【文章內(nèi)容簡介】 8233Mode (模式)Signal to noise ration (SNR)(信噪比)SNR(信噪比)3 6 6Input signal power(輸入信號(hào)功率)1 加性高斯白噪聲信道的主要參數(shù)4. Error Rate Calculation（誤碼率計(jì)算）比較輸入輸出的誤碼率。位置：Communications Blockset\Comm Sinks 誤碼率計(jì)算的主要參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值 FSK MSK GMSKReceive delay (接受延遲)0 16 16Communication delay (計(jì)算延遲)0Computation mode (計(jì)算模式)Entire frameOutput data (輸出數(shù)據(jù))port 誤碼率計(jì)算的主要參數(shù)5. MFSK Modulator Baseband (基帶MFSK調(diào)制器)位置：Communications Blockset\Modulation\Digital Baseband Modulation表 基帶MFSK調(diào)制器的主要參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值Mray number(元數(shù))3Input type(輸入類型)BitSymbol set ordering(符號(hào)排序)Binary(二進(jìn)制)Frequency separation(HZ)(頻率間隔)10Phase continuity(相位連續(xù)性)Discontinuous(不連續(xù))Sample per symbol(每符號(hào)采樣數(shù))16 基帶MFSK調(diào)制器的主要參數(shù)6. MSK Modulator Baseband (基帶MSK調(diào)制器)位置：Communications Blockset\Modulation\Digital Baseband Modulation 基帶MSK調(diào)制器參數(shù)名稱參數(shù)值Input type(輸入類型)BitPhase offset（rad）(相位偏置)0Sample per symbol(每符號(hào)采樣數(shù))16注：Demodulator(解調(diào)器)中相應(yīng)的 Traceback length(跟蹤反饋長)設(shè)為16 基帶MSK調(diào)制器7. GMSK Modulator Baseband (基帶GMSK調(diào)制器)位置：Communications Blockset\Modulation\Digital Baseband Modulation 基帶GMSK調(diào)制器的主要參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值Input type(輸入類型)BitBT product(BT乘積)Pulse length(符號(hào)間隔)3Symbol prehistory(符號(hào)前史)1Phase offset（rad）(相位偏置)0Sample per symbol(每符號(hào)采樣數(shù))16注：Demodulator(解調(diào)器)中相應(yīng)的 Traceback length(跟蹤反饋長)設(shè)為16 基帶GMSK調(diào)制器的主要參數(shù)在誤碼率為相同數(shù)量級(jí)的條件下，GMSK（高斯?jié)L降最小移頻鍵位）占有最小的頻帶寬度。此時(shí)，MSK，GMSK的傳輸環(huán)境的信噪比，比FSK還要低3 dB，綜合抗干擾能力、占帶寬度最好的是GMSK、MSK次之，最后是FSK。 FSK基帶調(diào)制信號(hào)頻譜 MSK基帶調(diào)制信號(hào)頻譜 GMSK基帶調(diào)制信號(hào)頻譜上面三圖為三種系統(tǒng)調(diào)制后的頻譜圖，可以看出比較可以得出GMSK占有最小的頻寬；最平滑，抗干擾能力最好，適合在窄帶信道中傳輸，對鄰道的干擾小，不但確保了傳輸質(zhì)量，而且節(jié)省了資源。 2PSK 、QPSK、OQPSK二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）方式是受鍵控的載波相位按基帶脈沖而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。設(shè)二進(jìn)制符號(hào)及其基帶波形與以前假設(shè)的一樣，那么，2PSK的信號(hào)形式一般表示為，這里的是脈寬為的單個(gè)矩形脈沖，而得統(tǒng)計(jì)特性為這就是說，在其一碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)觀察時(shí)，為這種以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)數(shù)字信息的相位鍵控，通常被稱為絕對移相方式。但是我們考慮到如果采用絕對移相方式，由于發(fā)送端是以某一個(gè)相位作基準(zhǔn)的，因而在接受系統(tǒng)中也必須有這樣一個(gè)固定基準(zhǔn)相位作為參考，如果這個(gè)參考相位發(fā)生了變化，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會(huì)發(fā)生0變?yōu)?或1變?yōu)?，從而造成錯(cuò)誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象，常稱為2PSK方式的“倒”或“反向工作”現(xiàn)象。所以，實(shí)際中不采用2PSK方式，而采用一種所謂的相對（差分）移相（2DPSK）方式。2DPSK方式即是利用前后碼元的相對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。