【正文】 ………………12…………………………………………………………12……………………………………………………12………………………………………………………………………13 余弦滾降基帶傳輸系統(tǒng)……………………………………………………13 眼圖…………………………………………… …………………………14……………………………………………………………………………17數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真前言………………………………………………………………………………17（2FSK）………………………………………… ………172FSK信號(hào)的產(chǎn)生…………………………………………………………………172FSK解調(diào)原理……………………………………………………………………192FSK調(diào)制與解調(diào)基于MATLAB仿真 …………………………………………20(2ASK）……………………………………………………232ASK調(diào)制與解調(diào)基于MATLAB仿真…………………………………………25(2PSK）……………………………………………………272PSK原理…………………………………………………………………………272PSK基于MATLAB的仿真……………………………………………………29(4PSK）……………………………………………………334PSK信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)…………………………………………………………334PSK基于MATLAB的仿真……………………………………………………34(16QAM）…………………………………………42正交調(diào)制及相干解調(diào)原理框圖…………………………………………………4216QAM調(diào)制與解調(diào)基于MATLAB的仿真……………………………………43……………………………………………………… …………………48參考文獻(xiàn)：………………………………………………………………………49前言 隨著通信系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增加， 統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展傳的需要，通信系統(tǒng)的模擬仿真技術(shù)越來(lái)越受到重視?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。所以可以說(shuō)，Mat1ab 語(yǔ)言不僅是一種語(yǔ)言，廣義上講是一種該 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，即語(yǔ)言調(diào)試系統(tǒng)。在某些有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)調(diào)制和解調(diào)過(guò)程在信道中直接傳送，這種不使用調(diào)制和解調(diào)設(shè)備而直接傳輸基帶信號(hào)的通信系統(tǒng)，我們稱(chēng)它為基帶傳輸系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，選擇數(shù)字基帶信號(hào)碼型時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1） 數(shù)字基帶信號(hào)應(yīng)不含有直流分量，且低頻及高頻分量也應(yīng)盡量的少。 數(shù)字基帶信號(hào) 對(duì)不同的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)不同的信道特性及系統(tǒng)指標(biāo)要求，選擇不同的數(shù)字脈沖波形。（5） 差分波形（相對(duì)碼波形） 信息碼元與脈沖電平之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是固定不變的（絕對(duì)的），故稱(chēng)這些波形為絕對(duì)碼波形，信息碼也稱(chēng)為絕對(duì)碼。此外，AMI 碼編碼過(guò)程中，將一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變成了一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)，即這種碼脈沖有三種電平，因此我們把這種碼稱(chēng)為偽三電平碼，也稱(chēng)為1B/1T 碼型。雖然HDB3碼比AMI 碼的性能更好，但它仍屬于1B/1T 碼型。它的選取可根據(jù)需要選擇，升余弦滾降傳輸特性H1(ω)采用余弦函數(shù)， 此時(shí)H(ω)為 稱(chēng)為滾降系數(shù)。xlabel(39。xlabel(39。 眼圖眼圖是指利用實(shí)驗(yàn)的方法估計(jì)和改善（通過(guò)調(diào)整）傳輸系統(tǒng)性能時(shí)在示波器上觀察到的一種圖形。（ 5 ）在抽樣時(shí)刻上，上下兩分支離門(mén)限最近的一根線跡至門(mén)限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過(guò)它就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。xlabel(39。ylabel(39。 由于是對(duì)于Matlab軟件使用不熟練，所以沒(méi)有過(guò)多采用老師建議的simulink仿真，這個(gè)在下次實(shí)驗(yàn)中我們會(huì)繼續(xù)研究和努力。 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真（2FSK）2FSK信號(hào)的產(chǎn)生: 2FSK是利用數(shù)字基帶信號(hào)控制在波的頻率來(lái)傳送信息。