【正文】 制鍵控信號。 coswct Uk + SI π/4DQPSK SSQ Vk sinwct串/并轉(zhuǎn)換差分相位解碼LPFLPF∑ 放大大輸入數(shù)據(jù) 圖 π/4DQPSK 調(diào)制器原理框圖 正交振幅調(diào)制 正交振幅調(diào)制(QAM)是二進制的 PSK、四進制的 QPSK 調(diào)制的進一步推廣，通過相位和振幅的聯(lián)合鍵控，可以得到更高頻譜效率的調(diào)制方式，從而可以使數(shù)據(jù)可以在限定的頻帶內(nèi)以更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。π 的相位跳變，只能產(chǎn)生177。3．高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制GMSK 信號是通過在 FM 調(diào)制器前加入高斯低通濾波器而產(chǎn)生的，如下圖所示輸入數(shù)據(jù)不歸零（NRZ） 調(diào)制指數(shù)為 圖 GMSK 信號的產(chǎn)生原理 GMSK 信號的解調(diào)可以用與 MSK 一樣的正交相干解調(diào)電路。FSK 的輸出信號形式為s(t)=｛cos （w 1t+ 1） an=+1? cos(w2t+ 2) an=1 公式 4(1)當輸入為信號“+1” ，輸出為頻率是 f1 的正弦波；當輸入為空號“1”時，輸出為頻率是 f2 的正弦波。VSB 信號不能采用包絡(luò)檢波，而需采用如下圖所示的相干解調(diào)。（1）濾波法濾波法是產(chǎn)生 SSB 信號最直觀的方法，需要先產(chǎn)生一個雙邊帶信號，然后讓其通過一個邊帶濾波器，將不要的邊帶濾除，就可以得到單邊帶信號。它的時域表示為 SDSB(t)=m(t)coswct 式中，假設(shè) m(t)的平均值為 0。?根據(jù)調(diào)制的定義，幅度調(diào)制信號可以表示為 s(t)=Am(t)coswct 式中：m(t)為基帶調(diào)制信號。角度調(diào)制有頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)。廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（載波調(diào)制） 。單向傳輸只應(yīng)用于無線電尋呼系統(tǒng)，雙向傳輸分為單工、雙工和半雙工三種工作方式?；鶐鬏斚到y(tǒng)是將沒有經(jīng)過調(diào)制的信號直接傳送，帶通傳輸是先對信號加以調(diào)制然后再進行傳輸。在無線信道中，信道可以是自由空間；在有線信道中可以是明線、電纜和光纖。4．信道編碼的目的是增強數(shù)字信號的抗干擾能力。數(shù)字通信設(shè)計主要有信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步以及加密與解密等許多技術(shù)問題。在建模前，最好先根據(jù)需要繪制模型圖。2．Matlab 的工作環(huán)境是對其管理功能的總稱，包括管理工作空間中的變量數(shù)據(jù)輸入、輸出的方式和方法，和開發(fā)、調(diào)試、管理 M 文件的各種工具。采用 Matlab 編寫的程序可以在目前所有的操作系統(tǒng)上運行，不依賴于計算機類型和操作系統(tǒng)類型?，F(xiàn)代通信設(shè)備和通信系統(tǒng)的設(shè)計步驟是：需求分析、方案設(shè)計、建模、仿真實驗、制作芯片、設(shè)備制造和系統(tǒng)集成。目前，衛(wèi)星通信系統(tǒng)多采用 BPSK 和 QPSK 等調(diào)制方式，但這兩種方式在衛(wèi)星通信中容易產(chǎn)生頻譜擴展。亞洲是世界上的蜂窩系統(tǒng)發(fā)展速度最快的地區(qū)，現(xiàn)代蜂窩移動通信系統(tǒng)中，調(diào)制方式主要以 PSK、固定電平 QAM 和可變電平 QAM 為主。在設(shè)計數(shù)字傳輸系統(tǒng)時，調(diào)制技術(shù)作為實現(xiàn)高效通信的關(guān)鍵問題，是通信技術(shù)中研究的重點之一。通過此次的調(diào)制與解調(diào)仿真，使我們對 2ASK、2FSK 、2PSK 調(diào)制與解調(diào)的工作原理以及Simulink 軟件有了比較深刻的認識和了解?，F(xiàn)代通信可以分為模擬通信和數(shù)字通信兩類，與模擬通信相比，數(shù)字通信具有抗干擾能力強、噪聲不積累、傳輸差錯可控、易于集成和加密、便于用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)對數(shù)字信息進行處理、變換和儲存等優(yōu)點，而其缺點相比其優(yōu)點來說則不重要，因此數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來越廣泛。在各種通信系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)環(huán)節(jié)中，軟件仿真已成為必不可少的部分。