【正文】 3*ts)+1)]。 ％采樣頻率 df= 。 ％采樣時(shí)間間隔 Fc= 運(yùn)用如下 MATLAB 程序 : t0=。 =,fc=250Hz。 隨 u(t)作傅里葉變換，即可得到信號(hào)的頻域表示： U（ f） =Ac/2 )( fcfM ? +Ac/2 )( fcfM ? 傳輸帶寬 Bt是消息信號(hào)帶寬 W的兩倍，即： Bt=2W。 在 DSBAM 中，已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表示為： u(t)=m(t)c(t)=Acm(t) ? ? )2cos( cfct ? 式中， m(t)是消 息信號(hào)， c(t)=Ac ? ? )2cos( cfct ?為載波， fc 是載波的頻率（單位： HZ） , c? 是初始相位。 格式： P=angle(Z) 說(shuō)明：當(dāng) Z 為復(fù)數(shù)矩陣時(shí)，用來(lái)求矩陣 Z 中每個(gè)元素 的相角，相角位于[? ,? ]。 格式： axis([xmin,xmax], [ymin,ymax]) 說(shuō)明：此為坐標(biāo)范圍 ,其中 xmin＜ xmax ， ymin＜ ymax 。 格式： ezplot(F, [xmin,xmax],fig) 說(shuō)明：其中 F 是要畫(huà)的符號(hào)函數(shù)； [xmin,xmax]是繪圖的自變量范圍， fip 是窗口。 格式： subplot(m,n,k) 說(shuō)明： subplot(m,n,k)將圖形窗口分成 m 行 n 列 m*n 塊子區(qū)域，按從上到下 ,從左到右的順序 ,在第 k塊子區(qū)域定義一個(gè)坐標(biāo)系 , 使其成為當(dāng)前坐標(biāo)系 , 隨后的 20 繪圖函數(shù)將在該坐標(biāo)系輸出圖形。當(dāng)向量元素充分多時(shí) , 即可生成一條光滑的曲線。 格式： plot(x) plot(x,y) 說(shuō)明： plot(x)是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)用方式 , x 是長(zhǎng)度為 n 的數(shù)值向量。 格式： figure 說(shuō)明： figure 函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的圖形窗口 , 并成為當(dāng)前圖形窗口 , 所創(chuàng)建的圖形窗口的序號(hào)是按同一 MATLAB 程序中創(chuàng)建的順序號(hào)。 MATLAB 中的通信系統(tǒng)工具箱是目前比較成熟的通 信系統(tǒng)仿真工具， MATLAB 通信系統(tǒng)工具箱提供的函數(shù)主要用于處理通信及傳輸問(wèn)題，為我們分析通信系統(tǒng)中每個(gè)過(guò)程提供了極大的幫助，使我們能夠輕松直觀的解決問(wèn)題。通信系統(tǒng)工具箱實(shí)際上是用 MATLAB 的基本語(yǔ)句變成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問(wèn)題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。 ? ?? ?o1/E321 av1 2NMQP M ????? = ? ? o1/3K4Q E a v b NM ? 其中， NE O/avb 是每比特的平均信噪比。因此，因此 M 進(jìn)制 QAM 的誤碼率為： 17 ? ?PP MM ??? 11 可以注意到，當(dāng) K 為偶數(shù)時(shí)，這個(gè)結(jié)果對(duì) 2KM? 情形時(shí)精確的，而當(dāng) K 為奇數(shù)時(shí)，就找不到等價(jià)的 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)。 式中 PM是 M 進(jìn)制 PAM 系統(tǒng)的誤碼率，該 PAM 系統(tǒng)具有等價(jià) QAM 系統(tǒng)的每一個(gè)正交信號(hào)中的一半平均功率。因?yàn)橄辔徽环至可系男盘?hào)能被相干判決極好的分離，所以易于通過(guò) PAM的誤碼率確定 QAM 的誤碼率。 最佳判決器計(jì)算距離量度 2),( mm srsrD ?? Mm ,...2,1? QAM 的誤碼率性能 矩形 QAM 信號(hào)星座最突出的優(yōu)點(diǎn)就是容易產(chǎn)生 PAM 信號(hào)可直接 加到兩個(gè)正交載波相位上，此外它們還便于解調(diào)。 16 圖 QAM 信號(hào)的解調(diào)和判決 假設(shè)圖中 所示的時(shí)鐘與接收信號(hào)同步，以使相關(guān)器的輸出在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻及時(shí)被抽樣。因此 r(t)可以表示為 )()2s i n ()()2c o s ()()( tnftgAftgAtr cTmscTmc ????? ???? 其中 ? 是載波相位偏移，且 tftntftntn cscc ?? 2)(2c o s)()( ?? 將接收信號(hào)與下述兩個(gè)相移函數(shù)進(jìn)行相關(guān) )2c o s ()()(1 ??? ?? tftgt cT )2s in ()()(2 ??? ?? tftgt cT 如圖 所示，相關(guān)器的輸出抽樣后輸入判決器。圖 給出了 QAM 調(diào)制器的框 15 圖。 