【正文】 f 和 2f 兩個頻率點間變化 ,則產(chǎn)生二進制移頻鍵控信號 (2FSK 信號 )。由于二進制數(shù)字信息只有兩個不 同的符號，所以調(diào)制后的已調(diào)信號有兩個不同的頻率 f1 和 f2， f1 對應數(shù)字信息“ 1”， f2 對應數(shù)字信息“ 0”。續(xù)譜兩部分組成。 乘 法 器二 進 制 不歸 零 信 號S ( t )C o s ω c te2 A S K C o s ωctS ( t )開 關(guān) 電 路 圖 41 二進制振幅鍵控信號 調(diào)制器原理框圖 帶 通 濾 波器全 波 濾 波器低 通 濾 波器抽 樣 判 決器? ?e tAS K2輸 出定 時脈 沖 （ a） 非 相干解調(diào)方式 帶 通 濾 波器相 乘 器低 通 濾 波器抽 樣 判 決器? ?e tAS K2輸 出定 時脈 沖載 波 （ b）相干解調(diào)方式 圖 42 二進制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖 ASK 信號的功率譜密度 若二進制基帶信號 的功率譜密度 Ps(f)為 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ???????? ?????????????21設41241 221PfT sfSaT sf smfm f smGPf sfGPPf sP s??? （ 45） 則二進制振幅鍵控信號的功率譜密度 P2ASK(f)為 ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ?f cff cfGf sf cfGf cfGf sf cfP sf cfP sfP ASK????????????????????02216122161412 （ 46） 整理后可得 ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?f cff cfT sf cfT sf cfT sf cfT sf cfT sfP A S K????????????????????????161s i ns i n162 （ 47） 式中用到 21?P ,Tsfs 1?。 由圖 41 可以看出 ,2ASK 信號可以由模擬法和鍵控法來產(chǎn)生。 數(shù)字調(diào)制： （ 1）數(shù)字信號通過正弦載波調(diào)制成頻帶信號； （ 2）數(shù)字信號控制正弦載波的某個參量； （ 3）鍵控信號：對載波參量的離散調(diào)制。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號 的過程稱為數(shù)字調(diào)制。 數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實際應用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號。 數(shù)字通信所能夠達到的傳輸效率遠遠高于模擬通信，調(diào)制技術(shù)的種類也遠遠多于 模擬通 信，大大提高了用戶根據(jù)實際應用需要選擇系統(tǒng)配置的靈活性，除此之外，數(shù)字調(diào)制抗干擾能力強，中繼時噪聲及色散的影響不積累，因此可實現(xiàn)長距離傳輸。此外，還有可采用減小相位跳變的 MSK等特殊的調(diào)制技術(shù)，為某些專門應用環(huán)境提供了強大的工具。常用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)有2ASK（ Amplitude Shift Keying，幅移鍵控）、 4ASK、 8ASK、 BIT/SK（ Phase Shift Keying，相移鍵控）、 QPSK、 8PSK、 2FSK、 4FSK 等，頻帶利用率從1bit/s/Hz～ 3bit/s/Hz。隨著時代的發(fā)展，用戶不再滿足于聽到聲音，而且還要看到圖像；通信終端也不局限于單一的電話機，而且還有傳真機和計算機等數(shù)據(jù)終端。調(diào)制技術(shù)分為模擬調(diào)制技術(shù)與數(shù)字調(diào)制技術(shù)，其主要區(qū)別是：模擬調(diào)制是對載波信號的某些參量進行連續(xù)調(diào)制，在接收端對載波信號的調(diào)制量連續(xù)估值，而數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送信息，在接收端只對載波信號的離散調(diào)制參量進行檢測。當然目前又出現(xiàn)很多更加優(yōu)秀的數(shù)字調(diào)制方式，如 OFDM、 QAM 等。 本文主要通過比較不同數(shù)字調(diào)制方式的誤碼率和有效性，得出數(shù)字調(diào)制的最佳方式，格局經(jīng)驗性能為： QPSKPSKFSKASK。接收端解調(diào)通常在其中心點附近進行。如果用 “0”和 “1”來改變載波的相位，則稱為 “相移鍵控 ”。如果用改變載波頻率的方法來傳送二進制符號，就是 “頻移鍵控 ”的方法，當 “1”出現(xiàn)時是低頻， “0”出現(xiàn)時是高頻。數(shù)字調(diào)制分 為調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻三類，分別對應 “幅移鍵控 ”（ ASK）、 “相移鍵控 ”（ PSK）和 “頻移鍵控 ”（ FSK）三種數(shù)字調(diào)制方式。