【導(dǎo)讀】據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表?；蜃珜戇^的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作。了明確說明并表示謝意。電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允。許論文（設(shè)計）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫。行仿真，最后對系統(tǒng)的有效性進(jìn)行分析。

　　

【正文】 的，即基帶信號受載波的相位控制?！?0”與“ 1”之間的相位相差 ? 。當(dāng) 2PSK 經(jīng)過信道后有加性噪聲。 帶通濾波器 相乘器低通濾波器抽樣判決器定時脈沖輸出)(2 te PS Ktc?c o sabc d e石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 圖 313 2PSK 的解調(diào) 2PSK 經(jīng)帶通濾波之后濾除部分噪聲，然后與相干載波相乘，再經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，抽樣判決解調(diào)后輸出。完成了 2PSK 的調(diào)制解調(diào)過程?？梢钥吹浇庹{(diào)后的信號與原基帶信號相同。 圖 314 2PSK 功率譜密度 從圖 314 可以看出：功率譜密度與 2ASK 的十分相似，帶寬也似基帶信號帶寬的兩倍。區(qū)別僅在于的當(dāng) P=1/2 時，其譜中無離散譜（即載波分量），此時 2PSK 信號實際上相當(dāng)于抑制載波的雙邊帶信號?？梢钥醋魇请p極性基帶信號作用下的調(diào)幅信號。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 2DPSK 系統(tǒng)設(shè)計 2DPSK 系統(tǒng)框圖設(shè)計 圖 315 2DPSK 信號調(diào)制器原理 圖 316 2DPSK 差分相干解調(diào)原理框圖 圖 315 是 2DPSK 采用的鍵控法調(diào)制原理框圖。先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，載波相位為 0，載波經(jīng) 180176。 移向相位為 ? ，例如當(dāng)經(jīng)過碼變換后的基帶信號為 1 時開關(guān)電路打到 0 相位，當(dāng)基帶信號為 0 時打到 ? 相位，而后合成 2PSK 信號 。圖 316 是 2DPSK 采用差分相干解調(diào)，用這種方法解調(diào)不需要專門的相干載波，只需要由收到的 2DPSK 信號延時 一個碼元間隔，然后與 2DPSK 信號本身相乘 [10]。 2DPSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)波形仿真 圖 317 2DPSK 的產(chǎn)生及碼反變換 tc?c o s)( ts)(2 te D PS K開關(guān)電路移相01800?碼變換帶通濾波器 相乘器低通濾波器抽樣判決器定時脈沖輸出)(D P S K2 te延遲 T sabc d e石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 圖 317 中第一波形是基帶信號，第二波形是 2DPSK 已調(diào)信號，從波形中可以看出 2DPSK 也是靠相位的變化來傳輸數(shù)字信息的，經(jīng)過信道加入噪聲，但我們知道2DPSK 是根據(jù)前后碼元相位載波相 位變化來傳遞數(shù)字信息的所以要經(jīng)過碼反變換。 圖 318 2DPSK 調(diào)制解調(diào) 圖 318 中第一個波形是經(jīng)過帶通濾波器后波形濾除部分噪聲，然后與相干載波相乘，經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量抽樣判決后是原基帶信號。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 第 4 章 多進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的仿真設(shè)計 4ASK 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析 MASK 是 2ASK 的推廣，以 4ASK 為例仿真， 4ASK 系統(tǒng)的調(diào)制與 2ASK 系統(tǒng)類似。調(diào)制器可采用乘法器，解調(diào)器也可采用相干與非相干兩種方法。 圖 41 4ASK 仿真波形 圖 42 4ASK 功率譜密度 從圖 41 和圖 42 可以 看出 4ASK 是 由時間上互不重疊的 1?M 個不同幅度的2ASK 信號疊加而成。 MASK 信號的功率譜 是這 1?M 個 2ASK 信號的功率譜之和，因而具有與 2ASK 功率譜相似的形式。顯然，就 MASK 信號的帶寬而言，與其分解的任一個 2ASK 信號的帶寬是相同的 ， 與 2ASK 信號相比較，當(dāng)兩者碼元速率相等則兩者帶寬相等 ， 當(dāng)信息速率相等時 MASK 信號的帶寬只是 2ASK 信號帶寬的 k/1 ，故頻帶利用率提高。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 4FSK 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析 圖 43 4FSK 仿真波形 圖 44 4FSK 功率譜密度 MFSK 的調(diào)制與頻譜與 2ASK 相類似。 鍵控法產(chǎn)生的 MFSK 信號，可以看作由 M個幅度相同、載頻不同、時間上互不重疊的 2ASK 信號疊加的結(jié)果。 MFSK 信號頻譜帶寬為最高選用載頻與最低選用載頻之差加上兩倍的傳輸速率，若相鄰載頻之差等于石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 兩倍的傳輸速率， 即相鄰頻率的功率譜主瓣剛好互不重疊 ， 這時的 MFSK 信號的帶寬 為 2M 倍的傳輸速率， 頻帶利用率分別為 MASK 頻帶利用率的 1/M。 4PSK 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析 圖 45 4PSK 基帶信號與功率譜圖及上下支路時域與功率譜波形 圖 46 上下支路頻帶時域及功率譜圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 圖 47 解調(diào)后 4PSK 上下支路基帶信號 MPSK 信號可以看成是兩個正交載波進(jìn)行多電平雙邊帶調(diào)制所得兩路 MASK 信號的疊加。 因此， MPSK 的頻帶寬度 應(yīng)與 MASK 時的相同此時信息速率與 MASK 相同，是 2ASK 及 2PSK 的 kM?2log 倍。也就是說， MPSK 系統(tǒng)的頻帶利用率是 2PSK的 k 倍。 從圖 45 至圖 47 中可以看出 QPSK 信號有 00、 0 11 四種狀態(tài)。它對輸入的二進(jìn)制序列首先必須進(jìn)行分組，每兩位碼 元一組。 即分成上下兩個支路， 然后根據(jù)組合情況，用載波的四種相位表征它們。 QPSK 信號實際上是兩路正交雙邊帶信號 。 由于 QPSK 信號是兩個正交的 2PSK 信號的合成，所以，可仿照 2PSK 信號的相平解調(diào)法，用兩個正交的相干載波分別檢測 A 和 B 兩個分量，然后將其還原成串行二進(jìn)制數(shù)字信號，以完成 QPSK 信號的解調(diào)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 第 5 章 結(jié)論與展望 本文主要研究了二進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)及多進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)，對2ASK、 2FSK、 2PSK、 2DPSK 信號進(jìn)行了波形及功率譜的仿真和它們的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真，以及以四進(jìn)制為例仿真了多進(jìn)制時間波形和功率譜密度，通過對上述內(nèi)容的分析可以清楚地看出數(shù)字頻帶調(diào)制的特點，比較它們的特性以便選取。根據(jù)各個調(diào)制系統(tǒng)的帶寬來分析它們的抗噪聲性能具體來說，在 2ASK 系統(tǒng)中利用模擬調(diào)制的方法實現(xiàn)了 2ASK 信號的產(chǎn)生以及利用了相干解調(diào)進(jìn)行了解調(diào) ，分析了它的功率譜密度；對 2FSK 所作的工作是利用 matlab 仿真了它的調(diào)制和解調(diào)及功率譜密度并對它的頻譜進(jìn)行了分析； 2PSK 和 2DPSK 進(jìn)行了同樣的工作，從以上這些內(nèi)容對比來看二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，從數(shù)據(jù)傳播速率來說 PSKFSKASK。 