QAM 可以看成是振幅調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)合。例如一個(gè) 16 位正交幅度調(diào)制信號(hào)的星座圖如下圖所示，該星座是通過(guò)用 M＝ 4PAM 信號(hào)對(duì)每個(gè)正交載波進(jìn)行振幅調(diào)制得到的 。 正交幅度調(diào)制（ QAM）信號(hào)采用了兩個(gè)正交載波 tftf cc ?? 2s in2co s 、 ，每一個(gè)載波都被一個(gè)獨(dú)立的信息比特序列 所調(diào)制。在這 4 個(gè)位置上可以疊加上第二個(gè) QPSK 矢量，后者的位置用虛線小圓上的 4 個(gè)小黑點(diǎn)表示。 圖 正交調(diào)幅法 第二種方法是復(fù)合相移法，它用兩路獨(dú)立的 QPSK 信號(hào)疊加，形成 16QAM信號(hào)，如圖 所示。 Ak 13 16QAM 信號(hào)的產(chǎn)生方法主要有兩種。它們總稱為 MQAM 調(diào)制。有代表性的 QAM 信號(hào)是16 進(jìn)制的，記為 16QAM，它的矢量圖示于下圖 中 ： 圖 16QAM 信號(hào)矢量圖 圖中用黑點(diǎn)表示每個(gè)碼元的位置，并且示出它是由兩個(gè)正交矢量合成的。從式（ 2—3）看出， ()kst可以看作是兩個(gè)正交的振幅鍵控信號(hào)之和。這種信號(hào)的一個(gè)碼元可以表示為 0( ) c o s( ) ( 1 )k k ks t A t k T t k T??? ? ? ? ? （ 2—1） 式中： k=整數(shù)； kA 和 k?分別可以取多個(gè)離散值。為了改善在 M 大時(shí)的噪聲容限，發(fā)展出了 QAM 體制。雖然 MPSK 和 MDPSK 等相移鍵控的帶寬和功率方面都具有優(yōu)勢(shì)，即帶寬占用小和比特噪聲比要求低。只是 AM 信號(hào)的解調(diào)結(jié)果中含有直流成分 A0，這時(shí)在解調(diào)后加上 一個(gè)簡(jiǎn)單的隔直流電容即可。送入解調(diào)器的已調(diào)信號(hào)的一般表達(dá)式為 Sm(t)=SI(t) ct?cos +SQ(t) ct?sin (26) 與同頻同相的 相干載波 c(t)相乘后，得 Sp(t)= Sm(t) ct?cos =1/2 SI(t)+1/2 SI(t) t?2cos +1/2 SQ(t) ct?2sin (27) 經(jīng)低通濾波器（ LPF）后，得 Sd(t)=1/2 SI(t) （ 28） 其中， SI(t)是 m(t)通過(guò)一全通濾波器 H1（ ? ）后的結(jié)果。 Sm(t) Sp(t) Sd(t) c(t)= ct?cos 圖 相干解調(diào)器的一般模型 相干解調(diào)時(shí)，為了無(wú)失真的恢復(fù)原基帶信號(hào)，接收端必須提供一個(gè)與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步（同頻同相）的本地載波（稱為相干載波），它與接收的已調(diào)信號(hào)相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號(hào)。調(diào)制是把基帶信號(hào)的頻譜搬到了載波位置，這一過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)相乘器與載波相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。 m(t) Sm(t) A0 ct?cos 圖 AM 調(diào)制模型 其時(shí)域表示式為 SAM(t)=[A0+m(t)] ct?cos =A0 ct?cos +m(t) ct?cos (24) 式中： A0 為外加的直流分量； m(t)可以是確知信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)。 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)幅（ AM）。 設(shè)調(diào)制信號(hào) m(t)的頻譜為 )(?M ,則由上式（ ）不難得到已調(diào)信號(hào) Sm(t)的頻譜 )(?S )(?S = )()( cMcM ???? ??? (23) 由以上表示式可見(jiàn)，在波形上，幅度已調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)的規(guī)律而呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)單搬移（精確到常數(shù)因子）。 幅度調(diào)制和相干解調(diào)的原理 1）幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 幅度調(diào)制是由調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號(hào)作線性變化 9 的過(guò)程，設(shè)正弦型載波為 c(t)=Acos( ???ct ) (21) 式中： A 為載波幅度； c? 為載波角頻率； 0? 為載波初始相位（以后可以假定為 0? 為 0，而不失討論的一般性）。 數(shù)字信息由二進(jìn)制和多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字調(diào)制可分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。