【正文】 時(shí)，則2PSK信號(hào)的功率譜簡(jiǎn)化為： (427)一般情況下二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜所組成，其結(jié)構(gòu)與二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度相類似，帶寬也是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。二進(jìn)制移相鍵控，簡(jiǎn)記為2PSK或BPSK。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，1碼控制發(fā)0度相位，0碼控制發(fā)180度相位。一般把信號(hào)振蕩一次（一周）作為360度。 PSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)原理 數(shù)字調(diào)相：如果兩個(gè)頻率相同的載波同時(shí)開(kāi)始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值，同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，它們應(yīng)處于同相狀態(tài)；如果其中一個(gè)開(kāi)始得遲了一點(diǎn)，就可能不相同了。調(diào)制與解調(diào)又分模擬和數(shù)字兩種，在現(xiàn)代通信中，調(diào)制器的載波信號(hào)幾乎都是正弦信號(hào)，數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制器改變正弦載波信號(hào)的幅度、頻率或相位，產(chǎn)生幅度鍵控（ASK）、相位鍵控（PSK）、頻率鍵控（FSK）信號(hào)，或同時(shí)改變正弦載波信號(hào)的幾個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生復(fù)合調(diào)制信號(hào)。 PSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)原理及功率譜在通信和信息傳輸系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化或電子工程技術(shù)中，調(diào)制和解調(diào)應(yīng)用最為廣泛。（6）將信號(hào)st1和st2同時(shí)經(jīng)過(guò)抽樣判決器，其抽樣判決器輸出的波形為最后的輸出波形st。（5）經(jīng)過(guò)相乘器輸出的波形再通過(guò)低通濾波器，設(shè)置低通濾波器的參數(shù)，用一維數(shù)字濾波函數(shù)filter對(duì)信號(hào)進(jìn)行新的一輪的濾波處理。由于已調(diào)信號(hào)中有兩個(gè)不同的載波，則經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同頻率的帶通濾波器后輸出兩個(gè)不同的波形H1，H2。寫(xiě)出已調(diào)信號(hào)的表達(dá)式s(t)[14]。（2）先產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)的信號(hào)，寫(xiě)出輸入已調(diào)信號(hào)的表達(dá)式是s(t)。圖 411 FSK相關(guān)解調(diào)模擬框圖輸入信號(hào)為：來(lái)設(shè)計(jì)仿真[7]。用與上面分析完全相同的方法，可得到發(fā)“0” 碼時(shí)錯(cuò)判成“1”碼的概率，容易發(fā)現(xiàn)，此概率與上式表示的P(0/1)相同，所以解調(diào)器的平均誤碼率為[11] (421)，所以，式中注意，式中無(wú)需“1”、“0”等概這一條件。其中，、都是均值為0、方差為的高斯隨機(jī)變量，所以x是均值為a、方差為的高斯隨機(jī)變量，概率密度曲線如圖410 所示：圖410 判決值的函數(shù)示意圖判決器對(duì)x進(jìn)行判決，當(dāng)x0時(shí)，判發(fā)送信息為“1”，此判決是正確的； 當(dāng)x0時(shí)，判決發(fā)送信息為“0”，顯然此判決是錯(cuò)誤的。與此同時(shí)，頻率為f1的 2FSK 信號(hào)不能通過(guò)下支路中的帶通濾波器，因?yàn)橄轮分械膸V波器的中心頻率為f2，所以下支路帶通濾波器的輸出只有窄帶高斯噪聲，即 (420)此噪聲與同步載波cos2πf2t相乘，再經(jīng)低通濾波器濾波后輸出為 式中未計(jì)入系數(shù)12。現(xiàn)將收到的2FSK信號(hào)表示為 (417)波頻率為f1，信號(hào)能通過(guò)上支路的帶通濾波器。圖49 為2FSK相干和包絡(luò)解調(diào)。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B2FSK為 (415)式中 Rb=fs=1Ts 為基帶信號(hào)的帶寬 偏移率（調(diào)制指數(shù)） [6] (416) FSK的解調(diào)原理和抗噪聲性能2FSK信號(hào)的解調(diào)也有相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)兩種。因此，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[13]相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 （412）根據(jù)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度，我們可以得到二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜密度 P2ASKf 為 （413）令概率P=1/2， 將二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度公式代入式可得 (414)由上式可得，相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜:由離散譜和連續(xù)譜所組成，如圖48所示其中，離散譜位于兩個(gè)載頻f1和f2處；連續(xù)譜由兩個(gè)中心位于f1和f2處的雙邊譜疊加形成[5]。