【正文】 當然還要感謝系里領導老師的關懷與幫助，她們的鼓勵將是我一生的鞭策動力。o, la modeling,simulation and synthesis of multistandard wireless receivers in MATLAB/SIMULINK. Integration, the VLSI Journal, Volume 41, Issue 2, February 2020: 269280 [5] 邵玉斌 .MATLAB/SIMULINK 通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析 [M].清華大學出社 .2020:298317 [6] 施陽 .MATLAB 語言精要及動態(tài)仿真工具 SIMULINK[M].西北工業(yè)大學出版社 .1999:45278 [7] Xie Wei, Hu Guijun, Deng Qing. Application of Turbo codes in optical OFDM multimode fiber munication system [J]. Optics Communications, Volume 281, Issue 5, 1 March 2020:11181122． [8] 謝曉燕等 .基 于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真應用研究 [J].通信技術 .2020 年 12 期 :8284 [9] 廖科等 .OFDM 技 術及其 MATLAB 模擬 [J].無線通信技術 .2020 年 3 期 :1012 [10] 李曉麗等 .基于 Simulink 的 16QAM 調制系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) [J].儀器儀表用戶 .2020 年 5 期 :8485 [11] 張平等 .MATLAB 基礎與應用 [J].北京航空航天大學出版社 .2020:345365 [12] 馬凌 .數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸技術研究 [J].中國科技論文在線 .2020 年 12 期 :6612 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 28 致 謝 在本次課題的研究與論文的完成是在指導老師王蘭勛老師的幫助下順利完成的，歷時兩個月的學習與探討及研究過程中發(fā)現(xiàn)了許多問 題，在參閱了大量文獻之后，使我對該課題有了更深入的理解，王老師的耐心輔導和講解使我受益匪淺，更感受到她嚴謹?shù)膶W術作風和對工作的精益求精，對我的嚴格要求使我受益良多。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)展取代了復雜的電路，同時高效的數(shù)字壓縮技術以及光纖等大容量傳輸介質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、頻帶傳輸技術在不斷地開發(fā)和研究中，必將推動數(shù)字通信在各應用領域的快速發(fā)展 。而多進制與二進制系統(tǒng)相比提高了頻帶 利用率但是實現(xiàn)上的復雜性加大，在相同信息速率下，多進制信號碼元持續(xù)時間比二進制的要寬，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。根據(jù)各個調制系統(tǒng)的帶寬來分析它們的抗噪聲性能具體來說，在 2ASK 系統(tǒng)中利用模擬調制的方法實現(xiàn)了 2ASK 信號的產生以及利用了相干解調進行了解調 ，分析了它的功率譜密度；對 2FSK 所作的工作是利用 matlab 仿真了它的調制和解調及功率譜密度并對它的頻譜進行了分析； 2PSK 和 2DPSK 進行了同樣的工作，從以上這些內容對比來看二進制數(shù)字調制中，從數(shù)據(jù)傳播速率來說 PSKFSKASK。 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制數(shù)字信號，以完成 QPSK 信號的解調。 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。 從圖 45 至圖 47 中可以看出 QPSK 信號有 00、 0 11 四種狀態(tài)。 因此， MPSK 的頻帶寬度 應與 MASK 時的相同此時信息速率與 MASK 相同，是 2ASK 及 2PSK 的 kM?2log 倍。 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四方學院畢業(yè)設計 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。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 23 4FSK 系統(tǒng)仿真及結果分析 圖 43 4FSK 仿真波形 圖 44 4FSK 功率譜密度 MFSK 的調制與頻譜與 2ASK 相類似。 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。調制器可采用乘法器，解調器也可采用相干與非相干兩種方法。 圖 318 2DPSK 調制解調 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。圖 316 是 2DPSK 采用差分相干解調，用這種方法解調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]。先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，載波相位為 0，載波經(jīng) 180176?？梢钥醋魇请p極性基帶信號作用下的調幅信號。 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。完成了 2PSK 的調制解調過程。當 2PSK 經(jīng)過信道后有加性噪聲。 2PSK 系統(tǒng)仿真及結果分析 圖 312 2PSK 信號的產生 由圖 312 可以看出， 2PSK 信號是靠相位的變化來傳遞數(shù)字信息的，即基帶信號受載波的相位控制。相干解調器由帶通濾波器、相乘器、低通濾波器再經(jīng)抽樣判決組 成。與載波相乘經(jīng)過乘法器得到 2PSK 信號。 圖 39 2FSK 功率譜密度 從圖 39 可以看出：第一，相位不連續(xù) 2FSK 信號的功率譜由連續(xù)普和離散譜組成。 