【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 除了對(duì)衰落多徑信道的研究外, 短波通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯扛亲⒁獾慕裹c(diǎn)。為了克服嚴(yán)重的碼間干擾, 采用了一系列自適應(yīng)技術(shù), 包括自適應(yīng)實(shí)時(shí)選頻自適應(yīng)信道均衡、自適應(yīng)干擾對(duì)消, 以及由它們組合而成的自適應(yīng)通信系統(tǒng)。此外尚有功率自適應(yīng)、速率自適應(yīng)、天線調(diào)諧自適應(yīng)和自組織自適應(yīng)通信網(wǎng)等。目前多音并行體制的調(diào)制解調(diào)器已廣為應(yīng)用, 正大力進(jìn)行單音串行體制調(diào)制解調(diào)器的研制。此外, 在短波數(shù)字通信中采用擴(kuò)頻跳頻技術(shù), 自適應(yīng)接收和瞬時(shí)快速通信技術(shù)等的研究都在進(jìn)行中。2. 數(shù)字移動(dòng)通信當(dāng)前各國(guó)都在大力開展新一代數(shù)字式移動(dòng)通信系統(tǒng)的研制。數(shù)字化是目前國(guó)際上移電信科學(xué)年動(dòng)通信的主要發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信數(shù)字化帶來(lái)的好處是能適應(yīng)各種數(shù)字業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰? 提高頻帶利用率, 提高系統(tǒng)的抗干擾能力, 便于設(shè)備小型化和降低造價(jià)。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字微波已成為發(fā)展的主流, 各國(guó)已有20多年的歷史。大容量數(shù)字微波的發(fā)展遭遇到數(shù)字短波通信同樣的技術(shù)難題, 即微波在地面?zhèn)鞑ヒ泊嬖诙鄰叫?yīng)和衰落現(xiàn)象。數(shù)字微波也需要采用一整套自適應(yīng)技術(shù)來(lái)抗多徑衰落引起的碼間干擾。早期的時(shí)分多址衛(wèi)星系統(tǒng)就是數(shù)字式的。我國(guó)衛(wèi)星通信的發(fā)展也將以數(shù)字衛(wèi)星通信為主。光纖通信具有頻帶極寬、通信容量極大、傳輸損耗小、保密性好不易被竊聽, 以及能抗電磁干擾、且體積小重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn), 已在國(guó)內(nèi)外得到極大發(fā)展和應(yīng)用。光纖通信的寬頻帶特性,為實(shí)現(xiàn)寬帶創(chuàng)造了十分有利的條件。當(dāng)前的主要矛盾是應(yīng)大力研制和開發(fā)數(shù)字通信終端及交換設(shè)備, 以便與光纖傳輸系統(tǒng)相連接, 否則將阻礙光纖通信的應(yīng)用和發(fā)展。此外, 人們還正在開發(fā)路和路的高速系統(tǒng)。各個(gè)頻段、各種用途的數(shù)字通信雖然千差萬(wàn)別, 但歸納起來(lái), 采用現(xiàn)代通信技術(shù)構(gòu)成的典型的數(shù)字通信系統(tǒng)包括數(shù)字信號(hào)形成、調(diào)制與解調(diào)、同步系統(tǒng)、收發(fā)信機(jī)和信道。信號(hào)的處理和變換部分, 包括信源編碼與解碼、加密與解密、信道編碼與解碼、多路分解與合成、擴(kuò)頻與解擴(kuò)、多址技術(shù)等。除了上述5個(gè)主要技術(shù)問題外, 還有多路及多址技術(shù)、調(diào)節(jié)與解調(diào)技術(shù)、擴(kuò)展頻譜技術(shù)、同步系統(tǒng)、有數(shù)字通信收發(fā)信機(jī)及數(shù)字信號(hào)在多徑衰落信道傳輸?shù)姆治龅葐栴}。數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控。用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，使基帶信號(hào)的功率譜（頻譜）搬移到較高的載波頻率上，這種信號(hào)處理方式成為數(shù)字調(diào)制，相應(yīng)的傳輸方式稱為為數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸載波傳輸或頻帶傳輸。數(shù)字調(diào)制也分為三種基本方式：幅度鍵控（ASK），頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。2FSK是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式,它的主要優(yōu)點(diǎn)是: 實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。2. 二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK). 2FSK的概念 FSK ——頻移鍵控調(diào)制FSK（Frequencyshift keying），即用不同的頻率來(lái)表示不同的符號(hào)。如2KHz表示0，3KHz表示1。二進(jìn)制符號(hào)0對(duì)應(yīng)于載波f1，符號(hào)1對(duì)應(yīng)于載頻f2，而且f1與f2之間的改變是瞬時(shí)完成的一種頻移鍵控技術(shù)。它是數(shù)字傳輸中應(yīng)用較廣的一種方式。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。在2FSK中，載波的頻率隨基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化。例如，1碼用頻率f1來(lái)傳輸，0碼用頻率f2來(lái)傳輸，而其振幅和初始相位不變。故其表示式為 式中，假設(shè)碼元的初始相位分別為和；和為兩個(gè)不同的碼元的角頻率；幅度為A為一常數(shù)，表示碼元的包絡(luò)為矩形脈沖。 典型波形如21圖所示。由圖可見。2FSK信號(hào)可以看作兩個(gè)不同載頻的ASK信號(hào)的疊加。因此2FSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式又可以寫成：圖21二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形 .2FSK產(chǎn)生方法2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法有兩種：（1） 模擬法，即用數(shù)字基帶信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻。