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減少了一半，因此它已成為目前短波通信中的一種重要的調(diào)制方式。AM 信號(hào)的頻譜由載頻分量、上邊帶和下邊帶三部分組成，上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像，它的帶寬是基帶信號(hào)帶寬fH 的 2 倍，B=2f H。最常用的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。 5．按通信設(shè)備額工作頻率或波長(zhǎng)不同，可以分為長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信、紅外線通信等。這些調(diào)制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的種類。Matlab 提供了許多途徑用于與 Simulink 的數(shù)據(jù)交互，從而實(shí)現(xiàn) Matlab 編程與Simulink 模型相結(jié)合的綜合仿真，使仿真更為人性化，滿足使用者的不同需求 [6]。此外，Matlab 還有計(jì)算精度高，繪圖功能強(qiáng)大，具有串口操作、聲音輸入/輸出等硬件操控能力，執(zhí)行效率比其他語(yǔ)言高等特點(diǎn)。電子與通信領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)技術(shù)有著密切的聯(lián)系，因此計(jì)算機(jī)仿真可以用于大部分電子工程、現(xiàn)代通信技術(shù)和通信系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究工作，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)和通信系統(tǒng)研究的主要手段。我國(guó)的同步通信衛(wèi)星是在 1984 年 4 月升空并投入使用。ASK 是一種應(yīng)用最早的基本調(diào)制方式，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，頻譜利用率較高，但它也是受噪聲影響最大的調(diào)制技術(shù)，抗噪聲性能差。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題 目 基于 Matlab 的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)研究 系 （院） 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系專 業(yè) 通信工程班 級(jí) 2022 級(jí) 2 班學(xué)生姓名 李發(fā)學(xué) 號(hào) 2022110310指導(dǎo)教師 譚雪霏職 稱 講師二〇一二年五月二十日基于 Matlab 的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)研究摘 要當(dāng)今，隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是數(shù)字通信的快速普及，使得通信技術(shù)日新月異。2FSK 在數(shù)字通信中應(yīng)用較為廣泛，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，不受信道參數(shù)變化的影響，但其占用頻帶較寬，頻帶利用率較低。由于衛(wèi)星通信具有非線性特性，以 BOSK、QPSK、OQPSK、π/4QPSK 為主的恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。本質(zhì)上，只要能構(gòu)造出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，Matlab/Simulink 就可以對(duì)任意的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，而且在實(shí)際應(yīng)用中，Matlab/Simulink 特別適合于針對(duì)電子通信系統(tǒng)模塊的系統(tǒng)級(jí)仿真 [2]。Matlab 系統(tǒng)由語(yǔ)言體系、工作環(huán)境、圖形系統(tǒng)、數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)和應(yīng)用程序接口五個(gè)主要部分組成。第三章 數(shù)字通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)的概念數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)，相比模擬通信系統(tǒng)，具有頻譜利用率高，能夠提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，抗噪聲、抗干擾、抗多徑衰落能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)更加有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制，便于實(shí)現(xiàn)通信的安全保密，可降低設(shè)備成本以及減小用戶手機(jī)的體積和重量等優(yōu)點(diǎn) [7]。在接收端用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原數(shù)字基帶信號(hào)。6．按照信號(hào)的復(fù)用方式，傳輸多路信號(hào)可以分為頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用三種復(fù)用方式。常見(jiàn)的幅度調(diào)制包括調(diào)幅(AM)、雙邊帶調(diào)制(DSB)、單邊帶調(diào)制(SSB)和殘留邊帶調(diào)制(VSB)等。當(dāng)滿足條件│m(t)│≤A 0 時(shí)，AM 波的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào) m(t)的形狀一樣，這時(shí)，用包絡(luò)檢波的方法就很容易恢復(fù)出原始信號(hào)；如果上述條件沒(méi)有滿足，就會(huì)出現(xiàn)“過(guò)調(diào)幅”現(xiàn)象，此時(shí)如果繼續(xù)采用包絡(luò)檢波就會(huì)發(fā)生失真，因此需要用到同步檢波。 4．殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制(VSB)調(diào)制是介于 SSB 與 DSB 之間的一種折中方式，它不像SSB 中那樣完全抑制 DSB 信號(hào)的一個(gè)帶寬，而是逐漸切割，使其殘留一小部分。MSK 信號(hào)可以采用鑒頻器解調(diào)，也可以用相干解調(diào)。3π/4，從而改善了 π/4DQPSK 的頻譜特性；另一方面，QPSK 只能采用相干解調(diào)，而 π/4DQPSK 既可以用相干解調(diào)也可以用非相干解調(diào)。（3）系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形圖。圖 2FSK 信號(hào) SIMULINK 調(diào)制模型（2）參數(shù)設(shè)置。分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的“1”和“0” 。另外，為了使讀者對(duì)數(shù)字調(diào)制有更清楚的概念，本文也列出了模擬調(diào)制的方法，以便讓讀者在兩者之間進(jìn)行對(duì)比，從而加深理解。得到了濱州學(xué)院趙春波老師對(duì)我通信理論的指導(dǎo)和現(xiàn)代通信技術(shù)的講解。將仿真步長(zhǎng)或者采樣周期設(shè)定得過(guò)小，雖然可以得到仿真過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)，但是會(huì)產(chǎn)生不必要的輸出，因此應(yīng)該選擇適當(dāng)大小的仿真步長(zhǎng)。