【文章內(nèi)容簡介】 1和 4ASK 信號 2 疊加產(chǎn)生 16QAM 信號。 16QAM 解調(diào) 采用如圖 ２ －８（ b）所示 方法 ， 分別將 16QAM 調(diào)制波 與 載波 1和載波 2在頻域上 相乘，再經(jīng)過低通濾波，再進行抽樣判決后分別 恢復(fù)兩路原始信號 。 16QAM 調(diào)制和解調(diào)各環(huán)節(jié)仿真波形如下各圖所示。 圖 ３ － ９ 源信號１、源信號２時間波形和頻譜 兩路源信號都是隨機產(chǎn)生 且幅度有四種 取值 ，分別是３、１、－１、－３， 其時間 波形 和頻譜 如圖 ３ － ９ 所示。 19 圖 ３ － １０ 載波１、載波２、 4ASK 信號 4ASK 信號 2 時間波形和頻譜 載波 1經(jīng)過π /2 移相產(chǎn)生載波 2， 源信號 1和 源信號 2分別 與 載波１和載波 2在頻域相乘 后產(chǎn)生 4ASK 信號 4ASK 信號 2，從頻域上看是 源信號 １、２ 中心頻率 分別 經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率 １、２ 上 。 調(diào)制后的信號 時間 波形 分別隨著源信號 1 和源信號 2 幅度變20 化而變化，如圖 ３ － １０ 所示。 圖３ － １１ 噪聲、未加噪聲調(diào)制、加噪聲調(diào)制 16QAM 時間波形和頻譜 4ASK 信號 1 和 4ASK 信號 2經(jīng)過相加器后產(chǎn)生未加噪聲的 16QAM 信號，后 經(jīng)過加性高斯白噪聲信道后 得到 加噪聲調(diào)制 16QAM， 設(shè)信噪比為 SNR=10dB， 各時間波形和頻譜如圖 ３－ １１ 所示 ， 由圖可見， 16QAM 信號經(jīng)過 SNR=10dB 加性高斯白噪聲信道后的波形有明顯的毛刺出現(xiàn)。 21 圖 ３ －１ ２ 相干解調(diào)后 信號 １ 、 低通后信號１、 相干解調(diào)后 信號 ２、低通后 信號 ２ 時間波形和頻譜 解調(diào)時加有 SNR=10dB 噪聲 16QAM 信號 分別 與 載波１和載波２ 在頻域 相乘 后 再經(jīng)過70Hz 低通濾波 器 產(chǎn)生低通后信號１和低通后信號２ ， 各波形和頻譜如圖 ３ － １ ２ 所示 。 22 圖 ３ －１ ３ 抽樣判決后 信號 １、源信號１、 抽樣判決后 信號 ２、源信號２時間波形和頻譜 兩路 經(jīng)過 低通濾波 后 的 信號 ，再分別進行抽樣判決 恢復(fù)出兩路原始數(shù)字信號 。 兩路 抽樣判決后 信號 的 時域波形 和頻譜與 源信號相比 是一致的，說明 都 沒有產(chǎn)生誤碼，如圖 ３ －１ ３ 所示。 23 圖３－ １４ SNR=1dB 時抽樣判決后及源信號時間波形和頻譜 當加性高斯白噪聲信道信噪比 SNR=1dB 時， 兩路抽樣判決后 信號 的 時域波形 和頻譜與源信號相比 都 發(fā)生了 明顯 變化 ，說明 都 產(chǎn)生 了 誤碼，如圖 ３ －１ ４ 所示。 24 ３ .４ 各種調(diào)制比較 （１） 2PSK、 2DPSK 檢測這兩種信號時判決器均可工作在最佳門限電平（零電平）。2DPSK 抗噪聲性能不及 2PSK。 2PSK 系統(tǒng)存在“反向工作”問題，而 2DPSK 系統(tǒng)不存在“反向工作”問題 ， 因此在實際應(yīng)用中，真正作為傳輸用的數(shù)字調(diào)相信號幾乎都是 DPSK信號。 2PSK 信號的帶寬 、頻帶利用率 和 2DPSK 信號 的 相同 。 （２） 16QAM 與 2PSK、 2DPSK 相比， 在相同的碼元速率情況下其信息速率較高，頻 帶 利用率高 ， 但 誤碼率最 高 ， 且實現(xiàn)的難度大。 25 第四章 結(jié)束語 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展日新月異，如今在現(xiàn)實中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分是經(jīng)過改進的，性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式， PSK， DPSK， QAM 等的研究仍然具有很重大的意義，因此，我們選擇了這幾種調(diào)制方式做仿真研究。仿真這幾種理論已經(jīng)很成熟的數(shù)字調(diào)制方式，一方面，可以更容易將仿真結(jié)果與成熟的理論進行比較，從而驗證仿真的合理性；另一方 面，也可以以此為基礎(chǔ)將仿真系統(tǒng)進行改進擴展，使其成為仿真更多的數(shù)字調(diào)制方式的模板。 另外，數(shù)字調(diào)制 解調(diào) 系統(tǒng)只是通信系統(tǒng)的一個重要組成部分，因此，我們所設(shè)計的數(shù)字調(diào)制仿真系統(tǒng)也可以擴展成通信系統(tǒng)的仿真。這種擴展只需在輸入端與調(diào)制器間增加一些數(shù)字基帶處理模塊，如信源編碼、加密、信道編碼等，在解調(diào)后增加相應(yīng)的解碼解密器即可。 26 參考文獻 [1] 樊昌信等 . 通信原理（第 6 版） 2021 國防工業(yè)出版社 [2] 鄧華等 . MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實例詳解 2021 人民郵電出版社 [3] 王立寧 ,樂光新 ,詹菲 . MATLAB 與通信仿真 2021 人民郵電出版社 27 致 謝 28 附 錄 2PSK調(diào)制解調(diào)程序 clear。 t0=。 ts=。 fc=200。 snr=10。 fs=1/ts。 df=。 t=[ts:ts:t0]。 snr_lin=10^(snr/10)。 y=[]。 nm=length(t)。 %生成 2PSK for i=1:10 x=rand。 for j=1:15 l=(i1)*15+j。 c(l)=cos(2*pi*fc*t(l))。 c1(l)=cos(2*pi*fc*t(l)+pi)。 if x= mi(l)=1。 y(l)=c(l)。 elseif x mi(l)=0。 y(l)=c1(l)。 end end end %加噪聲 signal_power=spower(y(1:length(t)))。 % power in modulated signal noise_power=signal_power/snr_lin。 % pute noise power noise_std=sqrt(noise_power)。 % pute noise standard deviation noise=noise_std*randn(1,length(y))。 % generate noise r=y+noise。 % add noise to the modulated signal %時域頻域轉(zhuǎn)換 m=mi。 [M,m,df1]=fftseq(m,ts,df)。 M=M*ts。 f=[0:df1:df1*(length(m)1)]fs/2。 [Y,y,df1]=fftseq(y,ts,df)。 Y=Y*ts。 [C,c,df1]=fftseq(c,ts,df)。 C=C*ts。 [R,r,df1]=fftseq(r,ts,df)。 R=R*ts。 [NOISE,noise,df1]=fftseq(noise,ts,df)。 NOISE=NOISE*ts。 %解調(diào) 29 f_cutoff=70。%70Hz低通濾波器 n_cutoff=floor(70/df1)。 H=zeros(size(f))。 H(1:n_cutoff)=2*ones(1,n_cutoff)。 H(length(f)n_cutoff+1:length(f))=2*ones(1,n_cutoff)。 yy=r.*c。 [YY,yy,df1]=fftseq(yy,ts,df)。 YY=YY*ts。 DEM=H.*YY。%濾波 dem=real(ifft(DEM))/fs。 dem=dem(1:length(t))。 yout=dem。 for i=(1:length(t))。% 判決 ， 得到解調(diào)結(jié)果 if yout(1,i)0。 yout(1,i)=1。 else yout(1,i)=0。 end。 end。 [YOUT,yout,df1]=fftseq(yout,ts,df)。 YOUT=YOUT*ts。 pause。 %仿真 pause。 figure(1)。 subplot(2,2,1)。 plot(t,mi(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。源信號波形 39。)。 subplot(2,2,2)。 plot(f,abs(fftshift(M)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。源信號頻譜 39。)。 subplot(2,2,3)。 plot(t,c(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。載波波形 39。)。 subplot(2,2,4)。 plot(f,abs(fftshift(C)))。xlabel(39。Frequency39。)。title(39。載波頻譜 39。)。 pause。 figure(2) subplot(3,2,1)。 plot(t,noise(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。噪聲波形 39。)。 subplot(3,2,2)。 plot(f,abs(fftshift(NOISE)))。xlabel(39。Frequency39。)。title(39。噪聲頻譜 39。)。 subplot(3,2,3)。 plot(t,y(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。未加噪聲調(diào)制波形 39。)。 subplot(3,2,4)。 plot(f,abs(fftshift(Y)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。未加噪聲調(diào)制頻譜 39。)。 subplot(3,2,5)。 plot(t,r(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。加噪聲調(diào)制波形 39。)。 subplot(3,2,6)。 plot(f,abs(fftshift(R)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。加噪聲調(diào)制頻譜 39。)。 pause。 figure(3)。 subplot(2,2,1)。 30 plot(t,yy(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。相干解調(diào)后波形 39。)。 subplot(2,2,2)。 plot(f,abs(fftshift(YY)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。相干解調(diào)后頻譜 39。)。 subplot(2,2,3)。 plot(t,dem(1:length(t)))。grid。xlabel(39。Time39。)。title(39。低通后波形 39。)。 subplot(2,2,4)。 plot(f,abs(fftshift(DEM)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。低通后頻譜 39。)。 pause。 figure(4) subplot(2,2,1)。 plot(t,yout(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。抽樣判決后 波形 39。)。 subplot(2,2,2)。 plot(f,abs(fftshift(YOUT)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。抽樣判決后頻譜 39。)。 subplot(2,2,3)。 plot(t,mi(1:length(t)))。grid。axis([0 2 2])。xlabel(39。Time39。)。title(39。源信號波形 39。)。 subplot(2,2,4)。 plot(f,abs(fftshift(M)))。xlabel(39。Frequency39。)。 title(39。源信 號頻譜 39。)。 2DPSK調(diào)制解調(diào)程序 clear。 t0=。 ts=。 fc=200。 snr=10。 fs=1/ts。 df=。 t=[ts:ts:t0]。 snr_lin=10^(snr/10)。 y=[]。 nm=length(t)。 %生成 2DPSK bn=[]。bn(1)=1。%bn是差分碼，設(shè) bn的第一個符號為 1 for i=1:10 x=rand。