【文章內(nèi)容簡介】 、擴頻通信 領(lǐng)域 ，發(fā)展寬頻帶、高搜索跟蹤速度與超大干擾功率的新一代偵察、測向與干擾設(shè)備，發(fā)展新體制通信對抗設(shè)備； 2） 通信對抗設(shè)備朝著多平臺、一體化的方向發(fā)展； 3） 多功能、模塊化電子設(shè)備中的部件朝著小型化、模塊化、標準化、系列化方向發(fā)展，電子設(shè)備的功能也向多元化發(fā)展； 4） 通信對抗向數(shù)字化、軟件化方向發(fā)展 。 通信對抗系統(tǒng)作為信息化部隊的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是集偵察、測向、干擾等設(shè)備于一體 的有機組合，能發(fā)揮出單機無法實現(xiàn)的優(yōu)越對抗功能，其發(fā)展受到各國軍界的普遍重視。 本課題任務(wù) 完成對數(shù)字通信系統(tǒng)和 GUI 的理論介紹，建 立 2PSK 和 QPSK 的調(diào)制解調(diào)仿真 平臺模型。仿真產(chǎn)生音頻干擾信號、窄帶噪聲干擾信號。將生成的干擾 信號 加載到不同的數(shù)字調(diào)制模型中去，計算其解調(diào)后的 傳輸 誤碼率，通過大量的仿真和數(shù)據(jù)計算， 分析 兩種干擾對 2PSK 和 QPSK 信號的 傳輸 誤碼率的影響 。利用 MATLAB 完成 設(shè)計 。 設(shè)計應用領(lǐng)域 設(shè)計主要用于實驗室建設(shè)， 由于現(xiàn)階段學院實驗室在 MPSK 數(shù)字 信號干擾方面的軟件和硬件平臺不夠完善，缺少這一部分的軟件仿真平臺，給正常的教學授課帶來不便。因此，本設(shè)計主要用于以后教師在 MPSK—— 主要針對 2PSK 和 QPSK 的 信 號形成、干擾效果仿真和誤碼率分析等方面的教學工作的展開。 論文章節(jié)安排 論文共分為 五 個章節(jié)， 以 下是各個章節(jié)的內(nèi)容安排： 第一章 ：緒論。主要介紹通信對抗的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢，介紹了通信對抗的基本任務(wù)以及本設(shè)計的設(shè)計任務(wù)和應用領(lǐng)域，并對章節(jié)安排做簡要概述。 第二章 ： 2PSK 和 QPSK 的 調(diào)制解調(diào)模型。主要介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)的模型。針對2PSK 和 QPSK， 分析了其調(diào)制解調(diào)模型。 西南科技大學本 科生畢業(yè)論文 4 第三章 ： 數(shù)字信號的 通信干擾原理。主要介紹通信干擾的一般過程和干擾特點以及干擾原理。對設(shè)計中用到的單音干擾信號和窄帶高斯噪聲信號 作了 理論分析和 給出了 相應波形 。 第四章 ： 2PSK 和 QPSK 信號的平臺仿真 。主要利用 GUI 程序設(shè)計，建立 2PSK 和QPSK 的仿真界面，并對 2PSK 和 QPSK 進行仿真試驗。 第五章 ： 2PSK 和 QPSK 進行噪聲性能分析 。 主要分析通信過程中在不同噪聲情況下的誤碼率。 西南科技大學本 科生畢業(yè)論文 5 第 2 章 2PSK 和 QPSK 的 調(diào)制解調(diào)模型 概述 本章主要分析 2PSK 和 QPSK 基本理論和調(diào)制解調(diào)模型。首先 簡單 介紹 了 數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型，然后討論 2PSK 和 QPSK 的基本調(diào)制方式以及調(diào)制解調(diào)的實現(xiàn)方法，并給出仿真 波形 。 數(shù)字通信系統(tǒng)的模型 19 世紀開始發(fā)展電通信以來，通信技術(shù)發(fā)展的很快，特別是 20 世紀 50 年代以后發(fā)展更為迅速。從最早的語言通信方式到信息時代的高速通信網(wǎng)絡(luò)的建立。現(xiàn)代通信已經(jīng)成為支撐現(xiàn)代經(jīng)濟、政治最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。 傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和 稱為 通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的一般模型 [5]如圖 21所示。 信 息 源發(fā) 送設(shè) 備傳 輸媒 介接 收設(shè) 備收 信 者干 擾 圖 21 通信系統(tǒng)的一般模型 對于數(shù)字通信系統(tǒng)來說，發(fā)送設(shè)備可以分為信道編碼與信源編碼兩部分；接收設(shè)備可以分為信道解碼和信源解碼兩部分，如圖 22[5]所示。 信源信 源編 碼傳 輸媒 介信 道編 碼調(diào)制收信者信 源譯 碼信 道譯 碼解調(diào)噪 聲干 擾 圖 22 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 西南科技大學本 科生畢業(yè)論文 6 信 源編碼是把連續(xù)消息變換為數(shù)字信號；而信道編碼則是使數(shù)字信號與傳輸媒介匹配，提高傳輸?shù)目煽啃?和 有效性。一個典型的數(shù)字通信系統(tǒng)可能包含三種基本的信息變換過程，即編碼 /解碼、加密 /解謎、調(diào)制 /解調(diào)處理。三種處理可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行選擇。 1) 編碼 /解碼變換 通信系統(tǒng)中的編碼 /解碼變換按照其目的分為信源編碼和信道編碼，信源編碼的任務(wù)是把信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換為二進制信息流，以提高通信系統(tǒng)的傳輸速率。而信道編碼是為了減少傳輸過程中的錯誤而采取的編碼措施，是為了提高通信系統(tǒng)傳輸信息的可靠性。 2) 加密 /解密 當需要保密通信時，可以 對所傳輸?shù)男畔⑦M行人為“擾亂”，以滿足要求。 