【正文】 在此，我要向他們表示衷心的感謝！感謝畢業(yè)設(shè)計的制作期間各位老師對我的論文撰寫的指導(dǎo)和專業(yè)知識的講解。得到了濱州學(xué)院呂鳳杰老師對我通信系統(tǒng)在實際硬件電路中的運(yùn)行和實現(xiàn)時的指導(dǎo)。另一方面，外還要合理選擇仿真步長。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。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)。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?。划?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。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。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。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）30（3）仿真波形。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。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。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。（3）系統(tǒng)仿真及波形。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。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 。主要部件的參數(shù)設(shè)置如圖 所示。Simulink 的組建模型如圖 所示。設(shè)置完系統(tǒng)的參數(shù)后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置如圖 所示。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）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。其原理如下圖所示。3．差分四相鍵控(DQPSK)調(diào)制π/4DQPSK 是對 QPSK 信號的特性進(jìn)行改進(jìn)的一種調(diào)制方式。OQPSK調(diào)制與 QPSK 調(diào)制類似，不過 OQPSK 在正交支路引入一個比特的時延，使得兩個支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化，而不能像 QPSK 那樣產(chǎn)生177。1，n=∞～+∞。MSK 信號各支路偶的實際碼元寬度為 2Tb，其對應(yīng)的低通濾波器帶寬減少為原帶寬的 1/2，輸出信噪比比FSK 提高了一倍。若 f1 支路的包絡(luò)比 f2 支路的強(qiáng)，則判為“+1” ，否則判為“1” 。1，n=∞～+∞。1．頻率調(diào)制(FM) 頻率調(diào)制指的是瞬時頻率偏移隨著調(diào)制信號 m(t)作成比例的變化，即 d (t)?/dt=Kfm(t) 式中： Kf 為調(diào)頻靈敏度。這樣，它既克服了 DSB 信號占用頻帶寬的缺點，又解決了 SSB 信號實現(xiàn)中的困難。在不太高的載頻時，濾波器不難實現(xiàn)，但當(dāng)載頻較高時，采用一級調(diào)制直接濾波的方法就不可能實現(xiàn)單邊帶調(diào)制了，這時就需要采用多級 DSB 調(diào)制及邊帶濾波的方法。根據(jù)濾波方法的不同，產(chǎn)生 SSB 信號的方法有濾波法和相移法。因此，DSB 信號需要采用相干解調(diào)來進(jìn)行解調(diào)。2．雙邊帶調(diào)制 雙邊帶信號(DSB)是將 AM 調(diào)制模型圖 41 中的直流 A0 去掉，得到的一種高調(diào)制效率的調(diào)制方式。 m(t) sm(t) A0 coswct 圖 AM 調(diào)制模型如圖所示，假設(shè)調(diào)制信號 m(t)的平均值為 0，將其疊加一個直流偏量 A0 后與載波相乘，即可形成調(diào)幅信號。 模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 幅度調(diào)制設(shè)正弦型載波為 c(t)=Acos(wct+ ) 式中：A 為載波幅度；w c 為載波角頻率；?為載波初始相位。數(shù)字調(diào)制可以分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律相應(yīng)的呈現(xiàn)正比的變化，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單的線性搬移，由于這種搬移是線性的，因此幅度調(diào)濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）10制又稱為線性調(diào)制。根據(jù)載波是連續(xù)波還是脈沖序列，調(diào)制方式有連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制。3．展寬信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，可以實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，作用是在接收端將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。