這種方法是用數(shù)字矩形脈沖控制電子開(kāi)關(guān)，在兩個(gè)振蕩器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而輸出不同頻率的信號(hào)，如圖46 所示:圖46 鍵控調(diào)頻法（3）分頻法產(chǎn)生FSK信號(hào)分頻法產(chǎn)生FSK信號(hào)是從同一個(gè)高穩(wěn)定度的主頻振蕩器經(jīng)分頻后獲得兩個(gè)不同的信號(hào)和，和載波信號(hào)經(jīng)控制門后相加，得到2FSK信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是載波的頻率穩(wěn)定度高。（1）直接調(diào)頻法對(duì)于相位連續(xù)的2FSK信號(hào)可以采用直接調(diào)頻法。圖44 二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形若二進(jìn)制基帶信號(hào)的“1”符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率,“0”符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率,則二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為： （48）其中： （49） （410）由上式可知與是反碼，即若an=1，則=0，若=0，則=1，于是=，因此二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式可簡(jiǎn)化為： （411） FSK信號(hào)調(diào)制基本原理由于2FSK信號(hào)的特性，可以采用不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的調(diào)制。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中,若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在和兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化,則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)(2FSK信號(hào))。由于二進(jìn)制數(shù)字信息只有兩個(gè)不同的符號(hào)，所以調(diào)制后的已調(diào)信號(hào)有兩個(gè)不同的頻率f1和f2，f1對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“1”，f2對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“0”。續(xù)譜兩部分組成。圖41 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)調(diào)制器原理框圖（a）非相干解調(diào)方式（b）相干解調(diào)方式圖42 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)解調(diào)器原理框圖 ASK信號(hào)的功率譜密度 若二進(jìn)制基帶信號(hào)St的功率譜密度Ps(f)為 （45）則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度P2ASK(f)為 （46）整理后可得 （47）式中用到,。 由圖 41 可以看出,2ASK信號(hào)可以由模擬法和鍵控法來(lái)產(chǎn)生。數(shù)字調(diào)制：（1）數(shù)字信號(hào)通過(guò)正弦載波調(diào)制成頻帶信號(hào)；（2）數(shù)字信號(hào)控制正弦載波的某個(gè)參量；（3）鍵控信號(hào)：對(duì)載波參量的離散調(diào)制。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過(guò)程稱為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)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(hào)。 數(shù)字通信所能夠達(dá)到的傳輸效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬通信，調(diào)制技術(shù)的種類也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于模擬通信，大大提高了用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)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(qiáng)，中繼時(shí)噪聲及色散的影響不積累，因此可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。近年來(lái)，四維調(diào)制等高維調(diào)制技術(shù)的研究也得到了迅速發(fā)展，并已應(yīng)用于高速M(fèi)ODEM中，為進(jìn)一步提高傳輸效率奠定了基礎(chǔ)。更有將幅度與相位聯(lián)合調(diào)制的QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調(diào)制）技術(shù)，目前數(shù)字微波中廣泛使用的256QAM，其頻帶利用率可達(dá)8bit/s/Hz，8倍于2ASK或BIT/SK。ShiftShift現(xiàn)有的傳輸媒介電纜、微波中繼和衛(wèi)星通信等將更多地采用數(shù)字傳輸。 1934年美國(guó)學(xué)者李佛西提出脈沖編碼調(diào)制（PCM）的概念，從此之后通信數(shù)字化的時(shí)代應(yīng)該說(shuō)已經(jīng)開(kāi)始了，但是數(shù)字通信的高速發(fā)展卻是20世紀(jì)70年代以后才開(kāi)始的。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(duì)載波信號(hào)的某些參量進(jìn)行連續(xù)調(diào)制，在接收端對(duì)載波信號(hào)的調(diào)制量連續(xù)估值，而數(shù)字調(diào)制是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來(lái)表征所傳送信息，在接收端只對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)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(guò)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(yàn)性能為：QPSKPSKFSKASK。