3) 調(diào)制 /解調(diào) 調(diào)制在通信系統(tǒng)中有兩種重要作用，調(diào)制的主要作用是將基帶信號的頻譜搬移到射頻上去，使信號變換為適合于信道傳輸或者實現(xiàn)信道復用的頻帶信號；其次 ， 它可以提高系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃院陀行?。在通信系統(tǒng)中，發(fā)送設(shè)備通常需要調(diào)制過程，而接收設(shè)備中需要解調(diào)過程，調(diào)制和解調(diào)兩者是互逆的。 數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)原理 數(shù)字基帶信號在無線信道中并不能直接進行基帶傳輸 —— 將編碼后的數(shù)字脈沖信號直接送入傳輸媒介中進行傳輸。必須用數(shù)字信號對載波進行調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號的功率譜 搬移到載頻附近，從而形成數(shù)字頻帶調(diào)制信號。如同傳輸模擬信號時一樣，傳輸數(shù)字基帶信號時也有三種基本的調(diào)制方式：幅度鍵控 （ ASK） 、頻移鍵控 （ FSK） 和相移鍵控 （ PSK） 。其分別通過控制載波的幅度，頻率和相位，從而產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號。數(shù)字基帶信號可以是二進制的，也可以是多進制的，因此，又可以分為二進制數(shù)字調(diào)制和多進制數(shù)字調(diào)制。本文主要研究二進制相移鍵控（ 2PSK）和 四 進制相移鍵控（ QPSK）。 2PSK 信號的調(diào)制與解調(diào) 在二進制數(shù)字調(diào)制中，當正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生二進制 相移鍵控 （ 2PSK） 信號。在二進制相移鍵控中，載波的相位隨調(diào)制信號 1 或 0 而變化，通常用相位 ?0 和 ?180 來分別表示 1 或 0。二進制相移鍵控已調(diào)信號的時域表達式 [6]為 西南科技大學本 科生畢業(yè)論文 7 ? ? tnTtgatScsn nP S K ?c o s][)(2 ?? ? （ 21） 式（ 21）中， na 與 2ASK 及 2FSK 時的不同，在 2PSK 調(diào)制中應選擇雙極性。 即： ? P.. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .1 P1.. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . ., . . . . . . . . .1 概率為， 概率為???na （ 22） 因此 ， 在某個信號間隔內(nèi)觀察 2PSK 已調(diào)信號 時 ，若 )(tg 是幅度為 1 寬度為 sT 的矩形脈沖，則有 ????? 或0),c o s (c o s)(2 ????? iiccP SK tttS ? （ 23） 式（ 23）中可以看出，當發(fā)送二進制符號為 1 時， 1?na ，此時已調(diào)制信號 )(2 tSPSK 取0 相位；當發(fā)送二進制符號為 0 時， 1??na ，此時已調(diào)制信號 )(2 tSPSK 取 ? 相位。 當數(shù)字信號傳輸速率與載波頻率間有確定的倍數(shù)關(guān)系時，典型的波形如圖 23 所示。 圖 23 2PSK 信號的時域波形和功率譜（雙邊帶） 一般情況下二進制相移鍵控信號的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜組成，其結(jié)構(gòu)與二進制幅度鍵控信號的功率譜密度類似，帶寬是基帶信號 帶寬的兩倍。當 0 與 1 出現(xiàn)概率相等時，不存在離散譜。 西南科技大學本 科生畢業(yè)論文 8 2PSK 信號的調(diào)制原理圖 [7]如圖 24 所示。其中圖 24（ a）是采用模擬調(diào)制的方式產(chǎn)生 2PSK 信號，圖 24（ b）是采用數(shù)字鍵控的方法產(chǎn)生 2PSK 信號。 設(shè)計中主要利用模擬調(diào)制的方式 形成 2PSK 通信信號 。 在產(chǎn)生 2PSK 信號時應該注意， 2PSK 是雙極性非歸零 碼的雙邊帶調(diào)制。 碼型變換 乘法器s(t)雙極性不歸零碼 tc?coste PSK2 tc?cos移 相0 ?s ( t )te PSK2 （ a） 相乘法 （ b） 相位選擇法 圖 24 2PSK 調(diào)制原理圖 2PSK 信號可以看做是雙極性 基帶信號作用下的 DSB 調(diào)幅信號 。 因 此 ，它的解調(diào) 必須 采 用相干解調(diào)。其 相干解調(diào)器模型 [4]如圖 25 所示。 2PSK 信號的相干解調(diào)實際上是輸入 已調(diào)信號與本地載波信號進行極性比較的過程 。 由于 2PSK 信號實際上是以一個固定初相的未調(diào)載波為參考，因此，解調(diào)時 如何得到 同頻同相的同步載波 尤為重要 。如果同步載波的相位發(fā)生變化，如 0 相位變?yōu)?π相位或 π相位變?yōu)?0 相位，則恢復的數(shù)字信息就會發(fā)生“ 0”變“ 1”或“ 1”變“ 0”，從而造成錯誤的恢復。這種因為本地參考載波倒相，而在接收端發(fā)生錯誤恢復的現(xiàn)象稱為“倒 π”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。 由于絕對相移容易產(chǎn)生相位模糊 。 因 此 ，在 實際 應用中應用較少 ，但并不影響我們對其理論研究。 乘 法 器 L P Fx ( t )抽 樣 脈 沖tc?cos 抽 樣 判 決v ( t ) 圖 25 2PSK 信號的相干解調(diào)模型 QPSK 信號的調(diào)制與解調(diào) M 進制相位調(diào)制的一般表達式為： ? ? )c o s ()(n tnTtgtS ?? ??? ?