【正文】 雙極性的全占空矩形隨機脈沖序列的功率譜密度為 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fGPffGPPffP sss ?2222 02114 ???? () 將其代入式 ()，得 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?ccsccsP S KffffGPfffGffGPPffP????????????222222021411 () 若等概 (P=1/2)，并考慮到矩形脈沖的頻譜 ? ? ? ? ? ? sSs TGfTSaTfG ?? 0,? ，則 2PSK 信號的功率譜密度為 ? ? ? ?? ? ? ?? ? ???????? ? ??? ?? 222 s i ns i n4scscscscsP S K Tff TffTff TffTfP ? ?? ? () 其曲線如圖 所示。 2PSK 信號的解調通常采用相干解調法，解調原理框圖如圖 所示。在 2PSK 中，通常用初始相位 0 和 ? 分別表示二進制 “1”和 “0”。 ? ?te F S K2 ? ?t1cos ? ? ?t2cos ?帶 通濾 波 器帶 通濾 波 器相 乘 器相 乘 器低 通濾 波 器低 通濾 波 器抽 樣判 決 器輸出脈沖定時 圖 2FSK 信號解調原理圖 功率譜密度 根據(jù) 2ASK 信號功率譜表示式，不難寫出 這種 2FSK 信號的功率譜密度的表達式： ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?2222111124141ffPffPffPffPfPssssF SK???????? () 令概率 21?P ，參照式 ()，只需將其中的 cf 分別替換為 1f 和 2f ，然后代入式 ()即可得 ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?22112222222112112161s i ns i n16s i ns i n16ffffffffTffTffTffTffTTffTffTffTffTfPssssssssssF S K???????????????????????????????????????????????? () 沈陽理工大學學士學位論文 23 其典型曲線如圖 所示 [24]。于是 ???? P1,1 ,0 概率為概率為 Pa n () n? 和 n? 分別是第 n 個碼元 (1 或 0)的初始位。 二進制頻移鍵控 (2FSK) 基本原理 頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞 數(shù)字信息。 對于全占空矩形脈沖序列，根據(jù)矩形波形 g(t)的頻譜特點，對于所有的 0?m 的整數(shù)，有 ? ? ? ? 0?? ?nSaTmfG ss ，故式 ()可以簡化為 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fGPffGPPffP sss ?2222 011 ???? () 將其代入式 ()，得 ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?ccsccsA S KffffGPfffGffGPPfP????????????2222220141141 () 當概率 21?P 時，并考慮到 ? ? ? ?ss fTSaTfG ?? ， ? ? sTG ?0 ，則 2ASK 功率譜密度為 ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?ccscscscscsA SKffffTffTffTffTffTfP????????????????????????161s i ns i n16222 () 其曲線如圖 所示。一個 2ASK 信號可以表示成： ? ? ? ? ttste cASK ?c os2 ? () 其中，二進制信號 s(t)是隨機的單極性矩形脈沖序列。 與 AM 信號的解調方法一樣。在OOK 中，某一符號 (“0”或 “1”)用沒有電壓來表示。 如在某些有線信道中，若傳輸距離不太遠且通信容量不太大時，數(shù)字基帶信沈陽理工大學學士學位論文 18 號無需調制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中如 圖 就不包括調制與解調環(huán)節(jié) [19,20]。在二進制數(shù)字調制中，載波的幅度，頻率和相位只有兩種形式的變化狀態(tài)。因此數(shù)字調制的技術有兩種方法。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調制。 正 弦 波振 蕩 器可 控 相移 網(wǎng) 絡c ( t )sp m( t )m ( t ) 圖 可控相移網(wǎng)絡調相原理圖 由圖可知，經過可控相移網(wǎng)絡后的調相信號為 ? ? ? ?? ? ? ?tfAKtftmKtfts mmpcpcPM ??? 2c o s2c o s2c o s ???? () 上式表明，調相信號的振幅恒定，瞬時相位是在隨時間變化的載波相位 ?? tft cc ?? 2? 上疊加了一個與調制電壓成正比的相偏 ? ? ? ?tmKt p??? 。 理想鑒頻器可看成是帶有微分器的包絡檢波器，微分器輸出 ? ? ? ?? ? ? ? ?????? ???? ? ??? ???? dmKttmKAts fcfcd s i n () 可見， FM 波經微分后變成了調幅調頻 信號，其幅值為 ? ? ? ?tmKtA fc ?? ? () 經包絡檢波并隔除支流分量后，鑒頻器輸出： ? ? ? ?tmKKtm fdo ? () 式中： dK 為檢頻器靈敏度（ V/(rad/s)）。 圖中的限幅器將調頻波在傳輸中引起的幅值變化（寄生調幅等）部分削去，變成固定幅度調頻波。所產生調頻信號 為 ? ? ? ?? ?tmtAdAKtAdmKtAtsmfcmmfcfcFM???????????s inc o sc o sc o sc o s???????? ???????? ???????? () 其中， ??tm 為單一頻率余弦波，即 ? ? tfAtm mm ?2c os? ， 式中： fm 為調頻指數(shù) mmmmff f fAKm ????? ??? () 表示最大的相位偏移；其中的 mf AK??? ，為最大角頻偏； mf fmf ?? ，為最大頻偏。