假設(shè)相位值用相位偏移 ,如果 ，則 如果，則表 PSK、DPSK調(diào)制系統(tǒng)相位變化參考相位0110101110絕對碼2PSK相位0000絕對移相2DPSK相位0000000相對移相00100110100相對碼下面再來討論2PSK及2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)。PSK信號(hào)的產(chǎn)生有兩種方法，如下： 2PSK信號(hào)的的鍵控法框圖 2PSK信號(hào)的相乘電路法因2PSK已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)幅度不變，所以不能采用包絡(luò)檢波法， 通常采用相干解調(diào)法解出2PSK的已調(diào)信號(hào)。 2PSK信號(hào)的相干解調(diào)框圖2DPSK信號(hào)的產(chǎn)生框圖： 2DPSK信號(hào)的調(diào)制方框圖圖中，波形變換器用來完成單極性不歸零波形到雙極性波形的變換，其變換關(guān)系為，因?yàn)椋杂?。相對移相信?hào)可以看成是把信息碼(絕對碼)變換成相對碼，然后再對相對碼進(jìn)行絕對移相形成的。2DPSK信號(hào)的解調(diào):(1)相干解調(diào)法(極性比較法) 2DPSK信號(hào)的相干解調(diào)方框圖2DPSK的解調(diào)結(jié)果不受本地載波的相位“倒”的影響。（2）差分相干解調(diào)法 2DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)方框圖2DPSK的差分相干解調(diào)法，不需要專門的本地相干載波，將2DPSK信號(hào)延時(shí)一個(gè)碼元間隔后與2DPSK信號(hào)本身相乘，相乘的結(jié)果反映了前后碼元的相對相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波器后送到抽樣判決器，抽樣判決器抽樣的結(jié)果即為原始數(shù)字信息，不需要差分譯碼。只有2DPSK信號(hào)才能采用這種方法解調(diào)，因?yàn)樗且郧耙粋€(gè)碼元的載波相位作為參考相位，而不是未調(diào)載波的相位。采用差分相干解調(diào)法的2DPSK方式，雖然不需要本地相干載波，但需要能夠精確地延遲一個(gè)碼元間隔的延遲電路，延遲電路的精度要求很準(zhǔn)，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，延時(shí)線不好作，而且2DPSK的抗噪聲性能不如2PSK。下面再來討論QPSK（四相絕對移相鍵控）。四相絕對移相鍵控利用載波的四種不同相位來表征數(shù)字信息。由于每一種載波相位代表兩個(gè)比特信息，故每個(gè)四進(jìn)制碼元又被稱為雙比特碼元。我們把組成雙比特碼元的前一信息用表示，后一信息比特用表示。雙比特碼元中兩個(gè)信息比特通常是按格雷碼排列，它與載波相位的關(guān)系如下表，表 雙比特碼元與載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位 00110110A方式B方式四相調(diào)制信號(hào)通常用下式表示：式中： 受調(diào)相位，4種不同取值； 相位在（0、）內(nèi)等間隔的取四種可能相位。由于正弦和余弦函數(shù)的互補(bǔ)特性，對應(yīng)于的四種取值，譬如、其幅度與只有兩種取值，即。此時(shí)，上式恰好表示兩個(gè)正交的二相調(diào)制信號(hào)的合成。QPSK信號(hào)產(chǎn)生的方法也有兩種，即調(diào)相法和相位選擇法。用調(diào)相法產(chǎn)生的QPSK信號(hào)的組成方框圖如下所示，圖中，串/并變換器將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個(gè)并行的雙極性序列。設(shè)兩個(gè)序列中的二進(jìn)制數(shù)字分別為和，每一對稱為一個(gè)雙比特碼元。雙極性的和脈沖分別對同相載波及正交載波進(jìn)行二相調(diào)制，得到虛線矢量如圖。將兩路輸出疊加，即得圖中實(shí)線所示的四相移相信號(hào)。其相位編碼邏輯關(guān)系如表。 調(diào)相法QPSK信號(hào)生成框圖 圖 矢量圖表 QPSK信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系用相位選擇法產(chǎn)生的QPSK信號(hào)的組成框圖如圖 ，四相載波發(fā)生器分別送出調(diào)相所需的四種不同相位的載波。按照串/并變換器輸出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。圖 相位選擇法的組成框圖由于QPSK可以看做兩個(gè)正交2PSK信號(hào)的合成，故它可以采用與2PSK信號(hào)類似的解調(diào)方法解調(diào)。其解調(diào)框圖如下，其中并/串變換器的作用于解調(diào)其中的串/并變換器作用相反，它是用來將上、下支路的并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)的。圖 QPSK信號(hào)解調(diào)方框圖OQPSK（交錯(cuò)正交相移鍵控）是為了消除180176。的相位跳變，在QPSK基礎(chǔ)上提出的。前面討論過QPSK信號(hào)，它的頻帶利用率較高，理論值達(dá)1b/s/Hz。但當(dāng)碼組0011或0110時(shí)，產(chǎn)生180176。的載波相位跳變。這種相位跳變引起包絡(luò)起伏，當(dāng)通過非線性部件后，使已經(jīng)濾除的帶外分量又被恢復(fù)出來，導(dǎo)致頻譜擴(kuò)展，增加對相鄰波道的干擾。OQPSK是在QPSK基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)。