重點對2ASK、2PSK 、2FSK 進行性能比較，在實際通信系統(tǒng)中，根據(jù)具體情況選擇最合適的調(diào)制方式，進一步促進數(shù)字通信的發(fā)展。應(yīng)用 Matlab＼ Simulink 的計算機仿真具有經(jīng)濟、安全、可靠、編程簡易以及實驗周期短等特點，因此基于 Matlab 的數(shù)字通信系通調(diào)制解調(diào)研究具有重要意義。本課題根據(jù)現(xiàn)代數(shù)字通信發(fā)展具體實際情況，對數(shù)字信號在傳輸過程中的調(diào)制解調(diào)過程利用 Matlab/Simulink 軟件進行設(shè)計和仿真。近幾年，隨著科技與經(jīng)濟的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信在通信方式中也逐漸占有重要地位。視頻廣播（DVB）系統(tǒng)自 1992 年出現(xiàn)以來，如今已普及全球并發(fā)展為 DVBS 系統(tǒng)、 DVBC 系統(tǒng)和 DVBT 系統(tǒng)。受經(jīng)濟條件的限制，許多從事研究與開發(fā)的工程技術(shù)人員不能夠擁有先進的儀器設(shè)備，采用仿真的方法可以在一定程度上克服因缺乏合適的儀器設(shè)備而帶來的問題。MATLAB的編程語句接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其他如 C、 C++、Fortran 等計算機高級語言望塵莫及的。3．Matlab 語法簡單，編程風格接近數(shù)學(xué)語言描述，是數(shù)學(xué)算法開發(fā)和驗證的最佳工具。5．應(yīng)用程序接口 API 是一個函數(shù)庫，讓用戶能夠在 Matlab 環(huán)境中使用 C 程序或 Fortran 程序。 Matlab 與 Simulink 的聯(lián)系我們可以通過 Matlab 命令來打開 Simulink 模型并進行仿真。圖 數(shù)字通信系統(tǒng)模型1．信源的作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始的電信號，模擬信源輸出的是連續(xù)的模擬信號，數(shù)字信源輸出的是離散的數(shù)字信號，模擬信源送出的信號經(jīng)數(shù)字化處理后可變?yōu)閿?shù)字信號。5．數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，將易受信道影響的基帶信號轉(zhuǎn)變成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘枴?．信宿即受信者，它的功能與信源相反，需要把原始電信號還原成與之相應(yīng)的消息。4．根據(jù)傳輸介質(zhì)，通信系統(tǒng)可以分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，作用是在接收端將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。根據(jù)載波是連續(xù)波還是脈沖序列，調(diào)制方式有連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制。數(shù)字調(diào)制可以分為二進制調(diào)制和多進制調(diào)制。 m(t) sm(t) A0 coswct 圖 AM 調(diào)制模型如圖所示，假設(shè)調(diào)制信號 m(t)的平均值為 0，將其疊加一個直流偏量 A0 后與載波相乘，即可形成調(diào)幅信號。因此，DSB 信號需要采用相干解調(diào)來進行解調(diào)。在不太高的載頻時，濾波器不難實現(xiàn)，但當載頻較高時，采用一級調(diào)制直接濾波的方法就不可能實現(xiàn)單邊帶調(diào)制了，這時就需要采用多級 DSB 調(diào)制及邊帶濾波的方法。1．頻率調(diào)制(FM) 頻率調(diào)制指的是瞬時頻率偏移隨著調(diào)制信號 m(t)作成比例的變化，即 d (t)?/dt=Kfm(t) 式中： Kf 為調(diào)頻靈敏度。若 f1 支路的包絡(luò)比 f2 支路的強，則判為“+1” ，否則判為“1” 。1，n=∞～+∞。3．差分四相鍵控(DQPSK)調(diào)制π/4DQPSK 是對 QPSK 信號的特性進行改進的一種調(diào)制方式。第五章 系統(tǒng)設(shè)計與仿真 數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制方式有很多，但在實際應(yīng)用中，數(shù)字基帶信號多為二進制。系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置如圖 所示。Simulink 的組建模型如圖 所示。由于在解調(diào)過程中沒有信道和噪聲，所以誤碼率相對較小，一般是由于碼間串擾或是參數(shù)設(shè)置的問題，可以得出此系統(tǒng)的誤碼率為 。（3）系統(tǒng)仿真及波形。