然后，利用倍頻器把 NBFM 變換成寬帶調頻信號 (WBFM)。這兩種調制方法有緊密聯(lián)系，其中一個性質可以從另一個性質中推到出來。也就是說，已調信號頻譜與基帶信號頻譜之間存在著非線性變換關系。如果將 SSB 的功率增加到與 DSB 一樣，則它們的信噪比也就一樣了。二者的不同之處在于，從單邊帶調幅信號中無法提取同步信號。 tfA mm ?2sin 可以看成是 tfA mm ?2cos相移 π/2，而幅度大小不變。為此，在工程中往往采用多級調制濾波的方法 [11]。其原理框圖如圖 所示。也就是說， DSB 信號的解調器使信噪比改善一倍。用低通濾波器來取出 mf分量，就可以恢復原調制信號，即實現(xiàn)了解調。同步檢波仍由乘法器實現(xiàn)，其原理見圖。 抗噪 聲 性能分析 輸入信號平均功率 ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?tmAtftmAtsS cAMi 220202 212c o s ????? ? () 輸入噪聲的功率為 BnNi 0? () 普通調幅信號與相 干載波相乘后，再經低通濾波可得解調器輸出信號 ? ? ? ?tmtmo 21? () 因此，解調器輸出端的有用信號功率為 ? ? ? ?tmtmS oo 22 41?? () 經乘法器再經過低通濾波器后，最終的輸出噪聲功率為 io NBnN 4141 0 ?? () 于是普通調幅解調器的輸入信噪比為 ? ?? ? ? ?BntmABntmANSooii 221 220220 ???? () 輸出信噪比為 ? ? ? ?BntmBntmNSoooo224141?? () 因而制度增益為 ? ?? ?tmA tmNS NSG ii ooAM 22022// ??? () 則對于 100%的調制（即 0A = ??maxtm），這時 AM 的最大信噪比增益為 AMG =32 沈陽理工大學學士學位論文 8 雙邊帶幅度調制（ DSB） 雙邊帶調幅信號的產生 產生雙邊帶調幅信號的最直接方法就是將調幅信號與載波信號相乘。 可見，輸出信號中含有直流、 mf 、 cf2 、 mc ff ?2 幾個頻率分量。本設計采用的是相干解調方法。一般情況下， m 都小于 1，調制效率很低，即載波分量占據(jù)大部分信號功率，有信息的兩個邊帶占有的功率較小。 ??22 tmPs ? 沈陽理工大學學士學位論文 6 由此可見， AM 信號的總平均功率由不帶信息的載波功率和攜帶信息的邊帶功率兩部分組成。因此， AM 信號是帶有載波的雙邊帶信號，它的帶寬是基帶信號帶寬 Hf 的兩倍，即 HAM fB 2? 。振幅調制信號一個重要的參數(shù)是調幅度 m ，調幅度 m 的定義為 ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?m inm a xm inm a x tAtA tAtAm ??? () m =1 稱為滿調幅，此時 ?? 0max Atm ? 。本文介紹模擬通信系統(tǒng)線性調制中的 普通幅度調制、雙邊帶調幅 、 單邊帶調幅三種調制 方 法。于是，一般的模擬通信系統(tǒng)模型可由圖 略加改變而成，如圖 所示。通常，我們將發(fā)送端調制前和接收端解調后的信號稱為基帶信號。這里所說的原始電信號，由 于它通常具有頻率很（接收端） 沈陽理工大學學士學位論文 4 低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸。這樣的信號就稱為數(shù)字信號。連續(xù)消息也稱為模擬消息。各種不同的消息可以分成兩類：一類稱作離散消息；另一類稱作連續(xù)消息。在接收端，接收設備的功能與發(fā)送設備的相反，它能從接收信號中恢復出相應的原始信號，而受信者（也稱信息宿或收終端）是將復原的原始信號轉換成相應的消息。因而，這種通信系統(tǒng)可由圖 中模型加以概括。 普通調幅、雙邊帶、單邊帶、調頻、調相五種調制樣式的通信系統(tǒng)信號的產生和解調，產生該五種信號的信源、調制后、通過信道后 (即加入了噪聲后 )、解調后的信號的時域波形和頻譜。仿真這幾種理論已經很成熟的數(shù)字調制方式，一方面，可以更容易將仿真結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)字調制方式的模板。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯控制技術和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進入綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)，所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過渡的趨勢。 所以，通信信號模擬系統(tǒng)具有很高的實用價值和戰(zhàn)略意義 [2]。通信系統(tǒng)的模擬仿真技術越來越受到重視。 通信技術的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復雜，現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好。盡管我國的數(shù)字通信和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展十分迅速，但面對我國 13 億人口，我國在網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面有很大的發(fā)展空間。如果無線通信系統(tǒng)的研究全部用實際設備來實現(xiàn)，人力、物力、財力花費都是巨大的，而且研制周期也會增加，此外有的研究實際的設備也不一定能有效地實現(xiàn)。 simulation。通信仿真充分考慮了調制樣式和噪聲大小以及在調制過程中的各種參數(shù)對通信信號性能的影響，完成了對 模擬以及數(shù)字 信號建模計算 ，得到了時域波形和頻譜，能夠直觀的顯示各種參數(shù)對各種調制樣式的通信的影響。沈陽理工大學學士學位論文 I 摘 要 通信系統(tǒng)的設計、 實 驗過程中，通信信號仿真具有靈活性好、