其基本原理是把數(shù)據(jù)信號寄生在載波的上述三個參數(shù)中的一個上，即用數(shù)據(jù)信號來進行幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制。利用基帶信號去控制載波的某個參數(shù)，就完成了調(diào)制。 信 源信 源編 碼加 密信 道編 碼多 路復 用帶 通調(diào) 制信 道帶 通解 調(diào)信 道編 碼檢 測多 路解 復用解 密信 源編 碼解 碼信 宿 圖 32 數(shù)字通信框圖 各種 數(shù)字調(diào)制方式比較 數(shù)字調(diào)制就是將數(shù)字符號變成適合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?。?jīng)過充滿隨機噪聲的信道后，到達接收端在接收端有和發(fā)射端相配套的一套裝置，經(jīng)過處理到達信宿。例如，通常使用的信道編碼有循環(huán)碼、卷積碼等。多路復用的功能是將許多用戶服用到同一個鏈路或者信道上，這樣可以提高鏈路或者信道的利用率。例如信源編碼可以采用 PCM、 DPCM 等。例如，信源可以是語音采集裝置也可以是長生數(shù)字信號的計算機或者傳真機。 信 源信 源編 碼信 道編 碼信 道解 碼信 道信 源解 碼信 宿噪 聲 圖 31 數(shù)字通信系統(tǒng)框圖 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字 通信系統(tǒng)是完成信源產(chǎn)生的信號送達信宿的系統(tǒng)。消息是具體的、表面的，而信息是抽象的、本質(zhì)的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量來度量。所以，信號（ Signal）是傳輸消息的手段，信號是消息的物質(zhì) 載體。消息有模擬消息（如語音、圖象等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)。最后連接出框圖，設置各個元件的參數(shù)，就能在 SCOPE 中觀察輸出。 在通信系統(tǒng)中，一般情況下，傳輸和接受所采用的技術(shù)是相互對應的。在 SIMULINK 通信系統(tǒng)仿真模型庫中， MATLAB提供的圖形界面仿真工具 Simulink 由一系列模型庫組成 ， 了解其中模塊庫子模塊的作用，并且分類此次仿真中需要用到的常用模塊，根據(jù)原理來進行仿真建模。 2 Simulink 與通信系統(tǒng)仿真 通信系統(tǒng)仿真的研究方法和技術(shù)路線 通信系統(tǒng)仿真的研究方法 通信系統(tǒng)研究方法如下三種，這里做簡要的介紹： (1) 動態(tài)系統(tǒng)模型的狀態(tài)方程求解方法：對動態(tài)系統(tǒng)仿真就是利用計算機對所得出的狀態(tài)方程進行數(shù)值求解的過程，通信系統(tǒng)則是以時間為自變量，所以相應的狀態(tài)方程中的狀態(tài)變量，輸入輸 出變量也都是時間的函數(shù)； (2) 蒙卡羅法：是一種基于隨機試驗和統(tǒng)計計算的數(shù)值方法，也成為計算機隨機模擬法； (3) 混合法：在隨機變量的條件下的微分方程數(shù)值求解問題，同時使用了基于數(shù)值計算的狀態(tài)方程求解和基于統(tǒng)計計算的 Monte Carlo 方法。 近年來 ,在通信系統(tǒng)建模的 ,分析和仿真評估領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了大量的計算機輔助 技術(shù)，這技術(shù)大體分為三大類： （ 1） 基于理論分析的解析方法，如利用計算機對復雜的系統(tǒng)性能評估公式進行數(shù)值計算等； （ 2） 結(jié)合通信系統(tǒng)硬件原型和測試設備的計算機輔助仿真方法，通常應用于原型系統(tǒng)實現(xiàn)的中后期和原型系統(tǒng)調(diào)試中； （ 3） 基于純軟件的系統(tǒng)仿真方法，即首先對通信系統(tǒng)進行數(shù)學建模，然后通過計算機來模擬系統(tǒng)行為，波形以及信號通過系統(tǒng)的過程，并對系統(tǒng)性能指標進行仿真測試和統(tǒng)計分析的一系列方法 [3]?？梢哉f仿真的方法是 ABS 開發(fā)、生產(chǎn)的有力輔助工具?；谏鲜鰡栴}，伴隨計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，在生產(chǎn)過程中可利用仿真的方法對 ABS 進行檢驗。在積雪覆蓋的路面上進行 ABS 的測試，就只能在冬季有雪的天氣進行，這對測試人員來說是非常難實現(xiàn)的，并且能夠造成一定的人員安全威脅。舉個例子，對現(xiàn)代汽車而言，汽車的安全性相當依賴于防抱死制動系統(tǒng)（ ABS）的性能。在計算機沒有出現(xiàn)以前，歸納起來主要可分為理論分析和實驗驗證兩大類。在數(shù)字通信、數(shù)字視頻廣播、數(shù)字衛(wèi)星廣播等領(lǐng)域中，廣泛采用 M進制的調(diào)制方式。根據(jù)所處理的基帶信號的進制不同分為二進制和多進制調(diào)制 (M進制 )。數(shù)字調(diào)制和模擬調(diào)制一樣都是正弦波調(diào)制，即被調(diào)制信號都為高頻正弦波。 