【正文】 寬帶（ Wideband）的線性加成或是穩(wěn)定譜密度（以每赫茲瓦 特 的帶寬表示）與高斯分布振幅的白噪聲。白噪聲：噪聲的功率譜密度在所有的頻率上均為一常數(shù)，則稱這樣的噪 聲為白噪聲。加性噪聲：疊加在信號(hào)上的一種噪聲，通常記為 n(t)，而且無(wú)論有無(wú)信號(hào)，噪聲 n(t)都是始終存在的。即 H(f)失真的。 AWGN 原理 加性高斯白噪聲 AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最基本的噪聲與干擾模型。然后進(jìn)行判決。 （ 公式八） FSK 調(diào)制過(guò)程基本示意圖如下所示： 基帶信號(hào) ( ) ( ) c o s ( )( ) c o s ( )0 n s 1 nnn s 2 nne t a g t n T ta g t n T t??????? ? ???????? ? ???????振蕩器 f1 選通開(kāi)關(guān) 反相器 相加器 振蕩器 f2 選通開(kāi)關(guān) e2fsk (t) 武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 圖 5 FSK 調(diào)制過(guò)程基本示意圖 圖 6 調(diào)制波形示意圖 2FSK 信號(hào)的常用解調(diào)方法是采用的非相干解調(diào)和相干解調(diào)。 簡(jiǎn)單介紹一下 FSK 調(diào)制與解調(diào)的基本原理。 在非相干的 FSK ，瞬時(shí)頻率之間的轉(zhuǎn)移是兩個(gè)分立的價(jià)值觀命名為馬克和空間頻率，分別為。 最常見(jiàn)的是用兩個(gè)頻率承載二進(jìn)制 1 和 0 的雙頻 FSK 系統(tǒng)。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。常用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制，而載波的可控特性有振幅、頻率、相位，所以可獲得振幅鍵控（ ASK）、頻移鍵控（ FSK）、相移鍵控（ PSK）。 2FSK 調(diào)制解調(diào)原理 數(shù)字信號(hào)的傳輸凡是分為基帶傳輸和帶通傳輸，實(shí)際的大多數(shù)信道（如無(wú)線信道）都是用的帶通傳輸。 漢明碼的編碼效率等于 k/n＝ (2r－ 1－ r) / (2r－ 1) = 1－ r / (2r－ 1) = 1－ r/n 。表 6 中所列的（ 7， 4）漢明碼的最小碼距 d0 ＝ 3，因此，這種碼能糾正一個(gè)錯(cuò)碼或檢測(cè)兩個(gè)錯(cuò)碼。由于 S1 S2 S3 等于 011，故根據(jù)表 5可知在α 3 位有一錯(cuò)碼。 接收端收到每個(gè)碼組后，先按（公式 4）～（公式 6）計(jì)算出 S1 、 S2 和 S3 ，再按表 142 判斷錯(cuò)碼情況。這就意味著 α2 、 α4 、 α5 和 α6四個(gè)碼元構(gòu)成偶數(shù)監(jiān)督關(guān)系 S1 ＝ α6?α5 ?α4 ?α2 （ 公式四 ） 同理， α1 、 α3 、 α5 和 α6 構(gòu)成偶數(shù)監(jiān)督關(guān)系 S2 ＝ α6?α5 ?α3 ?α1 （ 公式五 ） 以及 α0 、 α3 、 α4 和 α6 構(gòu)成偶數(shù)監(jiān)督關(guān)系 S3 ＝ α6?α4 ?α3 ?α0 （ 公式六 ） 在發(fā)送端編碼時(shí)，信息位 α6 、 α5 、 α4 和 α3 的值決定于輸入信號(hào)，因此它們是隨機(jī)的。我們用α 6α 5?α 0 表示這 7 個(gè)碼元，用S S S3表示三個(gè)監(jiān)督關(guān)系式中的校正子，則 S1 S2 S3的值與錯(cuò)碼位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以規(guī)定如表 5所列。 設(shè)分組碼 (n， k)中 k＝ 4，為了糾正一位錯(cuò)碼，由（公式 3）可知，要求監(jiān)督位數(shù) r≥ 3。 一般說(shuō)來(lái)，若碼長(zhǎng)為 n，信息位數(shù)為 k，則監(jiān)督位數(shù) r＝ n?k。 例如： NRZ 代碼： 1 1 0 1 0 0 1 0 CMI 碼： 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 其相應(yīng)的波形比較如圖 4 所示： 圖 4 編碼前與編碼后波形圖 武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 漢明碼的基本原理 漢明碼是一種能夠糾正一位錯(cuò)碼且編碼效率較高的線性分組碼。在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中 CMI 碼一般作為 PCM 四次群數(shù)字中繼接口的碼型，在光纜傳輸系統(tǒng)中也用做線路傳輸碼型[1]。段落碼和 8個(gè)段落之間的關(guān)系如表 2 所示；段內(nèi)碼與 16 個(gè)量化級(jí)之間的關(guān)系見(jiàn)表 3。其它四位表示段內(nèi)碼，它的 16 種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的 16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。若用 8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。下面結(jié)合 13 折線的量化來(lái)加以說(shuō)明。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。 在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。 武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 (3) 編碼 所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過(guò)程稱為譯碼。 