【正文】 sinwct串/并轉換差分相位解碼LPFLPF∑ 放大大輸入數據 圖 π/4DQPSK 調制器原理框圖 正交振幅調制 正交振幅調制(QAM)是二進制的 PSK、四進制的 QPSK 調制的進一步推廣，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制方式，從而可以使數據可以在限定的頻帶內以更高速率的數據傳輸。正交振幅調制的一般表達式為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。QAM 信號一般多采用相干解調，常用的 QAM 信號的結構設計準則是在信號串/并轉換 ∑Tb功率相同的條件下，選擇信號空間中信號點之間距離最大的信號結構。第五章 系統(tǒng)設計與仿真 數字通信系統(tǒng)的調制方式有很多，但在實際應用中，數字基帶信號多為二進制。因此，本文只對最基本的二進制振幅鍵控 2ASK、二進制頻率鍵控 2FSK 和二進制相移鍵控 2PSK 三種數字調制方式進行調制解調的仿真。 2ASK 信號的調制與解調 2ASK 信號調制仿真（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制鍵控信號。（2）參數設置。建立好模型之后就要設置系統(tǒng)參數，來對系統(tǒng)進行仿真。系統(tǒng)的仿真參數設置如圖 所示。圖 正弦信號參數設置圖 方波信號源的參數設置其中 sin 函數是幅度為 頻率為 1Hz、采樣周期為 的雙精度 DSP 信號。方波的幅度設置為 周期為 脈沖持續(xù)設置 采樣時間為 1。（3）系統(tǒng)仿真及各點波形圖。設置完系統(tǒng)的參數后，就可以進行系統(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過乘法器后輸出的 2ASK 信號。圖 仿真各點波形圖 2ASK 信號解調仿真（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。圖 2ASK 解調模型（1）參數設置。為了使載波和信息源的頻率有明顯的差別，載波的頻率設置的要相對高一些，這里設置為 150Hz。為了更好的恢復出信源信號，此處直接使用原載波信號作為同步載波信號。主要部件的參數設置如圖 所示。圖 低通濾波器的參數設置（2）系統(tǒng)仿真及各點波形。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，第五個是經過低通濾波器的波形，第六個是經抽樣判決器后解調出的原始信號。（3）誤碼率分析。由于在解調過程中沒有信道和噪聲，所以誤碼率相對較小，一般是由于碼間串擾或是參數設置的問題，可以得出此系統(tǒng)的誤碼率為 。圖 解調波形圖 2FSK 信號的調制與解調 2FSK 信號調制仿真（1）建立系統(tǒng)模型。2FSK 信號產生的 SIMULINK 仿真模型圖如圖 所示。圖 2FSK 信號 SIMULINK 調制模型（2）參數設置。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，經相乘器和相加器生成2FSK。信號源 s(t)序列本應該是用隨機的 0、1 信號產生的，在此為了方便仿真選擇了基于采樣的 Pulse Generator 信號模塊，其參數設置如圖 。圖 信號源模塊參數圖 載波 sin wave 參數設置如圖 所示，其幅度為 2，頻率 f1=1Hz，采樣時間為 ，載波為單精度信號。圖 載波 sin wave1 參數設置如圖 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，第四個是調制后的 2FSK 信號。圖 2FSK 信號調制波形圖 2FSK 信號解調仿真（1）2FSK 解調系統(tǒng)模型如下圖所示。其中 From File 是 2FSK 信號的調制模塊，兩個帶通濾波器分別將 2FSK 信號上下分頻為 和 ，再經過與載波相乘，經1f2過低通濾波后兩路信號相加，再經抽樣判決器解調出原始信號。圖 2FSK 解調框圖（2）參數設置。圖 和圖 分別是對上下兩路進行分頻的帶通濾波器的參數設置。 圖 2FSK 信號 f1 帶通濾波器參數設置圖 2FSK 信號 帶通濾波器參數設置2f（3）系統(tǒng)仿真及各點波形。圖 2FSK 信號解調仿真波形 2PSK 信號的調制與解調 2PSK 信號調制仿真（1）2PSK 信號系統(tǒng)模型。此處用已調信號載波的 0176。和 180176。分別表示二進制數字基帶信號的“1”和“0” 。用兩個反相的載波信號進行調制，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 信號調制框圖（2）參數設置。圖 Sine Wave1 參數設置圖 Sine Wave2 參數設置圖 脈沖信號的參數設置脈沖信號是幅度為 周期為 占空比為 50%的時鐘的信號。（3）仿真波形。仿真波形如圖 所示。圖 2PSK 調制信號波形圖 2PSK 信號解調仿真（1）建立 SIMULINK 模型。2PSK 信號與本地載波相乘后進入低通濾波器，在經過抽樣判決器解調出原始信號。圖 2PSK 信號調制系統(tǒng)模型（2）參數設置。信號源參數設置如圖 所示。圖 信號源參數設置（3）仿真波形。2PSK 信號解調的各點波形如圖 所示。圖 2PSK 信號解調波形（4）結果分析。由上圖可以看出其誤碼率為 ，這里的誤碼率是由參數設置、系統(tǒng)的不準確性和碼間影響引起的。結論本文主要研究了數字通信系統(tǒng)的工作原理和對數字信號調制解調時常用的一些方法。另外，為了使讀者對數字調制有更清楚的概念，本文也列出了模擬調制的方法，以便讓讀者在兩者之間進行對比，從而加深理解。在實際的通信系統(tǒng)中選擇調制解調方式時要考慮很多因素，需要根據實際情況選擇合適的調制解調方式：當信道存在嚴重的衰落時，因為這時在接收端不容易得到同步解調所需的相干載波所以這時常采用非相干檢測；當發(fā)射機有嚴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，應該選擇 2PSK 和2DPSK，而 2ASK 最不可??；當要減少誤碼率時，需要選擇相干方式，若同為相干解調，要首選 2PSK；如果帶寬是主要的要求，則應考慮 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，需要考慮到設備的復雜性時，則非相干方式比相干方式更為適宜。同為非相干解調時，2ASK 最簡單，2DPSK 最復雜。因為調制與解調是通信系統(tǒng)中十分重要的一個環(huán)節(jié)，所以本文對常用的二進制數字信號的調制解調方法進行仿真，并對結果進行分析。通過對數字信號的調制解調過程進行 MATLAB/SIMULINK 建模仿真，使我對二進制數字調制系統(tǒng)的原理有了更深的理解，促進了知識的應用。同時，也掌握了 MATLAB 軟件的使用，學會了使用 SIMULINK 進行建模仿真，為今后繼續(xù)在有關方面的學習和研究打下了很好的基礎。通過切身的操作，我總結了 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，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)運行的條件和模型中應該注意的問題。（3）仿真速度。一方面，內存大小會影響到仿真速度。一般來說內存越大仿真越快。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定得過小，雖然可以得到仿真過程中的一些細節(jié)，但是會產生不必要的輸出，因此應該選擇適當大小的仿真步長。參考文獻[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 , 2022. 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