【導(dǎo)讀】導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。許他人依法合理使用。及，使得通信技術(shù)日新月異?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容。量大、傳輸質(zhì)量好，因此通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜。計研發(fā)環(huán)節(jié)中，軟件仿真已成為必不可少的部分。實驗周期短等特點(diǎn)。包，對數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并且對仿真結(jié)果進(jìn)行誤差分析，從而對現(xiàn)代數(shù)字通信有更加明確的認(rèn)識和直觀的了解。況選擇最合適的調(diào)制方式，進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字通信的發(fā)展。結(jié)果進(jìn)行誤差分析，對設(shè)計進(jìn)行總結(jié)歸納。

　　

【正文】 差分相位解碼LPFLPF∑ 放大大輸入數(shù)據(jù) 圖 π/4DQPSK 調(diào)制器原理框圖 正交振幅調(diào)制 正交振幅調(diào)制(QAM)是二進(jìn)制的 PSK、四進(jìn)制的 QPSK 調(diào)制的進(jìn)一步推廣，通過相位和振幅的聯(lián)合鍵控，可以得到更高頻譜效率的調(diào)制方式，從而可以使數(shù)據(jù)可以在限定的頻帶內(nèi)以更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。正交振幅調(diào)制的一般表達(dá)式為y(t)=Amcoswct+Bmsinwct 0≤tTS 式中：T S 為碼元寬度；m=1,2,…M,M為 Am 和 Bm 的電平數(shù)。QAM 信號一般多采用相干解調(diào)，常用的 QAM 信號的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則是在信號串/并轉(zhuǎn)換 ∑Tb濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）23功率相同的條件下，選擇信號空間中信號點(diǎn)之間距離最大的信號結(jié)構(gòu)。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）18第五章 系統(tǒng)設(shè)計與仿真 數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制方式有很多，但在實際應(yīng)用中，數(shù)字基帶信號多為二進(jìn)制。因此，本文只對最基本的二進(jìn)制振幅鍵控 2ASK、二進(jìn)制頻率鍵控 2FSK 和二進(jìn)制相移鍵控 2PSK 三種數(shù)字調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制解調(diào)的仿真。 2ASK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2ASK 信號調(diào)制仿真（1）建立系統(tǒng)模型。從 Simulink 工具箱選擇器件用來組建系統(tǒng)模型：從Sources 中選取 Pulse Generator 作為方波信號源，再從 Sources 中選取 sine wave 作為載波信號，然后從 Math 中選取 Product 作為乘法器，再從 sinks 中選取 to file 模塊，最后從 Sinks 中選取 Scope 作為示波器。Simulink 的組建模型如圖 所示。圖 2ASK 信號調(diào)制仿真模型正弦信號是載波信號，方波代表 s(t)序列的信號源，正弦信號和方波相乘后就得到二進(jìn)制鍵控信號。（2）參數(shù)設(shè)置。建立好模型之后就要設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，來對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置如圖 所示。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）19圖 正弦信號參數(shù)設(shè)置圖 方波信號源的參數(shù)設(shè)置其中 sin 函數(shù)是幅度為 頻率為 1Hz、采樣周期為 的雙精度 DSP 信號。方波的幅度設(shè)置為 周期為 脈沖持續(xù)設(shè)置 采樣時間為 1。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）20（3）系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形圖。設(shè)置完系統(tǒng)的參數(shù)后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。下面第一個波形是方波信號源輸出的方波；第二個波形正弦信號源輸出的頻率為1Hz 的正弦波；第三個是方波與正弦波經(jīng)過乘法器后輸出的 2ASK 信號。圖 仿真各點(diǎn)波形圖 2ASK 信號解調(diào)仿真（1）建立 Simulink 模型。