【正文】 （公式可用） 改變公式（ 1）中對(duì)數(shù)的底數(shù)， 2 改為 e，則為 In=loge。也就是說(shuō)， C 為信道允許通過(guò)的信息量，也代表了擴(kuò)頻的性能。 最典型的擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用是數(shù)據(jù)收發(fā)器包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）、 3G 移動(dòng)通信、無(wú)限局域網(wǎng) (符合 IEEE174。 1941 年，好萊塢女星Hedy Lamarr 和鋼琴家 Gee Antheil 描述一個(gè)安全的無(wú)線鏈路來(lái)控制魚雷。很多書和網(wǎng)站上都有關(guān)于這方面的書，但是，很多都很難理解或描述的不夠詳盡。 在 論文 即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！謝謝你們！ 最后， 謝謝我的父母，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬獻(xiàn)給你們 ！ 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 文獻(xiàn)： 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹 摘要：本應(yīng)用筆記概述了擴(kuò)頻技術(shù)的原理，討論了涵蓋直接序列和快速跳頻的方法。在此謹(jǐn)向 唐 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。張燕燕著， 2021 [13]《通信原理》，人民郵電出版社，李世銀 。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 38 參考文獻(xiàn) [1]《 Matlab 基礎(chǔ)與應(yīng)用簡(jiǎn)明教程》，北京航空航天大學(xué)出版社，張平著， 2021 [2]《 Matlab 與通信仿真》，人民郵電出版社，王立寧著， 2021 [3]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，閻石著， 2021 [4]《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，張輝著， 2021 [5]《通信原理》，國(guó)防工業(yè)出版社，樊昌信著， 2021 [6]《 Simulink 建模與仿真》，西安電子科技大學(xué)出版社，姚均，馬松輝著， 2021 [7]《基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真》，北京航空航天大學(xué)出版社，趙靜，張瑾，高新科著，2021 [8]《信號(hào)和通信系統(tǒng)》，清華大學(xué)出版社，包聞亮 。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。從縱向來(lái)比較，在誤碼率 eP 一定的情況下， 2PSK、2FSK、 2ASK 系統(tǒng)所需要的信噪比關(guān)系為 P S KF S KA S K rrr 222 ?? (34) 4 總結(jié) 2ASK 信號(hào)在實(shí)際中雖然很少使用，但是它是研究數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)，了解 2ASK 就比較輕易理解 2FSK、 2PSK 的原理及性能。 因此， 2ASK 對(duì)信道特性變化敏感，性能最差。因此，判決門限不隨信道特性的變化而變化，接收機(jī)總能保持工作在最佳判決門限狀態(tài)。（第一個(gè)波形是由脈沖波產(chǎn)生的 0 1 信號(hào)，第二個(gè)波形則是由 sine wave 產(chǎn)生的載波 ，第三個(gè)波形是 sine wave2 產(chǎn)生的載波，可以看出兩個(gè)載波在相位上有明顯的不同，第四個(gè)波形則是 sine wave 產(chǎn)生的 載波與脈四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 35 沖信號(hào) 相乘得到的波形，第五個(gè)波形是 sine wave2 產(chǎn)生的 載波與脈沖信號(hào)相乘得到的波形，第六個(gè)波形是已經(jīng)調(diào)制好的 2PSK 信號(hào) ） 圖 46： 2PSK解調(diào)各點(diǎn)的波形圖 由上圖可以看出第一個(gè)是已調(diào)信號(hào) ，第二個(gè)波形是相干波形 ， 第三個(gè)是已調(diào)信號(hào)與相干波相乘后得到的波形， 第四個(gè)波形則是通過(guò)低通濾波器后得到的波形，第五 個(gè)是通過(guò)量化編碼器得到的波形，與原信號(hào)的波形一致。 Bernoulli BinaryGenerator1 和 Bernoulli BinaryGenerator 的參數(shù)設(shè)置一致。 在此 用已調(diào)信號(hào)載波的 0176。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 28 圖 35：量化編碼器的參數(shù)設(shè)置 量化編碼器的量化分區(qū)為 [4， 0， 0， 0]，量化碼書為 [10， 0， 0， 0， 10] (3) 系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形圖 經(jīng)過(guò)以上參數(shù)的設(shè)置后就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，其各點(diǎn)的時(shí)間波形如下： 圖 36： 2FSK 信號(hào) 調(diào)制各點(diǎn)的時(shí)間波形 由上圖可以看出經(jīng)過(guò) f1 和 f2 兩個(gè)載波的調(diào)制， 2FSK 信號(hào)有明顯的頻率上的差別。 