由上圖可以看出其誤碼率為 ，這里的誤碼率是由參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)的不準(zhǔn)確性和碼間影響引起的。此處用已調(diào)信號(hào)載波的 0176。圖 解調(diào)波形圖 2FSK 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 2FSK 信號(hào)調(diào)制仿真（1）建立系統(tǒng)模型。圖 正弦信號(hào)參數(shù)設(shè)置圖 方波信號(hào)源的參數(shù)設(shè)置其中 sin 函數(shù)是幅度為 頻率為 1Hz、采樣周期為 的雙精度 DSP 信號(hào)。一方面，它將QPSK 的最大相位跳變由 177。2．最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制MSK 是一種特殊形式的 FSK，其頻差是滿足兩個(gè)頻率相互正交的最小頻差，而且要求 FSK 信號(hào)的相位連續(xù)。當(dāng)調(diào)制信號(hào)中含有直流及低頻分量時(shí)就不能（2）相移法相移法是利用相移網(wǎng)絡(luò)，對(duì)載波和調(diào)制信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南嘁疲员阍诤铣蛇^(guò)程中將其中的一個(gè)邊帶抵消而獲得 SSB 信號(hào)，它的原理圖如下圖所示。它的時(shí)域表示式為 SAM(t)=[A0+m(t)]coswct = A0coswct+m(t)coswct 式中：A 0 為外加直流分量；m(t)可以是確知信號(hào)或隨機(jī)信號(hào)。調(diào)制信號(hào)是模擬信號(hào)的連續(xù)波調(diào)制稱為模擬調(diào)制；調(diào)制信號(hào)是數(shù)字信號(hào)的連續(xù)波調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。有線通信是用導(dǎo)線作為介質(zhì)來(lái)進(jìn)行通信，無(wú)線通信是依靠電磁波在空間中傳遞消息?；镜臄?shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控（ASK） 、頻移鍵控（FSK ） 、絕對(duì)相移鍵控（ PSK） 、相對(duì)相移鍵控（DPSK） 。在 Matlab 命令窗口中，使用 open ，然后使用 sim()就可以啟動(dòng)對(duì)模型 的仿真，實(shí)現(xiàn) Simulink 仿真的自動(dòng)化 [5]。在其他計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言中需使用許多語(yǔ)句才能實(shí)現(xiàn)的功能，如矩陣分解和求逆、快速傅里葉變換等，在 Matlab 中用簡(jiǎn)單的幾句指令即可實(shí)現(xiàn)，且其數(shù)值算法的可信度和可靠性都很高。再者，由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)功能強(qiáng)大且都比較復(fù)雜，在實(shí)際電子通信系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)研究比較困難或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，仿真技術(shù)就成為必然的選擇。1965 年，國(guó)際衛(wèi)星通信組織成立，并發(fā)射了第一課靜止國(guó)際通信衛(wèi)星，由此開(kāi)啟了衛(wèi)星通信的大門。 研究目的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制最基礎(chǔ)的三個(gè)方面是二進(jìn)制振幅鍵控 2ASK、二進(jìn)制頻移鍵控 2FSK 和二進(jìn)制相移鍵控 2PSK，由于 2PSK 體制中存在相位不確定性，又發(fā)展出差分相移鍵控 2DPSK?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好，因此通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜。PSK 和 DPSK 是高傳輸效率的調(diào)制方式，其抗噪聲能力比 ASK 和 FSK 都要好而且不易受信道特性變化的影響，但 2PSK 系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)倒 π 現(xiàn)象，實(shí)際中很少采用 ，而多采用差分相移鍵控 DPSK[1]。同時(shí)，以 QPSK、SQAM 等為主的非恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)在經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，以頻譜集中、抗非線性失真、誤碼性能好、頻譜利用率高等特點(diǎn)引起了人們的普遍關(guān)注。傳統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)工作是從購(gòu)買元件，做印制電路板，搭建電路，配置相應(yīng)的儀器做實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的，這樣的方法復(fù)雜而且容易造成資源的浪費(fèi)。1．Matlab 是高層次的矩陣/數(shù)組語(yǔ)言，具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z(yǔ)言特性，利用它既可以完成算法設(shè)計(jì)和算法實(shí)驗(yàn)的基本步驟，也可以開(kāi)發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序。因此，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過(guò)模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。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(hào)傳輸所經(jīng)過(guò)的媒介。無(wú)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） 。幅度已調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)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(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)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。2．雙邊帶調(diào)制 雙邊帶信號(hào)(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。這樣，它既克服了 DSB 信號(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了 SSB 信號(hào)實(shí)現(xiàn)中的困難。MSK 信號(hào)各支路偶的實(shí)際碼元寬度為 2Tb，其對(duì)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。其原理如下圖所示。設(shè)置完系統(tǒng)的參數(shù)后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。sine wave 和 sine wave1 是兩個(gè)頻率分別為 f1 和 f2 的載波，Pulse Generator 模塊是信號(hào)源，NOT 實(shí)現(xiàn)方波的反相，經(jīng)相乘器和相加器生成2FSK。用兩個(gè)反相的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，其系統(tǒng)框圖如下圖所示。在實(shí)際的通信系統(tǒng)中