guān)惡劣環(huán)境中的收音機(jī)鏈接方面越來(lái)越受歡迎。 上式說(shuō)明，的情況下，在無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)男畔⑺俾?C 不變時(shí)，如果信噪比很低，則可以用足夠?qū)挼膸拋?lái)傳 輸信號(hào)，即使信號(hào)功率密度低于噪音水平。帶寬 (B)是代價(jià)，因?yàn)轭l率是一個(gè)有限的資源。他們獲得 了美國(guó)專利 。相關(guān)理論方程 的性能估算。宋金玲著， 2021 [14]《 Simulink 通信仿真教程》，國(guó)防工業(yè)出版社，李賀冰，袁杰萍，孔俊霞著， 2021 [15]《 MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解》，人民郵電出版社，鄧華著， 2021 [16]《數(shù)字通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，王興亮著，第二版 [17]《 MATLAB 仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，徐明遠(yuǎn)，邵玉斌著， 2021 [18]《 Simulink 通信仿真開發(fā)手冊(cè)》，國(guó)防工業(yè)出版社，孫屹，吳磊著 , 2021 [19]《 MATLAB》仿真在通信 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 39 致 謝 本人的 學(xué)位論文 是在我的導(dǎo)師 唐 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。 2PSK 調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比 低，因此適合衛(wèi)星廣播。 誤碼率比較 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有 2ASK、 2FSK、 2PSK 及 2DPSK，每種數(shù)字調(diào)制方式又有相干解 調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 帶寬比較 碼元寬度為 ST 、速率為 SR 時(shí)，以頻譜包絡(luò)第一零點(diǎn)計(jì)算帶寬 SSA SK TRB22 ?? (31) ssF SK TffRffB22 1212 ?????? （ 32） SSPSK TRB22 ?? （ 33） 因此，從頻帶寬度或頻帶利用率上看 FSK 系統(tǒng)最不可取。和 180176。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 26 圖 31： 頻率為 f1的 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 2，通帶邊緣頻率為 8rads/sec。 圖 22：低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 4，通帶邊緣頻率為 20rads/sec。若以二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)功率譜第一個(gè)零點(diǎn)之間的頻率間隔計(jì)算二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬，則該二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬 FSKB2 為 sFSK fffB 2122 ?? ? （ 219） 其中Ss Tf1? 圖 17:相位不連續(xù)二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的功率譜示意圖 2PSK 的功率譜密度 2PSK 與 2DPSK 信號(hào)有相同的功率譜。 2PSK 信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形如圖 15 所示，當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生 180176。若用 n? 表示第 n 個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位，則有 n? =0176。非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形如圖 11 所示。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 7 圖 4:二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波型圖 圖 5:二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)調(diào)制器原理框圖 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 8 圖 6:二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)解調(diào)器原理框圖圖 7:2ASK 信號(hào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 9 二進(jìn)制移頻鍵控 (2FSK) 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在 1f 和 2f 兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào) (2FSK 信號(hào) )。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控。 （ 4）電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合，人們將世界變成了地球村。 20 世紀(jì) 60 年代以后集成電路、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得數(shù)字通信迅速發(fā)展。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對(duì)通信技術(shù)的越來(lái)越高的要求。 通信技術(shù)，特別是數(shù)字通信技術(shù)近年來(lái)發(fā)展非常迅速，它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于其中的離散模塊， Simulink 可以按照離散模塊的方式進(jìn)行仿真，這個(gè)仿真步長(zhǎng)稱為主步長(zhǎng)?；旌夏K是根據(jù)輸入信號(hào)的類型來(lái)確定信號(hào)類型的，它既能產(chǎn)生連續(xù)輸出信號(hào)，也能夠產(chǎn)生離散輸出信號(hào)。同時(shí)，通過(guò) Simulink 的存儲(chǔ)模塊，仿真數(shù)據(jù)可以方便地以各種形式保存到工作空間或文件夾中，以供用戶在仿真結(jié)束后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。特別是所附帶的 30 多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基 本工具和首選平臺(tái)。它的頻譜效率較高、抗干擾性較強(qiáng)，是數(shù)字衛(wèi)星、數(shù)字微波和有線數(shù)傳中的一種主要調(diào)制方式。 解調(diào) 最常用的解調(diào)方式是相干解調(diào)，它按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：①參考載波與鍵控信號(hào)相乘，得到基帶信號(hào)；②通過(guò)低通濾波器（或積分器）對(duì)此基帶信號(hào)過(guò)濾，以便最大限度地集中信號(hào)能量并濾除噪聲；③對(duì)過(guò)濾后的基帶信號(hào)進(jìn)行采樣和判決，并還原出形狀規(guī)則的數(shù)字信號(hào)脈沖，這個(gè)過(guò)程也稱為信號(hào)再生，適當(dāng)選擇低通濾波器的傳輸特性，使收信端的綜合頻域響應(yīng)和發(fā)送信號(hào)的頻譜滿足共軛匹配關(guān)系，就可以在加性高斯白噪聲信道上獲得最小誤碼性能， 這種解調(diào)稱為最佳相干檢測(cè)。在發(fā)射端需將數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)高頻載波進(jìn)行調(diào)制得到高頻已調(diào)信號(hào)，高頻已調(diào)信號(hào)經(jīng)信道傳輸后，在接收端經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)為數(shù)字基帶信號(hào)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn) 2ASK、 2PSK、 2FSK 調(diào)制解調(diào)過(guò)程的仿真，并分析它們的性能差異。隨著數(shù)字系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的性能和調(diào)制解調(diào)技術(shù)要求也越來(lái)越高。s main tool for munication systems. In chapter 1, this paper introduces the position of the munication system, the use of MATLAB and Simulink module is established. The second chapter indepth analysis of the 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK of demodulation principle theory knowledge, be familiar with the theory, in the third chapter using MATLAB programming and Simulink simulation and research on them. This design mainly realizes 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK demodulation process Simulink, and analyzes the performance of their differences. The last chapter of digital modulation and demodulation made a summary. Key words： MATLAB modem 2ASK 2PSK 2FSK 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán) 使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。載波鍵控是以數(shù)字信號(hào)作為電碼，用它對(duì)正弦載波進(jìn)行控制，使載波的某個(gè)參數(shù)隨電碼變化。二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)在加性高斯白噪聲信道上通過(guò)載波鍵控方式傳輸時(shí)，如果收信端采用最佳相干檢測(cè)并消除碼間干擾，則平均誤碼率 eP 和歸一化信噪比 0/NES 的關(guān)系可以表示為 02121 NEe rfcP se ??? ? （ 11） 式中 SE 為單位碼元的平均信號(hào)能量， 0N 為噪聲譜密度， )(xerfc 為互補(bǔ)誤差函數(shù)， ? 為鍵控波形的互相關(guān)系數(shù)。③八相移相鍵控 (8PSK)、正交部分響應(yīng)調(diào)制 (QPRS)、 16 狀態(tài)和 64 狀態(tài)正交調(diào)幅（ 16QAM 和 64QAM）：這是一些頻譜效率很高、誤碼性能也較好的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它們主要用于中、大容量的數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)。在通信領(lǐng)域 MATLAB更是優(yōu)勢(shì)明顯，因?yàn)橥ㄐ蓬I(lǐng)域中很多問(wèn)題是研究系統(tǒng)性能的，傳統(tǒng)的方法只有構(gòu)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用各種方法進(jìn)行測(cè)量，才能得到所需的數(shù)據(jù)，這