圖 38 2FSK 相干解調后的波形 圖 38第一與第二部分分別是上圖中兩路不同載頻的信號經(jīng)過帶通濾波器并與相石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 17 干載波相乘后的波形，可以看出 2FSK 是分為兩路 2ASK 進行解調的，抽樣判決后還原成原基帶信號。 帶通濾波器帶通濾波器抽樣判決器輸出低通濾波器低通濾波器1?2?)(2 te F SK 定時脈沖相乘器相乘器t1c o s ?t2cos ?石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 16 圖 37 2FSK 產生和信號加噪 圖 37 中第一部分是基帶信號與載波信號 1 相乘得到的波形，第二部分是基帶信號的反碼與載波信號 2 相乘得到的波形，第三部分是 2FSK 信號的波形，可以看出2FSK 中載波的頻率受調制信號的控制，當基帶信號與兩種不同頻率的載波相乘時，形成了兩種不同頻率的 2ASK 信號，而 2FSK 則是兩種不同頻率 2ASK 信號的疊加，若設“ 1”對應載波頻率 1f ，“ 0”對應于載頻 2f ，可以看出在 2FSK 中載波的頻率隨二進制基帶信號 1f 和 2f 兩個頻率點之間變化。 2FSK 系統(tǒng)仿真及波形分析 圖 36 基帶信號與兩種載波的產生 圖 36 中第一個波形是基帶信號的產生，第二個波形為基帶信號反碼的產 生，即代表 1 和 0 的調制信號。圖 34 為 2FSK 的鍵控調制，即 在二進制基帶矩形脈沖序列的控制下通過開關電路對兩個不同獨立頻率源進行選通，使其在每一 個碼元 sT 期間輸出 1f 或 2f 兩個載波之一，例如，當基帶信號為“ 1”時選通載波頻率為 1f ，根據(jù) 2FSK 的時域表達式“ 1”的反碼為“ 0”，所以基帶信號經(jīng)過一個反相器繼而選通載波頻率 2f ，兩路信號在相加器內疊加。第二， 2ASK 信號的帶寬是基帶信號帶寬的 2 倍，若只計譜的主瓣（第一個譜零點位置）即 2ASK 信號的傳輸帶寬是碼元速率的兩倍。當 2ASK 信號經(jīng) 過信道時會產生加性噪聲，通過帶通濾波器后濾除部分噪聲，在相乘器中與相干載波相乘進行整流，在經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量，抽樣判決后還原成原基帶信號。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 13 第 3 章 二進制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設計 2ASK 系統(tǒng)設計 2ASK 系統(tǒng)框圖設計 圖 31 2ASK 系統(tǒng)框圖 在 2ASK 調制解調系統(tǒng)中，調制時，將基帶信號與載波相乘形成 2ASK 信號，解調時，讓已調信號通過帶通濾波器，然后通過相乘器與相干載波相乘，最后通過低通濾波器，經(jīng)抽樣判決，恢復出原基帶信號 [7]。由此可見， MPSK信號可以看成是兩個正交載波進行多電平雙邊帶調制所得兩路 MASK 信號的疊加。設載波為 tc?cos ，則 M 進制數(shù)字相位調制信號可表示為 ? ??? n ncbMP S K tnTtgtS )c o s ()()( ?? ? ? ???? n n bncbnc nTtgtnTtgt )(s i ns i n)(c o sc o s ???? (216) n? 為第 n 個碼元對應的相位，共有 M 種不同取值 。 多進制相移鍵控（ MPSK） 它是利用載波的多種不同相位狀態(tài)來表征數(shù)字信息的調制方式。抽樣判決器的任務是比較所有包絡檢波器輸出的電壓，并選出最大者作為輸出，這個輸出是一位與發(fā)端載頻相應的 M 進制數(shù)。各帶通濾波器的中心頻率分別對應發(fā)送端各個載頻。于是當一組組二進制碼元輸入時，經(jīng)相加器組合輸出的便是一個 M 進制調頻波形。這 M 個狀態(tài)分別對應 M 個不同的載波頻率 ),...,( 21 Mfff 。發(fā)送端采用鍵控選頻的方式，接收端采用非相干解調方式。 多進制頻移鍵控（ MFSK） 它是用 M 個不同的載波頻率代表 M 種數(shù)字信息。 M進制幅度調制信號的載波振幅有 M種取值，在一個碼元期間 bT 內，發(fā)送其中的一種幅度的載波信號。 多進制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 多進制振幅鍵控（ MASK） 多進制 振幅 調制 (MASK)又稱為多電平調制，它是二進制數(shù)字幅度調制方式的推廣。 ()a 絕 對 碼()b 相 對 碼t1 01 010 111 00( ) 2DP S Kc參考石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 10 2DPSK可以與 2PSK具有相同形式的表達式，所不同的是 2PSK中的基帶信號 )(ts對應的是絕對碼序列，而 2DPSK中的基帶信號 )(ts 對應的是碼變換后的相對碼序列。用這種方法解調時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 sT ，然后與 2DPSK信號本身相乘。在解調過程中，由于載波相位模糊性的影響，使得解調出的相對碼也可能是“ 1”和“ 0”倒置，但經(jīng)差分譯碼（碼反變換）得到的絕對碼不會發(fā)生任何倒置的現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊性帶來的問題。 2DPSK信號的解調方法之一是相干解調（極性比較法）加碼反變換法。因此，我們可以直接引用 2ASK 信號的功率普遍密度的公式來表述 2PSK 信號的功率譜，即 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 9 ? ?)()(412 cscsP S K ffPffPP ???? (213) 二進制差分相移鍵控（ 2DPSK） 2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。 2PSK 信號的解調通常采用相干解調法 [3]。這種以載波的不同相位直接去表示相位相應二進制數(shù)字信號的調制方式稱為二進制絕對相移方式。在2PSK 中，通常用初始相位 0 和 ? 分別表示二進制“ 1”和“ 0”。 對于相位不連續(xù)的 2FSK 信號的功率譜密度可以近似表示成兩個不同載頻的2ASK 信號功率譜密度的疊加，因此 2FS