ASK 抗噪聲性能最差，抗衰落能力不強，因而一般適應(yīng)在恒參信道中使用， FSK 抗噪聲能力較強，實現(xiàn)起來容易， PSK 在有線信道上能實現(xiàn)高速傳播，但要求接收機(jī)上有穩(wěn)定的參考相位來分辨所使用各種相位，抗噪聲性能最好，抗衰減能力也強，實現(xiàn)起來較為復(fù)雜。而多進(jìn)制與二進(jìn)制系統(tǒng)相比提高了頻帶 利用率但是實現(xiàn)上的復(fù)雜性加大，在相同信息速率下，多進(jìn)制信號碼元持續(xù)時間比二進(jìn)制的要寬，加寬碼元寬度會增加信號碼元能量也能減小因信道特性引起的碼間干擾的影響等。 這些原理推廣到多進(jìn)制提高了頻帶利用率。數(shù)字通信發(fā)展如新月異，大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展取代了復(fù)雜的電路，同時高效的數(shù)字壓縮技術(shù)以及光纖等大容量傳輸介質(zhì)的使用正逐漸使帶寬問題得到解決，加上數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸技術(shù)的不斷完善和成熟，使整個系統(tǒng)的傳輸有效性和可靠性大大加強，同時新的基帶、頻帶傳輸技術(shù)在不斷地開發(fā)和研究中，必將推動數(shù)字通信在各應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 參考文獻(xiàn) [1] 樊昌信 .通信原理 [M].國防工業(yè)出版社 .2020:2526 [2] 鄧華等 .MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實例詳解 [M].人民郵電出版社 .2020:275324 [3] John GProakis 等 .現(xiàn)代通信系統(tǒng) [M].電子工業(yè)出版社 .2020:224270 [4] , R237。o, la modeling,simulation and synthesis of multistandard wireless receivers in MATLAB/SIMULINK. 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INTRODUCTION In this book, we present the basic principles that underlie the analysis and design of digital munication subject of digital munications involves the transmission of information in digital form from a source that generates the information to one or more destinations. Of particular importance in the analysis and design of munication systems are the characteristics of the physical channels through which the information is transmitted. The characteristics of the channel generally affect the design of the basic building blocks of the munication system. Below, we describe the elements of a munication system and their functions. 11 ELEMENTS OF A DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM Figure 111 illustrates the functional diagram and the basic elements of a digital munication system. The source output may be either an analog signal, such as audio or video signal, or a digital signal, such as the output of a teletype machine, that is discrete in time and has a finite number of output characters. In a digital munication system, the messages produced by the source are converted into a sequence of binary digits. Ideally, we should like to represent the source output (message) by as few binary digits as possible. In other words, we seek an efficient representation of the source output that results in little or no redundancy. The process of efficiently converting the output of either an analog or digital source into a sequence of binary digits is called source encoding or data pression. The sequence of binary digits from the source encoder, which we call the information sequence, is passed lo the channel encoder. The purpose of the channel encoder is to introduce, in a controlled manner, some redundancy in the binary information sequence that can be used at the receiver to overe the effects of noise and interference encountered in the transmission of the signal through the channel. Thus, the added 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 redundancy serves to increase the reliability of the received data and improves the fidelity of the received effect, redundancy in the information sequence aids the receiver in decoding the desired information sequence. For example, a (trivial) form of encoding of the binary information sequence is simply to repeat each binary digit m times,where m is some positive integer. More sophisticated (nontrivial) encoding involves talcing k information bits at a time and mapping each kbit sequence into a unique nbit sequence, called a code word. The amount of redundancy introduced by encoding the data in this manner is measured by the ratio n/ reciprocal of this ratio, namely k/n, is called the rate of the code or,simply, the code rate. The binary sequence at the output of the channel encoder is passed to the digital modulator, which serves as the interface to the munications nearly all of the munication channels encountered in practice are capable of transmitting electrical signals (waveforms), the primary purpose of the digital modulator is to map the binary i