無線通信的傳輸方式分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式） 。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）84．根據(jù)傳輸介質(zhì)，通信系統(tǒng)可以分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。2．根據(jù)信號是否經(jīng)過調(diào)制，通信系統(tǒng)可以分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。7．信宿即受信者，它的功能與信源相反，需要把原始電信號還原成與之相應(yīng)的消息。6．信道即傳輸介質(zhì)，是發(fā)送設(shè)備到接受設(shè)備之間信號傳輸所經(jīng)過的媒介。5．?dāng)?shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，將易受信道影響的基帶信號轉(zhuǎn)變成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘枴?．在特殊的情況下，需要保證信息的秘密性和安全性，因此就需要對傳輸?shù)男畔⒃葱旁淳幋a加密信道編碼數(shù)字調(diào)制信道數(shù)字調(diào)制信道譯碼解密信源譯碼受信者噪聲源濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）7數(shù)字序列進(jìn)行加密處理，并且在接收端用與且只能用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品對收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，這樣就能恢復(fù)原來的信息且保證了信息的安全。圖 數(shù)字通信系統(tǒng)模型1．信源的作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始的電信號，模擬信源輸出的是連續(xù)的模擬信號，數(shù)字信源輸出的是離散的數(shù)字信號，模擬信源送出的信號經(jīng)數(shù)字化處理后可變?yōu)閿?shù)字信號。因此，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。 Matlab 與 Simulink 的聯(lián)系我們可以通過 Matlab 命令來打開 Simulink 模型并進(jìn)行仿真。SIMULINK 的專業(yè)仿真模塊庫都已經(jīng)通過權(quán)威專家和專業(yè)測試機(jī)構(gòu)的評測，具有很高的可信度和穩(wěn)定性。5．應(yīng)用程序接口 API 是一個函數(shù)庫，讓用戶能夠在 Matlab 環(huán)境中使用 C 程序或 Fortran 程序。1．Matlab 是高層次的矩陣/數(shù)組語言，具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特性，利用它既可以完成算法設(shè)計和算法實驗的基本步驟，也可以開發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序。3．Matlab 語法簡單，編程風(fēng)格接近數(shù)學(xué)語言描述，是數(shù)學(xué)算法開發(fā)和驗證的最佳工具。與其他計算機(jī)高級語言相比，Matlab 獨特的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：1．Matlab 是一種跨平臺的數(shù)學(xué)語言。MATLAB的編程語句接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強(qiáng)大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其他如 C、 C++、Fortran 等計算機(jī)高級語言望塵莫及的。傳統(tǒng)的研究開發(fā)工作是從購買元件，做印制電路板，搭建電路，配置相應(yīng)的儀器做實驗開始的，這樣的方法復(fù)雜而且容易造成資源的浪費(fèi)。受經(jīng)濟(jì)條件的限制，許多從事研究與開發(fā)的工程技術(shù)人員不能夠擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備，采用仿真的方法可以在一定程度上克服因缺乏合適的儀器設(shè)備而帶來的問題。近幾年，隨著人類外太空探索步伐的不斷前進(jìn)，深空通信數(shù)字調(diào)制技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。視頻廣播（DVB）系統(tǒng)自 1992 年出現(xiàn)以來，如今已普及全球并發(fā)展為 DVBS 系統(tǒng)、 DVBC 系統(tǒng)和 DVBT 系統(tǒng)。同時，以 QPSK、SQAM 等為主的非恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)在經(jīng)過改進(jìn)后，以頻譜集中、抗非線性失真、誤碼性能好、頻譜利用率高等特點引起了人們的普遍關(guān)注。近幾年，隨著科技與經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信在通信方式中也逐漸占有重要地位。從傳統(tǒng)的電話、電報、電視、收音機(jī)到如今的移動電話、傳真、衛(wèi)星通信，這些通信方式使數(shù)據(jù)和信息的傳遞速率得到很大的提高。