如圖21（a）所示。（2） 鍵控法，用數(shù)字基帶信號(hào)及其反相分別控制兩個(gè)開關(guān)門電路，以此對(duì)兩個(gè)載波發(fā)生器進(jìn)行選通。如圖21（b）所示。 22圖2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法 這兩種方法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)的波形基本相同，只有一點(diǎn)差異，即由調(diào)頻器產(chǎn)生的2FSK信號(hào)在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)的，而鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)，則分別有兩個(gè)獨(dú)立的頻率源產(chǎn)生兩個(gè)不同頻率的信號(hào)，故相鄰碼元的相位不一定是連續(xù)的。 2FSK信號(hào)的調(diào)制方式 2FSK數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)制原理2FSK調(diào)制就是使用兩個(gè)不同的頻率的載波信號(hào)來(lái)傳輸一個(gè)二進(jìn)制信息序列。可以用二進(jìn)制“1”來(lái)對(duì)應(yīng)于載頻f1，而“0”用來(lái)對(duì)應(yīng)于另一相載頻f2,即由電子開關(guān)在兩個(gè)獨(dú)立的頻率源之間轉(zhuǎn)換形成，這樣的相鄰碼元之間相位不一定連續(xù)。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)（2FSK信號(hào)）。二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加。載波FI開關(guān)2 相加器基帶信號(hào) 反相器 e2fsk載波F2開關(guān)1 2FSK數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)制原理圖 2FSK的解調(diào)方式與抗噪性能2FSK的解調(diào)方式有兩種::a).非相干解調(diào)經(jīng)過調(diào)制后的2FSK數(shù)字信號(hào)通過兩個(gè)頻率不同的帶通濾波器ff2濾出不需要的信號(hào)，然后再將這兩種經(jīng)過濾波的信號(hào)分別通過包絡(luò)檢波器檢波，最后將兩種信號(hào)同時(shí)輸入到抽樣判決器同時(shí)外加抽樣脈沖，最后解調(diào)出來(lái)的信號(hào)就是調(diào)制前的輸入信號(hào)。b)相干解調(diào)根據(jù)已調(diào)信號(hào)由兩個(gè)載波ff2調(diào)制而成，則先用兩個(gè)分別對(duì)ff2帶通的濾波器對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行濾波，然后再分別將濾波后的信號(hào)與相應(yīng)的載波ff2相乘進(jìn)行相干解調(diào)，再分別低通濾波、用抽樣信號(hào)進(jìn)行抽樣判決器即可。最后解調(diào)出來(lái)的信號(hào)就是調(diào)制前的輸入信號(hào)。 在信道中，大多數(shù)具有帶通傳輸特性，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生各種已調(diào)數(shù)字信號(hào)?？梢杂脭?shù)字基帶信號(hào)改變正弦型載波的幅度、頻率或相位中的某個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。也可以用數(shù)字基帶信號(hào)同時(shí)改變正弦型載波幅度、頻率或相位中的某幾個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生新型的數(shù)字調(diào)制?；贛ATLAB軟件，設(shè)計(jì)一2FSK 數(shù)字通信系統(tǒng)。2FSK數(shù)字通信系統(tǒng)，即頻移鍵控的數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng)?？梢曰贛ATLAB仿真軟件以仿真環(huán)境設(shè)計(jì)該系統(tǒng)并其分析該系統(tǒng)的誤碼率分析. MATLAB軟件的介紹MATLAB是一種解釋性執(zhí)行語(yǔ)言，具有強(qiáng)大的計(jì)算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡(jiǎn)單，擴(kuò)充方便，尤其是世界上有成千上萬(wàn)的不同領(lǐng)域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴(kuò)充MATLAB的功能，使其成為了巨大的知識(shí)寶庫(kù)。目前的MATLAB版本已經(jīng)可以方便的設(shè)計(jì)漂亮的界面，它可以像VB等語(yǔ)言一樣設(shè)計(jì)漂亮的用戶接口，同時(shí)因?yàn)橛凶钬S富的函數(shù)庫(kù)（工具箱），所以計(jì)算的功能實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，進(jìn)一步受到了科研工作者的歡迎。另外，,MATLAB和其他高級(jí)語(yǔ)言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語(yǔ)言的混合編程，進(jìn)一步拓寬了MATLAB的應(yīng)用潛力?？梢哉f，MATLAB已經(jīng)也很有必要成為大學(xué)生的必修課之一，掌握這門工具對(duì)學(xué)習(xí)各門學(xué)科有非常重要的推進(jìn)作用。本文基于MATLAB/SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境，根據(jù)模型框圖和數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了調(diào)制解調(diào)電路，利用SIMULINK功能模塊，建立FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真模型，經(jīng)過仿真分析，其結(jié)果與理論分析結(jié)果相同。在仿真過程中，充分發(fā)揮了SIMULINK功能強(qiáng)大，建模簡(jiǎn)單，參數(shù)易于調(diào)整