表 1 13 折線時(shí)的 x 值與計(jì)算 x 值的比較 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 x 0 1281 1 按折線 分段時(shí)的 x 0 1281 641 321 161 81 41 21 1 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 斜率 16 16 8 4 2 1 21 41 表 1中第二行的 x值是根據(jù) 時(shí)計(jì)算得 到的，第三行的 y值是 13折線分段時(shí)的值。美國(guó)采用 ? 壓縮律，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用 A壓縮律，所謂 A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律： AXAAxy 10,ln1 ???? ， 11,ln1 ln1 ????? XAAAxy 。模擬入 y x 量化器 量化值 武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。 非均勻量化： 非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔 的。但是，對(duì)話音信號(hào)來(lái)說(shuō)，大信號(hào)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)并不多，增加的樣本位數(shù)就沒(méi)有充分利用。 均勻量化： 用這種方法量化輸入信號(hào)時(shí)，無(wú)論對(duì)大的輸入信號(hào)還是小的輸入信號(hào)一律都采用相同的量化間隔。通常 kkk xx ??? ?1 稱為量化間隔。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度 x落在 xk與 xk+1之間時(shí)，量化器輸出電平為yk。 如下圖所示，量化器輸出 L個(gè)量化值 yk， k=1， 2， 3，?， L。 從數(shù)學(xué)上來(lái)看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無(wú)限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。 PCM 編碼原理 (1) 抽樣 所謂抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間抽樣 量化 編碼 信道 干擾 m(t) ms(t) msq(t) A/D 變換 譯碼 低通濾波 msq(t) m(t) 武漢理工大學(xué)《通信系統(tǒng)課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 上離散的信號(hào)。分別完成時(shí)間上離散、幅度上離散、及量化信號(hào)的二進(jìn)制表示。前者完成由模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的變換，后者則相反，即完成數(shù)字信號(hào)到模 擬信號(hào)的變換。 PCM 的編碼原理比較直觀和簡(jiǎn)單，下圖為 PCM 系統(tǒng)的原理框圖： 圖 2 PCM 系統(tǒng)的原理框圖 圖中，輸入的模擬信號(hào) m(t)經(jīng)抽樣、量化、編碼后變成了數(shù)字信號(hào) (PCM 信號(hào) )，經(jīng)信道傳輸?shù)竭_(dá)接收端，由譯碼器恢復(fù)出抽樣值序列，再由低通濾波器濾出模擬基帶信號(hào) m(t)。 要完成整個(gè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真，最終在接收端或者精確或者近似地再現(xiàn)輸入（信源），計(jì)算失真度，并且分析原因。 信道編碼： 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的信道編譯碼漢明碼 信源編碼： 實(shí)現(xiàn)基帶碼形變換 (CMI 碼 ) 信道：采用加性高斯信道。 圖 1 典型的通信系統(tǒng) 輸入：首先輸入模擬信號(hào)，給出此模擬信號(hào)的時(shí)域波形。 （包括用戶界面） 在開(kāi)發(fā)環(huán)境中，使 用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對(duì)性對(duì)起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5 進(jìn)行連接。一般來(lái)說(shuō)，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開(kāi)發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng) 用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫(xiě)代碼。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。新版本的MATLAB 對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì) 于一些其他軟件所沒(méi)有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等）， MATLAB 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫(huà)和表達(dá)式作圖。函數(shù)所能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì) 分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和