本課題根據(jù)現(xiàn)代數(shù)字通信發(fā)展具體實際情況，對數(shù)字信號在傳輸過程中的調(diào)制解調(diào)過程利用 Matlab/Simulink 軟件進(jìn)行設(shè)計和仿真。PSK 和 DPSK 是高傳輸效率的調(diào)制方式，其抗噪聲能力比 ASK 和 FSK 都要好而且不易受信道特性變化的影響，但 2PSK 系統(tǒng)會出現(xiàn)倒 π 現(xiàn)象，實際中很少采用 ，而多采用差分相移鍵控 DPSK[1]。應(yīng)用 Matlab＼ Simulink 的計算機(jī)仿真具有經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、編程簡易以及實驗周期短等特點，因此基于 Matlab 的數(shù)字通信系通調(diào)制解調(diào)研究具有重要意義。在當(dāng)今高度信息化的社會，信息和通信已成為現(xiàn)代社會的“命脈”，因此人們對信息傳遞的速度、質(zhì)量等要求也越來越高。重點對2ASK、2PSK 、2FSK 進(jìn)行性能比較，在實際通信系統(tǒng)中，根據(jù)具體情況選擇最合適的調(diào)制方式，進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字通信的發(fā)展?，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。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）題 目基于 Matlab 的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)研究 系 （院）計算機(jī)科學(xué)技術(shù)系專 業(yè) 通信工程班 級 2020 級 2 班學(xué)生姓名 李發(fā)學(xué) 號 2020200310指導(dǎo)教師 譚雪霏職 稱 講師二〇一二年五月二十日獨 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進(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。 作者簽名: 二〇 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。在各種通信系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)環(huán)節(jié)中，軟件仿真已成為必不可少的部分。 本 文 首 先 介 紹 了 課 題 研 究 的 背 景 和 進(jìn) 行 數(shù) 字 通 信 仿 真 的 意 義 ， 然后 介 紹 對 數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 仿 真 所 使 用 的 Matlab＼ Simulink 軟 件 以及 這 些 軟 件 在 使 用 時 的 注 意 事 項 和 采 用 的 一 些 方 法 ， 隨 后 又 介 紹 了 數(shù)字 調(diào) 制 系 統(tǒng) 的 原 理 并 據(jù) 此 進(jìn) 行 數(shù) 字 調(diào) 制 解 調(diào) 系 統(tǒng) 的 仿 真 ， 最 后 對 仿 真結(jié) 果 進(jìn) 行 誤 差 分 析 ， 對 設(shè) 計 進(jìn) 行 總 結(jié) 歸 納 ?，F(xiàn)代通信可以分為模擬通信和數(shù)字通信兩類，與模擬通信相比，數(shù)字通信具有抗干擾能力強(qiáng)、噪聲不積累、傳輸差錯可控、易于集成和加密、便于用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)對數(shù)字信息進(jìn)行處理、變換和儲存等優(yōu)點，而其缺點相比其優(yōu)點來說則不重要，因此數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來越廣泛。 研究目的二進(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制最基礎(chǔ)的三個方面是二進(jìn)制振幅鍵控 2ASK、二進(jìn)制頻移鍵控 2FSK 和二進(jìn)制相移鍵控 2PSK，由于 2PSK 體制中存在相位不確定性，又發(fā)展出差分相移鍵控 2DPSK。通過此次的調(diào)制與解調(diào)仿真，使我們對 2ASK、2FSK 、2PSK 調(diào)制與解調(diào)的工作原理以及Simulink 軟件有了比較深刻的認(rèn)識和了解。加深對數(shù)字通信系統(tǒng)的認(rèn)識，提前了解信號在傳輸過程中可能遇到的問題，從而及早采用適當(dāng)?shù)姆椒右灶A(yù)防和克服，使得通信系統(tǒng)在實際應(yīng)用中運(yùn)行的更為順利，更好的保重人們能及時的發(fā)出和收到可靠、安全、高質(zhì)量的信息。在設(shè)計數(shù)字傳輸系統(tǒng)時，調(diào)制技術(shù)作為實現(xiàn)高效通信的關(guān)鍵問題，是通信技術(shù)中研究的重點之一。1965 年，國際衛(wèi)星通信組織成立，并發(fā)射了第一課靜止國際通信衛(wèi)星，由此開啟了衛(wèi)星通信的大門。亞洲是世界上的蜂窩系統(tǒng)發(fā)展速度最快的地區(qū)，現(xiàn)代蜂窩移動通信系統(tǒng)中，調(diào)制方式主要以 PSK、固定電平 QAM 和可變電平 QAM 為主。其中，DVBS 系統(tǒng)多采用 BPSK 和 QPSK 方式對信號進(jìn)行調(diào)制， DVBC 系統(tǒng)則多采用 16256 電