圖 30： 允許 頻率為 f1通過(guò)的 濾波器 參數(shù)設(shè)置 其中允許通過(guò)的頻率范圍為 3Hz 到 5Hz。 2FSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 (1) 建立模型方框圖 2FSK 信號(hào)是由頻率分別為 f1 和 f2 的兩個(gè)載波對(duì)信號(hào)源進(jìn)行頻率上的控制而形成的，其中 f1 和 f2 是兩個(gè)頻率有明顯差別的且都遠(yuǎn)大于信號(hào)源頻率的載波信號(hào)， 2FSK 信號(hào)產(chǎn)生的 simulink 仿真模型圖如下所示： 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 22 圖 26： 2FSK 信號(hào)的 simulink 模型方框圖 其中 sin wave和 sin wave2是兩個(gè)頻率分別為 f1和 f2的載波， Bernoulli BinaryGenerator模塊是信號(hào)源， Relay實(shí)現(xiàn)方波的反相，最后經(jīng)過(guò)相乘器和相加器生成 2FSK信號(hào)，各參數(shù)設(shè)置如下： (2) 參數(shù)設(shè)置 載波 f1 的參 數(shù)設(shè)置 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 23 圖 27： 載波 sin wave 的參數(shù)設(shè)置 其中幅度為 2， f1=4Hz,采樣時(shí)間為 。 圖 21:伯努利 方波信號(hào)源的參數(shù)設(shè)置 伯努利 方波信號(hào)是基于采樣的， 0 1 等概率出現(xiàn) ，抽樣時(shí)間是 1s。 2PSK 信號(hào)的功率譜密度如圖 18 所示。 ttsttste F S K 22112 c o s)(c o s)()( ?? ?? （ 215） 其中 信號(hào)為兩路二進(jìn)制數(shù)字基帶和 )()(1 tsts s )()()()(21snnnsnnTtgatsnTtgats?????? （ 216） ? ? ? ?)()(41)()(41)(22112 2211 ffPffPffPffPfP ssssF SK ???????? （ 217） 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 16 令概率 21?P ，將二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度公式帶入式（ 217）可得 ? ?)()()()(161)()(s i n)()(s i n16)()(s i n)()(s i n16)(22112222222112112ffffffffTffTffTffTffTTffTffTffTffTfPssssssssssF S K???????????????????????????????????????????????? （ 218） 由式 (218)可得，相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜由離散譜和連續(xù)譜所組成，其中，離散譜位于兩個(gè)載頻 1f 和 2f 處；連續(xù)譜由兩個(gè)中心位于 1f 和 2f 處的雙邊譜 疊加形成；若兩個(gè)載波頻差小于 sf ，則連續(xù)譜在 cf 處出現(xiàn)單峰；若載頻差大于 sf ，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度如圖 16 所示，由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。在相干解調(diào)過(guò)程中需要用到與接收的 2PSK 信號(hào)同頻同相的相干載波。二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的典型時(shí)間波形如圖 12 所示。 相位。 和 180176。采用非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種方法的原理圖如圖 10 所示，其解調(diào)原理是將二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)分解為上下兩路二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)，通過(guò)對(duì)上下兩路的抽樣值進(jìn)行比 較最終判決出輸出信號(hào)。在二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)中， n? 和 n? 不攜帶信息，通常可令 n? 和 n? 為零。 2ASK 信號(hào)非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形如圖 7 所示。由圖 4 可以看出， 2ASK 信號(hào)的時(shí)間波形)(2 teASK 隨二進(jìn)制基帶信號(hào) s(t)通斷變化，所以又稱為通斷鍵控 信號(hào) (OOK 信號(hào) )。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 6 2 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 二進(jìn)制 振幅 鍵控 (2ASK) 振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制。