數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展與數(shù)字器件的廣泛使用，數(shù)字信號處理在通信系統(tǒng)中的應用已經(jīng)越來越重要。目前模擬通信系統(tǒng)還在使用，但由于人們對各種通信業(yè)務的需求迅速增加，數(shù)字通信正向著小型化、智能化、高速大容量的方向迅速發(fā)展，最終必將取代模擬通信。盡管在未來的一段時間內(nèi)數(shù)字通信系統(tǒng)還不能完全取代模擬通信系統(tǒng)那個，但通信朝著數(shù)字化方向發(fā)展是不會改變的，這是有數(shù)字通信和模擬通信自身的特點所決定的。利用系統(tǒng)建模和軟件仿真技術(shù)，幾乎可以對所有的設計細節(jié)進行分層次的建模和評估，而且模型無需針對解析分析簡化，因此評價結(jié)果更加精準，更接近實際的運行情況。另一方面 ,要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)縮短周期 ,降低成本 ,提高水平。可以將軟件模型和硬件原型輸出的數(shù)據(jù)以及從真實系統(tǒng)的信號相互結(jié)合起來，從而使設計過程和評估過程統(tǒng)一起來，協(xié)同工作，使得設計中的錯誤得以 及時的修正，最終使得設計結(jié)果與實際系統(tǒng)的運行環(huán)境相吻合，保證后期產(chǎn)品化過程的順利進行。以基本的點對點通信為例，通信系統(tǒng)的組成（通常也稱為一般模型）。目前數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)得到廣泛應用，所以對數(shù)字通信系統(tǒng)仿真非常重要，利用 MATLAB 對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進行 仿真，并結(jié)合 MATALB 模塊和Simulink 工具箱的實現(xiàn)，并對仿真結(jié)果進行分析，從而更深入地掌握數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)知識 [2]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在國外通信技術(shù)的發(fā)展中，通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)是一個技術(shù)重點。 本文在深刻理解通信系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，利用 MATLAB 提供的通信工具箱和自編程序，對通信系統(tǒng)中的典型信號進行了模型構(gòu)建、系統(tǒng)設計、仿真演示、結(jié)果顯示。 Simulink 可視化仿真工具能夠以非常直觀的方框圖方式形象地對通信系統(tǒng)進行建模，并以“實時”和動畫的方式來將模型仿真結(jié)果（如波形、頻譜、數(shù)據(jù)曲線等）顯示出來， 更便于對通信系統(tǒng)的物理概念和運行過程的直觀理解，所以近年來在通信工程專業(yè)中得到廣大師生的重視和廣泛應用，在理論教學、課程實踐環(huán)節(jié)以及理論和技術(shù)前沿的研究中發(fā)揮了重要作用。同時有大量的第三方軟件和硬件可應用于或被要求應用于 Simulink。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構(gòu)造出復雜的系統(tǒng)。展望未來，通信技術(shù)正在向數(shù)字化、智能化、綜合化、寬帶化、個人化方向迅速發(fā)展，各種新的電信業(yè)務也應運而生，正沿著信息服務多種領(lǐng)域廣泛延伸 [1]。對用戶而言 ,使用仿真軟件的平臺不同 ,所建立的計算機仿真模型形式也不同 ,可以是字符形式的一系列程序代碼 ,也可以是圖形化的一些列一組信號流程圖、系統(tǒng)方框圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。把系統(tǒng)的數(shù)學描述稱為系統(tǒng)的仿真模型。仿真也稱模擬 ,在本質(zhì)上 ,系統(tǒng)的計算機仿真就是根據(jù)實際的物理系統(tǒng)的運行原理建立相應的數(shù)學描述并進行計算機數(shù)值求解。通過仿真 ,可以降低新系統(tǒng)失敗的可能性 ,消除系統(tǒng)中潛在的瓶頸 ,優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能。 參考文獻 ..................................................... 46 基于 simulink 的數(shù)字通信仿真平臺設計 1 前言 選題的意義和目的 隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展 ,計算機仿真已經(jīng)成為分析和設計通信系統(tǒng)的主要工具 ,在通信系統(tǒng)的研發(fā)和教學中具有越來越重要的意義。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。s famous Simulink simulation environment based on Matlab platform as a professional and functional simulation tool with powerful and simple operatio