【正文】 因此， C/B=(1/ln2) ln(1+S/N)= ln(1+S/N) 公式（ 2） 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 。 上式說(shuō)明，的情況下，在無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)男畔⑺俾?C 不變時(shí)，如果信噪比很低，則可以用足夠?qū)挼膸拋?lái)傳 輸信號(hào)，即使信號(hào)功率密度低于噪音水平。帶寬 (B)是代價(jià)，因?yàn)轭l率是一個(gè)有限的資源。 B 為信號(hào)頻帶寬度，單位是 Hz， S/N 為信噪比。,IEEE ,IEEE 標(biāo)準(zhǔn) )，還有藍(lán)牙技術(shù)也幫助了那些通訊落后和無(wú)線(xiàn)電通信條件有限的地方，因此，它是一種昂貴的資源。從那時(shí)起，這一技術(shù)在有關(guān)惡劣環(huán)境中的收音機(jī)鏈接方面越來(lái)越受歡迎。他們獲得 了美國(guó)專(zhuān)利 。 簡(jiǎn)史 一名女演員和一名音樂(lè)家首次以書(shū)面形式描述了擴(kuò)頻通信技術(shù)。（例如，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)廣泛關(guān)注的是偽隨機(jī)碼的產(chǎn)生）。 簡(jiǎn)介 擴(kuò)頻技術(shù)越來(lái)越受歡迎，就連這一領(lǐng)域以外的電器工程師都渴望能夠深入理解這一技術(shù)。相關(guān)理論方程 的性能估算。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的每個(gè)可愛(ài)的同學(xué)們和尊敬的老師們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和 疑惑，直至本文的順利完成。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 唐 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。宋金玲著， 2021 [14]《 Simulink 通信仿真教程》，國(guó)防工業(yè)出版社，李賀冰，袁杰萍，孔俊霞著， 2021 [15]《 MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解》，人民郵電出版社，鄧華著， 2021 [16]《數(shù)字通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，王興亮著，第二版 [17]《 MATLAB 仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，徐明遠(yuǎn)，邵玉斌著， 2021 [18]《 Simulink 通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)》，國(guó)防工業(yè)出版社，孫屹，吳磊著 , 2021 [19]《 MATLAB》仿真在通信 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 39 致 謝 本人的 學(xué)位論文 是在我的導(dǎo)師 唐 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。張曉燕 。汪源源 。在硬件試驗(yàn)中改變系統(tǒng)參數(shù)也許意味著重做硬件，而在軟件中只需對(duì)特定參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，同時(shí)利用 Simulink 可視化建模仿真和 MATLAB簡(jiǎn)單編程的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，因此， MATLAB/Simulink 在通信系統(tǒng)仿真方面具有強(qiáng)大的功能和優(yōu)越性。 2PSK 調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比 低，因此適合衛(wèi)星廣播。是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式 ,它的主要優(yōu)點(diǎn)是 :實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易 ,抗噪聲與抗衰減的性能較好。 )4(21 rerfc 421 re?1 ()22rerfc 421 re?1 ()2erfc r 421 re?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 37 2FSK 頻移鍵控。 調(diào)制方式 誤碼率 相干調(diào)節(jié) 非相干調(diào)節(jié) 2ASK 2FSK 2PSK 表 1： 誤碼率公式 由表 1 可以看出，從橫向來(lái)比較，對(duì)同一種數(shù)字調(diào)制信號(hào)，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于采用非相干解調(diào)方式的誤碼率。 誤碼率比較 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有 2ASK、 2FSK、 2PSK 及 2DPSK，每種數(shù)字調(diào)制方式又有相干解 調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。這時(shí)，接收機(jī)不容易保持在最佳判決門(mén)限狀態(tài)。 對(duì)于 2ASK 系統(tǒng)，判決器的最佳判決門(mén)限為 a/2(當(dāng) P(1)=P(0)時(shí) )，它與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān)。 在 2PSK 系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送符號(hào)概率相等時(shí)，判決器的最佳判決門(mén)限 為零，與接收機(jī)輸四川大學(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 36 入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 帶寬比較 碼元寬度為 ST 、速率為 SR 時(shí)，以頻譜包絡(luò)第一零點(diǎn)計(jì)算帶寬 SSA SK TRB22 ?? (31) ssF SK TffRffB22 1212 ?????? （ 32） SSPSK TRB22 ?? （ 33） 因此，從頻帶寬度或頻帶利用率上看 FSK 系統(tǒng)最不可取。 圖 45： 2PSK 調(diào)制的各點(diǎn)時(shí)間波形 從上圖可以看出 兩個(gè)波形的相位不同，有明顯的差別。 圖 43：低通濾波器參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 8，通帶邊緣頻率為 30rads/sec。 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 33 圖 42： Bernoulli BinaryGenerator信號(hào)模塊參數(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 。和 180176。 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 30 2PSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 (1) 建立模型方框圖 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中 ,當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí) ,則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控 (2PSK)信號(hào) 。 (第一個(gè)波形圖是脈沖波產(chǎn)生的波形，第二個(gè)波形是 f1 產(chǎn)生的 2ASK 波形 ，第三個(gè)波形是 f2產(chǎn)生的 2ASK 波形 ，第四個(gè)波形是 調(diào)制好了的 2FSK 波形 ) 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 29 圖 37： 2FSK解調(diào)出來(lái)頻率為 f1各點(diǎn)的波形 由上圖可以看出第一個(gè)波形圖是經(jīng)過(guò)允許頻率為 f1 通過(guò)的濾波器得到的波形， 第二個(gè)波形是相干波，第三個(gè) 波形 是經(jīng)過(guò)濾波器之后與相干波相乘得到的波形，第四個(gè) 波形 是通過(guò)低通濾波得到的波形，第五 個(gè) 波形 則是通過(guò)量化編碼器得到的 信號(hào) 與原 信 號(hào) 一致 。 