根據(jù)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到 2021 年底移動(dòng)電話用戶近 4 億。 （ 3）光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無(wú)法想象的地步。 通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 進(jìn)入 20 世紀(jì)以來(lái)，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無(wú)線通信迅速發(fā)展。 1937 年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信的開始。為了在盡量短的時(shí)間內(nèi)傳遞盡量多的消息，人們不斷地嘗試所能找到的各種最新技術(shù)手段。 ? ? ? ?信 息 源 調(diào) 制 器 信 道 解 調(diào) 器 受 信 者 噪 聲 源 圖 3:模擬通信系統(tǒng)模型 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 5 數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn)集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。 通信系統(tǒng)就是 傳遞信息所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和，包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備和信宿 (受信者 )，它的一般模型如圖 1 所示。通信系統(tǒng)所傳送的消息不一定都是具有上述特征，因此消息是信息與某種沉余成分之和，或者說(shuō)消息是信息的載體。這種廣義的定義，并未限制傳輸和交換的方式、手段等，而電信（ telemunication）則定義為借助電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和交換。如果模塊中既包括連續(xù)模塊，又包含離散模塊， Simulink 采用兩種仿真步長(zhǎng)進(jìn)行仿真。多速率仿真模式的一種方案是選取一個(gè)最大的可用間 隔，使之適用于所有的離散模塊。離散模塊的輸出信號(hào)在下一個(gè)采樣到來(lái)之前保持恒定，這個(gè)時(shí)候， Simulink 只需要以一定的間隔計(jì)算輸出信號(hào)的數(shù)值。 作為一款專 業(yè)仿真軟件， Simulink 具有一下特點(diǎn)： 1） 基于矩陣的數(shù)值計(jì)算； 2） 高級(jí)編程語(yǔ)言以及可視化的圖形操作界面； 3） 包含各領(lǐng)域的仿真工具箱，使用方便快捷并可以擴(kuò)展； 4） 豐富的數(shù)據(jù) I/O 接口； 5） 提供與其他高級(jí)語(yǔ)言的接口； 6） 運(yùn)行多平臺(tái)（ PC/UNIX）。 Simulink提供了專門用于顯示輸出信號(hào)的模塊，可以在仿真的過(guò)程中隨時(shí)觀察仿真結(jié)果。在通信領(lǐng)域 MATLAB更是優(yōu)勢(shì)明顯，因?yàn)橥ㄐ蓬I(lǐng)域中很多問(wèn)題是研究系統(tǒng)性能的，傳統(tǒng)的方法只有構(gòu)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用各種方法進(jìn)行測(cè)量，才能得到所需的數(shù)據(jù)，這樣 不僅需要話費(fèi)大量的資金用于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建，而且系統(tǒng)構(gòu)建周期長(zhǎng)，系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整也十分困難。 MATLAB 是目前國(guó)際上流行的進(jìn)行科學(xué)研究、工程計(jì)算的軟件，是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，它以強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能、簡(jiǎn)單易用、開放式可擴(kuò)展環(huán)境。③八相移相鍵控 (8PSK)、正交部分響應(yīng)調(diào)制 (QPRS)、 16 狀態(tài)和 64 狀態(tài)正交調(diào)幅（ 16QAM 和 64QAM）：這是一些頻譜效率很高、誤碼性能也較好的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它們主要用于中、大容量的數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)。①四相移相鍵控 (QPSK)：采用四個(gè)對(duì)四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 2 稱的相位來(lái)傳送兩個(gè)二進(jìn)制碼元。二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)在加性高斯白噪聲信道上通過(guò)載波鍵控方式傳輸時(shí)，如果收信端采用最佳相干檢測(cè)并消除碼間干擾，則平均誤碼率 eP 和歸一化信噪比 0/NES 的關(guān)系可以表示為 02121 NEe rfcP se ??? ? （ 11） 式中 SE 為單位碼元的平均信號(hào)能量， 0N 為噪聲譜密度， )(x