這里，所謂恒包絡(luò)技術(shù)是指已調(diào)波的包絡(luò)保持為恒定，它與多進(jìn)制調(diào)制是從不同的兩個(gè)角度來考慮調(diào)制技術(shù)的。恒包絡(luò)技術(shù)所產(chǎn)生的已調(diào)波經(jīng)過發(fā)送帶限后，當(dāng)通過非線性部件時(shí)，只產(chǎn)生很小的頻譜擴(kuò)展。這種形式的已調(diào)波具有兩個(gè)主要特點(diǎn)，其一是包絡(luò)恒定或起伏很?。黄涠且颜{(diào)波頻譜具有高頻快速滾降特性，或者說已調(diào)波旁瓣很小，甚至幾乎沒有旁瓣。采用這種技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了多種調(diào)制方式，OQPSK以及本節(jié)以下各部分所討論的數(shù)字調(diào)制技術(shù)都屬于恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)。一個(gè)已調(diào)波的頻譜特性與其相位路徑有著密切的關(guān)系（因?yàn)椋虼?，為了控制已調(diào)波的頻率特性，必須控制它的相位特性。恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)的發(fā)展正是始終圍繞著進(jìn)一步改善已調(diào)波的相位路徑這一中心進(jìn)行的。OQPSK也稱為偏移四相相移鍵控（offsetQPSK），是QPSK的改進(jìn)型。它與QPSK有同樣的相位關(guān)系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進(jìn)行正交調(diào)制。不同點(diǎn)在于它將同相和正交兩支路的碼流在時(shí)間上錯(cuò)開了半個(gè)碼元周期。由于兩支路碼元半周期的偏移，每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生兩支路碼元極性同時(shí)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。因此，OQPSK信號(hào)相位只能跳變0176。、177。90176。，不會(huì)出現(xiàn)180176。的相位跳變。OQPSK信號(hào)的產(chǎn)生原理可由圖 來說明。圖中/2的延遲電路是為了保證I、Q兩路碼元偏移半個(gè)碼元周期。BPF的作用是形成QPSK信號(hào)的頻譜形狀，保持包絡(luò)恒定。除此之外，其它均與QPSK作用相同。 OQPSK信號(hào)產(chǎn)生 OQPSK信號(hào)解調(diào)OQPSK信號(hào)可采用正交相干解調(diào)方式解調(diào)，其原理如圖8所示。由圖看出，它與QPSK信號(hào)的解調(diào)原理基本相同，其差別僅在于對Q支路信號(hào)抽樣判決時(shí)間比I支路延遲了/2，這是因?yàn)樵谡{(diào)制時(shí)Q支路信號(hào)在時(shí)間上偏移了/2，所以抽樣判決時(shí)刻也應(yīng)偏移/2，以保證對兩支路交錯(cuò)抽樣。OQPSK克服了QPSK的l80176。的相位跳變，信號(hào)通過BPF后包絡(luò)起伏小，性能得到了改善，因此受到了廣泛重視。但是，當(dāng)碼元轉(zhuǎn)換時(shí)，相位變化不連續(xù)，存在90176。的相位跳變，因而高頻滾降慢，頻帶仍然較寬。下面對2PSK 、QPSK、OQPSK進(jìn)行仿真。，由隨機(jī)整數(shù)產(chǎn)生器，頻譜儀，基帶BPSK調(diào)制與解調(diào)器，加性高斯白噪聲信道，誤碼率計(jì)算器，離散時(shí)間星座圖儀及顯示器構(gòu)成。QPSK，OQPSK仿真框圖與PSK只有調(diào)制合解調(diào)器不同，其余模塊一樣，故不再列出。圖 2PSK調(diào)制系統(tǒng)仿真框圖 主要參數(shù)設(shè)置如下：1. RandomInteger Generator （隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器）位置 Communications Blockset\Comm Sources表 隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器的主要參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱參數(shù)值PSK QPSK OQPSKMary number（元數(shù)）2 4 4Initial seed （初始化種子）12345Sample time （采樣時(shí)間） 隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器的主要參數(shù)2. Spectrum Scope (頻譜儀)用來顯示對數(shù)字調(diào)制后信號(hào)的測量。位置：DSP Blockset\DSP Sinks 頻譜儀的主要參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值Buffer size (緩存長度)1024Buffer overlap (緩存交疊)512FFT length (FFT長度)1024Number of spectral averages (譜（計(jì)算）平均（點(diǎn)）數(shù))64Scope position (顯示器位置)get(0,’defaultfigureposition’)Frequency units (頻率單位)HertzFrequency range (頻率范圍)[Fs/2…Fs/2]Amplitude scaling (幅度刻度)dBInherit sample increment from input (與輸入信號(hào)采樣時(shí)間一致)使能Minimum Ylimit (Y軸最小刻度)30Maximum Ylimit (Y軸最大刻度)15注：Fs=1/=5kHz,Fs/2= (a) (b)(c) 頻譜儀的主要參數(shù)3. Dis