f1=20。 %噪聲sn=fsk+no。將要通過(guò)濾波器的波形39。plot(t,H2)。plot(t,sw2)。)subplot(212)。plot(t,sn)。經(jīng)抽樣、判決后將碼元再生，即可恢復(fù)出數(shù)字序列。y3=ScopeData(:,2)。stairs(t3,y3),axis([0 20 ]),grid。抽樣判決后的波形39。相干解調(diào)后的頻譜39。2PSK信號(hào)的典型波形2PSK信號(hào)的調(diào)制方框圖如圖812示。 （828）其中為在抽樣時(shí)刻的值。%耐奎斯特頻率 %用正弦波產(chǎn)生方波 twopi_fc_t=2*pi*fm*t。 plot(t,ask)。%調(diào)制后加噪 subplot(324)。 subplot(325)。%gain*[1 0 1] faskn=filter(b,a,askn)。 %低通濾波器 p=。%removes DC ponent subplot(324)。 plot (t,Vo), title(39。按照輸入的雙比特碼元的不同，邏輯選相電路輸出相應(yīng)相位的載波。此法也稱(chēng)為極性比較法。 t(i)=7)。y1=conv(x1,xrc)/。QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1。ylabel(39。 data_Q2(i)=data_Q1(i)。 Q_recover=conv(Q_demo,xrc)。]。)。data_I2_rc=conv(data_I2,xrc)/。for i=1:20:10000 data_recover=[data_recover I(i:1:i+19) Q(i:1:i+19)]。plot(t,ddd2)。)。function[y]=Qfunct(x)y=(1/2)*erfc(x/sqrt(2))。 else dsource1(i)=1。 c01=dot(r,s01)。 end。 %設(shè)定碼元數(shù)量 fb=1。 end。(dsource2(i)==0)) r=s10+n。 elseif (temp) dsource1(i)=0。,39。QPSK誤碼率分析39。subplot(4,1,3)。Q=Q_recover(11:10010)。end。plot(t2,data_recover_a)。 bit_recover=[bit_recover 1]。QPSK_rc_n0=QPSK_rc+n0。,20,1)。)。q_rc=y2.*sin(2*pi*f1*t4)。 x2(i)=1。tt=length(t)。直接調(diào)相法產(chǎn)生4PSK信號(hào)方框圖若要產(chǎn)生4PSK的A方式波形，只需適當(dāng)改變振蕩載波相位就可實(shí)現(xiàn)。1）相位選擇法由式（854）可以看出，在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，4PSK信號(hào)為載波四個(gè)相位中的某一個(gè)。 for ii=1:len1 if so(ii) = vt Vs(ii)=High。%(z(p)) b1=[ ]。 grid on。)。 a=.8547。噪音信號(hào)39。)。 final=(1/fs)*(n1)。調(diào)制后的頻譜39。經(jīng)過(guò)高斯信道后的波形39。plot(t2,y2),grid。y1=ScopeData5(:,2)。低通濾波器（LPF）的作用是濾除高頻雜波，使基帶信號(hào)（包絡(luò)）通過(guò)。有載波輸出時(shí)表示發(fā)送“1”，無(wú)載波輸出時(shí)表示發(fā)送“0”。經(jīng)過(guò)抽樣判決器后的波形39。title(39。經(jīng)過(guò)相乘器h1后的波形39。經(jīng)過(guò)帶通濾波器f1后的波形39。幅度39。fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t)。其非相干檢測(cè)解調(diào)框圖如下 M信號(hào)非相干檢測(cè)解調(diào)框圖當(dāng)k=m時(shí)檢測(cè)器采樣值為：當(dāng)k≠m時(shí)在樣本和中的信號(hào)分量將是0，只要相繼頻率之間的頻率間隔是,就與相移值無(wú)關(guān)了，于是其余相關(guān)器的輸出僅有噪聲組成。理論上，數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在本質(zhì)上沒(méi)有什么不同，它們都是屬正弦波調(diào)制。本次實(shí)驗(yàn)主要是利用MATLAB軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的仿真。end。st=conv(dd,ht)。 （ 2 ）對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。)。)。 xt(n,:)=sinc(t/Ts).*(cos(a(n)*pi*t/Ts))./(14*a(n)^2*t.^2/Ts^2+eps)。 Xf(n,k)=*Ts*(1+cos(pi*Ts/(a(n)+eps)*(abs(f(k))*(1a(n))/Ts)))。 for k=1:length(f) （5）4 B/3T 碼4B/3T 碼是1B/1T 碼的改進(jìn)型它把4 個(gè)二進(jìn)制碼元變換為3 個(gè)三進(jìn)制碼元。雖然HDB3 碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡(jiǎn)單。下面我們?cè)敿?xì)地介紹這些碼型。（3） 單極性歸零波形（RZ） 這種波形的特點(diǎn)是脈沖的寬度（τ ）小于碼元的寬度（T ），每個(gè)電脈沖在小于碼元寬度的時(shí)間內(nèi)總要回到零電平，故這種波形又稱(chēng)為歸零波（RZReturn to Zero）。