從 Simulink 模塊選擇器件組建系統(tǒng)模型：從Sources 中選取 Pulse Generator 作為方波信號源，再從 DSP 工具箱的 DSP Sources中選取 sine wave 作為載波信號，然后從 Math Operations 中選取 Product 作為乘法器，最后從 Sinks 中選取 Scope 作為示波器。Simulink 的組建模型如圖 所示。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）21圖 2ASK 解調(diào)模型（1）參數(shù)設(shè)置。為了使載波和信息源的頻率有明顯的差別，載波的頻率設(shè)置的要相對高一些，這里設(shè)置為 150Hz。為了更好的恢復(fù)出信源信號，此處直接使用原載波信號作為同步載波信號。主要部件的參數(shù)設(shè)置如圖 所示。圖 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）22（2）系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形。仿真波形如圖 所示，其中，第一個波形是原始信號，第二個是載波信號，第三調(diào)制后的 2ASK 信號，第四個是 2ASK 信號與載波信號相乘后得到的信號，第五個是經(jīng)過低通濾波器的波形，第六個是經(jīng)抽樣判決器后解調(diào)出的原始信號。（3）誤碼率分析。由于在解調(diào)過程中沒有信道和噪聲，所以誤碼率相對較小，一般是由于碼間串?dāng)_或是參數(shù)設(shè)置的問題，可以得出此系統(tǒng)的誤碼率為 。圖 解調(diào)波形圖 2FSK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2FSK 信號調(diào)制仿真（1）建立系統(tǒng)模型。2FSK 信號產(chǎn)生的 SIMULINK 仿真模型圖如圖 所示。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）23圖 2FSK 信號 SIMULINK 調(diào)制模型（2）參數(shù)設(shè)置。sine wave 和 sine wave1 是兩個頻率分別為 f1 和 f2 的載波，Pulse Generator 模塊是信號源，NOT 實現(xiàn)方波的反相，經(jīng)相乘器和相加器生成2FSK。信號源 s(t)序列本應(yīng)該是用隨機(jī)的 0、1 信號產(chǎn)生的，在此為了方便仿真選擇了基于采樣的 Pulse Generator 信號模塊，其參數(shù)設(shè)置如圖 。圖 信號源模塊參數(shù)濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）24圖 載波 sin wave 參數(shù)設(shè)置如圖 所示，其幅度為 2，頻率 f1=1Hz，采樣時間為 ，載波為單精度信號。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）25圖 載波 sin wave1 參數(shù)設(shè)置如圖 所示，該載波是幅度為 頻率為 2Hz、采樣時間為 的單精度信號。（3）系統(tǒng)仿真及波形。系統(tǒng)的仿真的結(jié)果如下圖所示。其中，第一個波形是原始信號，第二個是正弦載波周期為 1Hz 的載波信號，第三個是周期為 2Hz 的正弦載波，第四個是調(diào)制后的 2FSK 信號。圖 2FSK 信號調(diào)制波形圖 2FSK 信號解調(diào)仿真（1）2FSK 解調(diào)系統(tǒng)模型如下圖所示。其中 From File 是 2FSK 信號的調(diào)制模塊，兩個帶通濾波器分別將 2FSK 信號上下分頻為 和 ，再經(jīng)過與載波相乘，經(jīng)1f2過低通濾波后兩路信號相加，再經(jīng)抽樣判決器解調(diào)出原始信號。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）26圖 2FSK 解調(diào)框圖（2）參數(shù)設(shè)置。圖 和圖 分別是對上下兩路進(jìn)行分頻的帶通濾波器的參數(shù)設(shè)置。 圖 2FSK 信號 f1 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）27圖 2FSK 信號 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置2f（3）系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形。圖 2FSK 信號解調(diào)仿真波形濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）28 2PSK 信號的調(diào)制與解調(diào) 2PSK 信號調(diào)制仿真（1）2PSK 信號系統(tǒng)模型。此處用已調(diào)信號載波的 0176。和 180176。分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的“1”和“0” 。用兩個反相的載波信號進(jìn)行調(diào)制，其系統(tǒng)框圖如下圖所示。其中 Sine Wave1 和 Sine Wave2 是反相的載波，用正弦脈沖作為信號源。