圖 2FSK 信號解調(diào)仿真波形 2PSK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2PSK 信號調(diào)制仿真（1）2PSK 信號系統(tǒng)模型。（3）仿真波形。圖 2PSK 信號解調(diào)波形（4）結(jié)果分析。同時，也掌握了 MATLAB 軟件的使用，學(xué)會了使用 SIMULINK 進行建模仿真，為今后繼續(xù)在有關(guān)方面的學(xué)習和研究打下了很好的基礎(chǔ)。另一方面，外還要合理選擇仿真步長。在此，我要向他們表示衷心的感謝！感謝畢業(yè)設(shè)計的制作期間各位老師對我的論文撰寫的指導(dǎo)和專業(yè)知識的講解。得到了濱州學(xué)院呂鳳杰老師對我通信系統(tǒng)在實際硬件電路中的運行和實現(xiàn)時的指導(dǎo)。系統(tǒng)模型要層次清晰明了，在模型中可以添加一些注釋信息，解釋系統(tǒng)運行的條件和模型中應(yīng)該注意的問題。在實際的通信系統(tǒng)中選擇調(diào)制解調(diào)方式時要考慮很多因素，需要根據(jù)實際情況選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式：當信道存在嚴重的衰落時，因為這時在接收端不容易得到同步解調(diào)所需的相干載波所以這時常采用非相干檢測；當發(fā)射機有嚴格的功率限制時可以考慮采用同步檢測；在抗加性高斯白噪聲方面，應(yīng)該選擇 2PSK 和2DPSK，而 2ASK 最不可??；當要減少誤碼率時，需要選擇相干方式，若同為相干解調(diào)，要首選 2PSK；如果帶寬是主要的要求，則應(yīng)考慮 2PSK、2DPSK 和2ASK，而 2FSK 是最不可取的；如果受資金、環(huán)境等因素的限制，需要考慮到設(shè)備的復(fù)雜性時，則非相干方式比相干方式更為適宜。圖 2PSK 信號調(diào)制系統(tǒng)模型（2）參數(shù)設(shè)置。用兩個反相的載波信號進行調(diào)制，其系統(tǒng)框圖如下圖所示。其中 From File 是 2FSK 信號的調(diào)制模塊，兩個帶通濾波器分別將 2FSK 信號上下分頻為 和 ，再經(jīng)過與載波相乘，經(jīng)1f2過低通濾波后兩路信號相加，再經(jīng)抽樣判決器解調(diào)出原始信號。sine wave 和 sine wave1 是兩個頻率分別為 f1 和 f2 的載波，Pulse Generator 模塊是信號源，NOT 實現(xiàn)方波的反相，經(jīng)相乘器和相加器生成2FSK。主要部件的參數(shù)設(shè)置如圖 所示。設(shè)置完系統(tǒng)的參數(shù)后，就可以進行系統(tǒng)的仿真。Simulink 的組建模型如圖 所示。其原理如下圖所示。OQPSK調(diào)制與 QPSK 調(diào)制類似，不過 OQPSK 在正交支路引入一個比特的時延，使得兩個支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化，而不能像 QPSK 那樣產(chǎn)生177。MSK 信號各支路偶的實際碼元寬度為 2Tb，其對應(yīng)的低通濾波器帶寬減少為原帶寬的 1/2，輸出信噪比比FSK 提高了一倍。1，n=∞～+∞。這樣，它既克服了 DSB 信號占用頻帶寬的缺點，又解決了 SSB 信號實現(xiàn)中的困難。根據(jù)濾波方法的不同，產(chǎn)生 SSB 信號的方法有濾波法和相移法。2．雙邊帶調(diào)制 雙邊帶信號(DSB)是將 AM 調(diào)制模型圖 41 中的直流 A0 去掉，得到的一種高調(diào)制效率的調(diào)制方式。 模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 幅度調(diào)制設(shè)正弦型載波為 c(t)=Acos(wct+ ) 式中：A 為載波幅度；w c 為載波角頻率；?為載波初始相位。幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律相應(yīng)的呈現(xiàn)正比的變化，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單的線性搬移，由于這種搬移是線性的，因此幅度調(diào)制又稱為線性調(diào)制。3．展寬信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，可以實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。無線通信的傳輸方式分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式） 。2．根據(jù)信號是否經(jīng)過調(diào)制，通信系統(tǒng)可以分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。6．信道即傳輸介質(zhì)，是發(fā)送設(shè)備到接受設(shè)備之間信號傳輸所經(jīng)過的媒介。3．在特殊的情況下，需要保證信息的秘密