當(dāng)然，這要通過(guò)碼型變換過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 12 仿真結(jié)構(gòu)圖 在通信中，數(shù)字基帶信號(hào)有多種碼型表示，它們?cè)趥鬏斶^(guò)程中有隨機(jī)性，為 用讓這種波形描述具有普遍性， m 序列偽隨機(jī)碼來(lái)作為碼型的仿真數(shù)字序列。這種為 科學(xué)研究著想的設(shè)計(jì)是通用的編程語(yǔ)言所不及的。它能在同一畫(huà)面上進(jìn)行靈活操作快速排除輸入程序中的書(shū)寫(xiě)錯(cuò) 誤、語(yǔ)法錯(cuò)誤以至語(yǔ)意錯(cuò)誤，從而加快了用戶(hù)編寫(xiě)、修改和調(diào)試程序的速度，可 以說(shuō)在編程和調(diào)試過(guò)程中它是一種比 VB 還要簡(jiǎn)單的語(yǔ)言。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。 MATLAB是一種先進(jìn)的高技術(shù)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，主要用于數(shù)值計(jì)算及可視化圖形處理。到20世紀(jì)90年代，MATLAB已成為國(guó)際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。這不僅 使 Matlab 的庫(kù)函數(shù)功能更豐富，而大大減少了需要的磁盤(pán)空間，使得 Matlab 編寫(xiě)的 M 文件簡(jiǎn)單、短小而高效。為了使這種信號(hào)適合 于信道的傳輸，一般 要經(jīng)過(guò)碼形變換器，把單極性的二進(jìn)制脈沖變成雙極 性脈沖（如 AMI 碼或 3 HDB 碼）。一般來(lái)說(shuō)，這種定時(shí)脈沖信號(hào)是從數(shù)字基帶信號(hào)中直接提取的。（1）.單極性波形（NRZ） 這是一種最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)波形。由式（）可以導(dǎo)出譯碼方程為 an bn1⊕bn （） 由上式可看出，譯碼時(shí)只要檢查前后碼元電平是否有變化就可以判決發(fā)送的是“1”碼還是“0”碼。2如果出現(xiàn)四個(gè)以上連0 串時(shí)，則將每4 個(gè)連0 小段的第4 個(gè)0變成與其前一個(gè)非0 碼（1 或1）相同的碼。（4） CMI 碼 CMI 碼稱(chēng)為傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼。df=(*Ts)。)。)。 “眼睛”張的 越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越??；反之表示碼間串?dāng)_越大。a=1。)。out(1,:)=d。今后我們要扎實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于系統(tǒng)的過(guò)程了如指掌。（2） 鍵控法，用數(shù)字基帶信號(hào)及其反相分別控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)電路，以此對(duì)兩個(gè)載波發(fā)生器進(jìn)行選通。*g1。)ylabel(39。)figure(2) %FSK解調(diào) b1=fir1(101,[10/800 20/800])。)xlabel(39。)xlabel(39。幅度39。)xlabel(39。 （83）2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法（調(diào)制方法）有兩種，如圖81所示。由于噪聲影響及傳輸特性的不理想，低通濾波器輸出波形有失真，經(jīng)抽樣判決、整形后再生數(shù)字基帶脈沖。t7=ScopeData3(:,1)。)subplot(3,2,2)。plot(f1,abs(fftshift(s))),%axis([30 30 0 7])xlabel(39。)s=fft(y7,n2)。而就鍵控法來(lái)說(shuō)，用數(shù)字基帶信號(hào)控制開(kāi)關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。這種因?yàn)楸镜貐⒖驾d波倒相，而在接收端發(fā)生錯(cuò)誤恢復(fù)的現(xiàn)象稱(chēng)為“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。 x(x0)=am。 grid on。)。 grid on。通過(guò)帶通濾波后輸出39。%avoid log(0) plot(f,20*log10(abs(Hz1)))。)。), ylabel(39。要想形成A方式的4PSK信號(hào)，只需調(diào)整四相載波發(fā)生器輸出的載波相位即可。相位模糊”現(xiàn)象。t3=1::。q=x2.*sin(2*pi*f1*t1)。a序列39。axis([1 8 1 1])。data_Q2_rc=conv(data_Q2,xrc)/。% 抽樣判決data_recover=[]。figure(1)subplot(2,1,1)。data_Q = 2*bit_Q+1。Q_rc=data_Q2_rc.*sin(2*pi*f1*t1)。for i=1:1e4 ddd2(i)=ddd1(i)。 smld_bit_err_prb(i)=pb。)。s00=[1 0]。numofbiterror=0。decis2=0。 end。ps=numofsymbolerror/N。decis2=1。 if((dsource1(i)==0)amp。s11=[1 0]。o39。end。plot(t3,I)。% 解調(diào)I_demo=QPSK_rc.*cos(2*pi*f1*t1)。,20,1)。axis([0 100 2 2])。end。t1=0::1e3+。加入噪聲39。subplot(4,1,2)。Q=q(1:700)。