圖 2PSK 信號調(diào)制框圖（2）參數(shù)設(shè)置。圖 Sine Wave1 參數(shù)設(shè)置濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）29圖 Sine Wave2 參數(shù)設(shè)置圖 脈沖信號的參數(shù)設(shè)置脈沖信號是幅度為 周期為 占空比為 50%的時鐘的信號。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）30（3）仿真波形。仿真波形如圖 所示。圖 2PSK 調(diào)制信號波形圖 2PSK 信號解調(diào)仿真（1）建立 SIMULINK 模型。2PSK 信號與本地載波相乘后進(jìn)入低通濾波器，在經(jīng)過抽樣判決器解調(diào)出原始信號。圖 2PSK 信號調(diào)制系統(tǒng)模型濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）31（2）參數(shù)設(shè)置。信號源參數(shù)設(shè)置如圖 所示。圖 信號源參數(shù)設(shè)置（3）仿真波形。2PSK 信號解調(diào)的各點(diǎn)波形如圖 所示。圖 2PSK 信號解調(diào)波形濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）32（4）結(jié)果分析。由上圖可以看出其誤碼率為 ，這里的誤碼率是由參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)的不準(zhǔn)確性和碼間影響引起的。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）33結(jié)論本文主要研究了數(shù)字通信系統(tǒng)的工作原理和對數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)時常用的一些方法。另外，為了使讀者對數(shù)字調(diào)制有更清楚的概念，本文也列出了模擬調(diào)制的方法，以便讓讀者在兩者之間進(jìn)行對比，從而加深理解。在實際的通信系統(tǒng)中選擇調(diào)制解調(diào)方式時要考慮很多因素，需要根據(jù)實際情況選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式：當(dāng)信道存在嚴(yán)重的衰落時，因為這時在接收端不容易得到同步解調(diào)所需的相干載波所以這時常采用非相干檢測；當(dāng)發(fā)射機(jī)有嚴(yán)格的功率限制時可以考慮采用同步檢測；在抗加性高斯白噪聲方面，應(yīng)該選擇 2PSK 和2DPSK，而 2ASK 最不可??；當(dāng)要減少誤碼率時，需要選擇相干方式，若同為相干解調(diào)，要首選 2PSK；如果帶寬是主要的要求，則應(yīng)考慮 2PSK、2DPSK 和2ASK，而 2FSK 是最不可取的；如果受資金、環(huán)境等因素的限制，需要考慮到設(shè)備的復(fù)雜性時，則非相干方式比相干方式更為適宜。同為非相干解調(diào)時，2ASK 最簡單，2DPSK 最復(fù)雜。因為調(diào)制與解調(diào)是通信系統(tǒng)中十分重要的一個環(huán)節(jié)，所以本文對常用的二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)方法進(jìn)行仿真，并對結(jié)果進(jìn)行分析。通過對數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)過程進(jìn)行 MATLAB/SIMULINK 建模仿真，使我對二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理有了更深的理解，促進(jìn)了知識的應(yīng)用。同時，也掌握了 MATLAB 軟件的使用，學(xué)會了使用 SIMULINK 進(jìn)行建模仿真，為今后繼續(xù)在有關(guān)方面的學(xué)習(xí)和研究打下了很好的基礎(chǔ)。通過切身的操作，我總結(jié)了 SIMULINK 建模時的一些注意事項：（1）建模。建模時要把需要解決的問題提前想清楚，最好先在紙上畫出草圖，然后再在電腦上輸入，這樣能減少糾錯次數(shù)，提高效率。（2）模型的完善。系統(tǒng)模型要層次清晰明了，在模型中可以添加一些注釋信息，解釋系統(tǒng)運(yùn)行的條件和模型中應(yīng)該注意的問題。（3）仿真速度。一方面，內(nèi)存大小會影響到仿真速度。一般來說內(nèi)存越大仿真越快。另一方面，外還要合理選擇仿真步長。將仿真步長或者采樣周期設(shè)定得過小，雖然可以得到仿真過程中的一些細(xì)節(jié)，但是會產(chǎn)生不必要的輸出，因此應(yīng)該選擇適當(dāng)大小的仿真步長。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）34參考文獻(xiàn)[1] 樊昌信, 曹麗娜. 通信原理（第6版）[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社 , 2020. 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