這些特點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面：第一，數(shù)字調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生，除把數(shù)字的調(diào)制信號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特例而直接采用模擬調(diào)制方式產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號(hào)外，還可以采用鍵控載波的方法。 理論上數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在本質(zhì)上沒(méi)有什么不同，它們都屬于正弦波調(diào)制。如同模擬信號(hào)的頻帶傳輸時(shí)一樣，傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)也有三種基本的調(diào)制方式：振幅鍵控（ ASK）、頻移鍵控（ FSK）和相移鍵控（ PSK）。對(duì)于 DSBAM調(diào)制和 SSBAM 調(diào)制，用相干解調(diào)的方法，它要求在接收機(jī)中有一個(gè)與載波同頻同相的信號(hào)，接收機(jī)中產(chǎn)生所需要的正弦波振蕩器，為本地振蕩器。 解調(diào)的方法可以分為兩類：相干解調(diào)和非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。 最重要和最常用的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。同樣，脈沖波解調(diào) 也可分為脈沖幅度解調(diào)、脈沖相位解調(diào)、脈沖寬度解調(diào)和脈沖編碼解調(diào)等。解調(diào)可以分為正弦波解調(diào)（有時(shí)也稱為連續(xù)波解調(diào)）。 解調(diào)：將已調(diào)信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)，是調(diào)制的逆過(guò)程。未受調(diào)制的周期性振蕩信號(hào)稱為載波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脈沖序列）。 載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號(hào)去控制載波的參數(shù)的過(guò)程，使載波的某一個(gè)或 某幾個(gè)參數(shù)按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化。 調(diào)制和解調(diào)的概念 調(diào)制：把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過(guò)程，廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱為載波調(diào)制）。原理上，數(shù)字信息可以直接 用數(shù)字代碼序列表示和傳輸，但在世紀(jì)傳輸中，視系統(tǒng)的要求和信道情況，一般需要進(jìn)行不同形式的編碼，并且選用一組取值有限的離散波形來(lái)表示，這些取值離散的波形可以是未經(jīng)調(diào)制的電信號(hào)，也可以是調(diào)制后的信號(hào)。近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度和技術(shù)難度大大降低了，數(shù)字傳輸方式日益受到歡迎。 （ 5）、易于加密處理，且保密性好。這種數(shù)字處理的靈活性表現(xiàn)為可以將來(lái) 自不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸。在數(shù)字同喜系統(tǒng)中，可以通過(guò)信道編碼技術(shù)進(jìn)行檢錯(cuò)受信者 模擬信息源 解調(diào)器 調(diào)制器 噪聲源 信道 信息源 信源編碼 加密 信道編碼 數(shù)字調(diào)制 信道 噪聲源 數(shù)字解調(diào) 信道譯碼 解密 信源譯碼 受信者 7 與糾錯(cuò)，降低誤碼率，提高傳輸質(zhì)量。數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖请x散取值的數(shù)字波形，接收端的目標(biāo)不是精確的還原被傳輸?shù)牟ㄐ危菑氖盏皆肼暩蓴_的信號(hào)中判決出發(fā)送端所發(fā)送的是哪一個(gè)波形。數(shù)字通信所涉及的技術(shù)問(wèn)題很多，其中主要有信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步以及加密與解密等。完成這種變換和反變換的通常是調(diào)信息源 發(fā)送設(shè)備 信道 接收設(shè)備 噪聲源 受信者 6 制器和解調(diào)器。有些信道可以直接傳輸基帶信號(hào)，而以自由空間作為信道的無(wú)線電傳輸卻無(wú)法直接傳輸這些信號(hào)。 一、模擬通信系統(tǒng) 模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)，其模型如圖 所示，其中包含兩種重要變換。消息的傳遞是通過(guò)它的物理載體電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，按信號(hào)