接收端解調(diào)通常在其中心點(diǎn)附近進(jìn)行。如果用“0”和“1”來(lái)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(lái)傳送二進(jìn)制符號(hào)，就是“頻移鍵控”的方法，當(dāng)“1”出現(xiàn)時(shí)是低頻，“0”出現(xiàn)時(shí)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(duì)應(yīng)“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(hào)寄生在載波的上述三個(gè)參數(shù)中的一個(gè)上，即用數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)進(jìn)行幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制。利用基帶信號(hào)去控制載波的某個(gè)參數(shù)，就完成了調(diào)制。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(hào)變成適合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?。?jīng)過(guò)充滿隨機(jī)噪聲的信道后，到達(dá)接收端在接收端有和發(fā)射端相配套的一套裝置，經(jīng)過(guò)處理到達(dá)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(fù)用的功能是將許多用戶服用到同一個(gè)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(yǔ)音采集裝置也可以是長(zhǎng)生數(shù)字信號(hào)的計(jì)算機(jī)或者傳真機(jī)。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(hào)送達(dá)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(lái)度量。所以，信號(hào)（Signal）是傳輸消息的手段，信號(hào)是消息的物質(zhì)載體。消息有模擬消息（如語(yǔ)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(shè)置各個(gè)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(duì)應(yīng)的。在SIMULINK通信系統(tǒng)仿真模型庫(kù)中，MATLAB提供的圖形界面仿真工具Simulink由一系列模型庫(kù)組成，了解其中模塊庫(kù)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(lái)進(jìn)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(jiǎn)要的介紹：(1) 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型的狀態(tài)方程求解方法：對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)所得出的狀態(tài)方程進(jìn)行數(shù)值求解的過(guò)程，通信系統(tǒng)則是以時(shí)間為自變量，所以相應(yīng)的狀態(tài)方程中的狀態(tài)變量，輸入輸 出變量也都是時(shí)間的函數(shù)；(2) 蒙卡羅法：是一種基于隨機(jī)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算的數(shù)值方法，也成為計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬法； (3) 混合法：在隨機(jī)變量的條件下的微分方程數(shù)值求解問(wèn)題，同時(shí)使用了基于數(shù)值計(jì)算的狀態(tài)方程求解和基于統(tǒng)計(jì)計(jì)算的Monte Carlo方法。近年來(lái),在通信系統(tǒng)建模的,分析和仿真評(píng)估領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了大量的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)性能評(píng)估公式進(jìn)行數(shù)值計(jì)算等； （2）結(jié)合通信系統(tǒng)硬件原型和測(cè)試設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助仿真方法，通常應(yīng)用于原型系統(tǒng)實(shí)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(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬系統(tǒng)行為，波形以及信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的過(guò)程，并對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行仿真測(cè)試和統(tǒng)計(jì)分析的一系列方法[3]?？梢哉f(shuō)仿真的方法是ABS開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的有力輔助工具?；谏鲜鰡?wèn)題，伴隨計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程中可利用仿真的方法對(duì)ABS進(jìn)行檢驗(yàn)。在積雪覆蓋的路面上進(jìn)行ABS的測(cè)試，就只能在冬季有雪的天氣進(jìn)行，這對(duì)測(cè)試人員來(lái)說(shuō)是非常難實(shí)現(xiàn)的，并且能