【文章內(nèi)容簡介】 可以把信號分為兩類：模擬信號和數(shù)字信號。如果信號參量的取值是連續(xù)的，則稱之為模擬信號。例如話筒送出的輸出電壓包含有話音信號，并在一定的取值范圍內(nèi)連續(xù)變化。如果電信號的參量取值是離散的，則稱之為數(shù)字信號。如電報(bào)信號、計(jì)算機(jī)輸入/輸出信號、PCM信號等。通常按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。◆模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，語言、音樂、電視(目前的電視)都是連續(xù)的信源，產(chǎn)生連續(xù)信號，直接傳輸連續(xù)信號的通信系統(tǒng)是模擬通信系統(tǒng)。其模型如圖2所示，信息源調(diào)制器信 道解調(diào)器受信者噪聲源圖2 模擬通信系統(tǒng)◆數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，數(shù)字信源(如計(jì)算機(jī))或模擬信號數(shù)字化后的傳輸?shù)氖菙?shù)字信號（信源發(fā)出和信宿接收的是數(shù)字信號或模擬信號，而信道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號的通信過程或方式），它有兩種傳輸方式：（1）基帶傳輸：直接傳輸由消息變換過來的電信號，如圖3所示。數(shù)字信源編碼信道譯碼信宿圖3 基帶傳輸（2）頻帶傳輸：如圖4所示 信息源加密器編碼器調(diào)制器信道解調(diào)器譯碼器受信者噪聲源圖4 頻帶傳輸3 BPSK的調(diào)制原理數(shù)字信號的傳輸通常分為基帶傳輸和頻帶傳輸。由消息轉(zhuǎn)換得到的原始電信號所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱為基帶信號。在某些有線信道中，例如傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號可以直接傳送，因此稱為數(shù)字信號的基帶傳輸。但在大多數(shù)情況下，例如無線信道等，數(shù)字基帶信號必須經(jīng)過調(diào)制，將信號頻譜搬移到某一個(gè)高頻載波頻帶上才能在信道上傳輸，即數(shù)字信號的頻帶傳輸。數(shù)字基帶傳輸和數(shù)字頻帶傳輸是數(shù)字通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)[1]。 數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)調(diào)制在通信系統(tǒng)中至關(guān)重要。所謂的調(diào)制，就是把信號轉(zhuǎn)成適合在信道傳輸?shù)男问降囊环N過程。為了使數(shù)字信號信號在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號與信道特性相匹配。這種用數(shù)字信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。在數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)中，調(diào)制的作用是要對數(shù)字基帶信號進(jìn)行某種變換，使之能夠在模擬信道中傳輸。調(diào)制的主要目的有[3]：◆ 將數(shù)字基帶信號頻譜搬移到高頻處，以便于以高頻電磁波形式發(fā)射出去?！?便于實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。通過調(diào)制使各路基帶信號頻譜搬移到指定的位置，互不重疊，互不干擾。◆ 便于改善系統(tǒng)性能。香農(nóng)信道容量公式C=W lb（1+S/N）指出，給定的信道容量C可以用不同的信道帶寬W和信噪比S/N的組合來傳輸。采用較大的帶寬能獲得較強(qiáng)的抗干擾能力，這種以帶寬換取信噪比的提高要通過調(diào)制來實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字信息有二進(jìn)制和多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字調(diào)制可以分為二進(jìn)制和多進(jìn)制調(diào)制。在二進(jìn)制調(diào)制中，信號參量只有兩種可能的取值，而在多進(jìn)制中，信號參量可能有M（M﹥2）種取值。當(dāng)調(diào)制信號是二進(jìn)制數(shù)字基帶信號時(shí)，這種調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。由于二進(jìn)制數(shù)字信號只有0和1兩種狀態(tài)，所以數(shù)字調(diào)制完全可以理解為像報(bào)務(wù)員用開關(guān)鍵控制載波的過程，因此，數(shù)字信號的調(diào)制方式一般均為較為簡單的鍵控方式。常用的數(shù)字鍵控技術(shù)有振幅鍵控（Amplitude Shift Keying，ASK）、頻移鍵控（Frequency Shift Keying，F(xiàn)SK）、相移鍵控（Phase Shift Keying，PSK）三種基本的數(shù)字調(diào)制方式。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，相移鍵控是一種非常重要的調(diào)制方式，也是一種基本的調(diào)制形式。對于二進(jìn)制相移鍵控的研究，是以點(diǎn)帶面，有利于推廣到更復(fù)雜、多進(jìn)制鍵控調(diào)制研究。 二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）BPSK全稱 ： Binary Phase Shift Keying，通常簡記為2PSK。把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值的轉(zhuǎn)換方式之一。是利用偏離相位的復(fù)數(shù)波浪組合來表現(xiàn)信息鍵控移相方式的一種。BPSK使用了基準(zhǔn)的正弦波和相位反轉(zhuǎn)的波浪，使一方為0，另一方為1，從而可以同時(shí)傳送接受2值(1比特)的信息。相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。2PSK中，通常用初始相位0和π分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。因此，2PSK信號的時(shí)域表達(dá)式為 21其中，表示第n個(gè)符號的絕對相位： 22因此，式（21）可以改為典型波形如圖5所示。 圖5 BPSK時(shí)間波形由于表示信號的兩種碼元的波形相同，極性相反，故2PSK信號一般可以表述為一個(gè)雙極性（bipolarity）全占空（100% duty ratio）矩形脈沖序列與一個(gè)正弦載波的相乘，即 23其中這里，是脈寬為的單個(gè)矩形脈沖，而的統(tǒng)計(jì)特性為 24即發(fā)送二進(jìn)制符號“0”時(shí)（取+1），取0相位；發(fā)送二進(jìn)制符號“1”時(shí)（取－1），取π相位。這種以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對相移方式[1]。2PSK信號的調(diào)制原理框圖如圖6所示。碼型變換S（t）雙極性不歸零乘法器e2psk（t）COSWC（t）圖6 模擬調(diào)制COSWC（t）180176。移相0∏e2psk（t）開關(guān)電路圖7 鍵控調(diào)制4 MATLAB的Simulink工具仿真 MATLAB的簡介　MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平?！? MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。