圖 34：頻率為 f2的低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 2，通帶邊緣頻率為 6rads/sec。 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 26 圖 31： 頻率為 f1的 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 2，通帶邊緣頻率為 8rads/sec。 Bernoulli BinaryGenerator1 和 Bernoulli BinaryGenerator 的參數(shù)設(shè)置一致。 載波 f2 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 24 圖 28： 載波 sin wave2 的參數(shù)設(shè)置 載波是幅度為 2， f2=2Hz,采樣時(shí)間為 。 （第一個(gè)圖是伯努利 方波信號(hào)，第二個(gè)圖是正弦信號(hào)即載波， 第三 個(gè)波形是已調(diào)制的 2ASK 波形 ） 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 21 圖 25： 2ASK解調(diào)各點(diǎn)波形圖 由上圖可以看出第一個(gè)波形圖即是已調(diào)信號(hào)，第二個(gè)波形圖是相干波的波形，第三個(gè)波形則是已調(diào)信號(hào)與相干波相乘后得到的波形，第四個(gè)是通過(guò)低通濾波器得到的波 形，第五個(gè)是經(jīng)過(guò)量化編碼器得到的信號(hào)與原信號(hào)一致。 圖 22：低通濾波器的參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 4，通帶邊緣頻率為 20rads/sec。從 正弦 信號(hào)源開(kāi)始依次的仿真參數(shù)設(shè)置如下： 圖 20:正弦 信號(hào)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 19 其中 sin 函數(shù)是幅度為 2， 頻率為 4Hz， 采樣周期為 的 正弦 信號(hào) 。 圖 18:2PSK 信號(hào)的功率譜密度 3 調(diào)制與解調(diào)仿真 2ASK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 (1) 建立模型方框圖 2ASK 信號(hào)調(diào)制的模型方框圖由 Sourse 模塊中的 sin wave 信號(hào)源、 伯努利方波信號(hào) 、相乘器等模塊組成， Simulink 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 18 圖 19:2ASK 信號(hào)調(diào)制的模型方框圖 其中正弦 信號(hào)是載波信號(hào)，方波代表 S（ t） 序列的信號(hào) 源 ， 正弦 信號(hào)和方波相乘后就得到鍵控 2ASK 信號(hào)。當(dāng)二進(jìn)制基帶信號(hào)的 “ 1”符號(hào)和“ 0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不存在離散譜。若以二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)功率譜第一個(gè)零點(diǎn)之間的頻率間隔計(jì)算二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬，則該二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的帶寬 FSKB2 為 sFSK fffB 2122 ?? ? （ 219） 其中Ss Tf1? 圖 17:相位不連續(xù)二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的功率譜示意圖 2PSK 的功率譜密度 2PSK 與 2DPSK 信號(hào)有相同的功率譜。 圖 16:二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度 2FSK 信號(hào)的功率譜密度 相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜密度可以近似表示成兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)功率譜密度的疊 加。續(xù)譜兩部分組成。 圖 13:2PSK 信號(hào)的調(diào)制原理圖 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 14 圖 14:2PSK 信號(hào)的解調(diào)原理圖 圖 15:2PSK 信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形 二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的功率譜密度 2ASK 信號(hào)的功率譜密度 若二進(jìn)制基帶信號(hào) s(t)的功率譜密度 Ps(f)為 )21()(41)(4)()()1()()1()(222???????? ?????PffTSaTmffmfGPffGPPffPssmsssss設(shè)??? （ 212） 則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度 )(2 fPASK 為 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 15 ? ?? ?? ?)()()0(161)()(161)(41)(22222ccsccscscsA S KffffGfffGffGfffPffPfP??????????????）（ （ 213） 整理后可得 ? ?)(161)()(s i n)()(s i n16)(222ccscscscscsA S KffffTffTffTffTffTfP????????????????????????）（ （ 214） 式（ 214）中用到 21?P ，ss Tf1? 。 2PSK 信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形如圖 15 所示，當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生 180176。 2PSK 信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)， 解調(diào)器原理圖如圖 14 所示。 圖 12:二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的時(shí)間波形 二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的調(diào)制原理圖如圖 13 所示。發(fā)送 0 符號(hào)，種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，稱(chēng)為二進(jìn)制絕對(duì)移相方式。若用 n? 表示第 n 個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位，則有 n? =0176。 相位，發(fā)送二進(jìn)制符號(hào) 0 時(shí)， )(2 tePSK 取 180176。 分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的 1 和 0。通常用已調(diào)信號(hào)載波的 0176。非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形如圖 11 所示。 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的解調(diào)方法很多，有模擬鑒頻法和數(shù)字檢測(cè)法，有非相干解調(diào)方法也有相干解調(diào)方法。因此，二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式可簡(jiǎn)化為 tnTtgbtnTtgaten snn snF SK 212 c os)(c os)()( ?? ??