【正文】 信號的典型時間波形如圖312所示：圖312 二進制相移鍵控信號的時間波形216。二進制移相鍵控，簡記為2PSK或BPSK。當(dāng)傳輸數(shù)字信號時，1碼控制發(fā)0度相位，0碼控制發(fā)180度相位。一般把信號振蕩一次（一周）作為360度。 2PSK的基本原理數(shù)字調(diào)相：如果兩個頻率相同的載波同時開始振蕩，這兩個頻率同時達(dá)到正最大值，同時達(dá)到零值，同時達(dá)到負(fù)最大值，它們應(yīng)處于同相狀態(tài)；如果其中一個開始得遲了一點，就可能不相同了。這兩種方法的復(fù)雜程度差不多，并且都可以用數(shù)字信號處理器實現(xiàn)。第一種叫相乘法（如圖310），是用二進制基帶不歸零矩形脈沖信號與載波相乘，得到相位反相的兩種碼元。若兩個載波頻差小于fs，則連續(xù)譜在fc處出現(xiàn)單峰[fc=(f1+f2)/2]；若載頻差大于fs，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。因此，相位不連續(xù)的二進制移頻鍵控信號的功率譜密度可以近似表示成兩個不同載波的二進制振幅鍵控信號功率譜密度的疊加。二進制移頻鍵控信號的時間波形如圖38所示,圖中波形g可分解為波形e和波形f,即二進制移頻鍵控信號可以看成是兩個不同載波的二進制振幅鍵控信號的疊加。由于FSK調(diào)制解調(diào)原理相對比較簡單，作為數(shù)字通信原理的入門學(xué)，理解FSK后可以容易理解其他更復(fù)雜的調(diào)制系統(tǒng)，頻移鍵控在數(shù)字通信中是使用較早的一種調(diào)制方式，這種方式實現(xiàn)起來比較容易，抗干擾和抗衰落的性能也較強。這種方法是用數(shù)字矩形脈沖控制電子開關(guān)，在兩個振蕩器之間進行轉(zhuǎn)換，從而輸出不同頻率的信號，如圖36 所示:圖36 鍵控調(diào)頻法u 分頻法產(chǎn)生FSK信號分頻法產(chǎn)生FSK信號是從同一個高穩(wěn)定度的主頻振蕩器經(jīng)分頻后獲得兩個不同的信號和，和載波信號經(jīng)控制門后相加，得到2FSK信號，其優(yōu)點是載波的頻率穩(wěn)定度高。圖34 2ASK信號的功率譜密度示意圖 2FSK調(diào)制 2FSK信號的產(chǎn)生方法u 直接調(diào)頻法對于相位連續(xù)的2FSK信號可以采用直接調(diào)頻法。
二進制振幅鍵控信號的功率譜密度示意圖如圖34所示， 其由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。通 斷鍵控(OOK)” 信號表達(dá)式2ASK信號的一般表達(dá)式其中， Ts － 碼元持續(xù)時間； g(t) － 持續(xù)時間為Ts 的基帶脈沖波形，通常假設(shè)是高度為1 ，寬度等于Ts 的矩形脈沖； an － 第N 個符號的電平取值，若取 則相應(yīng)的2ASK 信號就是OOK 信號，如圖33所示：圖33 2ASK/OOK信號時間波形 2ASK信號的功率譜密度2ASK信號表達(dá)式為：這里，s(t)便是代表信息的一個隨機單極性矩形脈沖序列，現(xiàn)假設(shè)e2ask(t)的功率譜密度為PE(f),s(t) 的功率譜密度為Ps(f)，則只要找到Ps(f),則PE(f)也就可確定。當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進制時,則為二進制振幅鍵控（2ASK）。設(shè)二進制數(shù)字信號為單極性非歸零脈沖，用s(t)表示載波為uc(t)=Acoswct2ASK信號由s(t)和uc(t)相乘而得基帶信號s(t)猶如開關(guān)控制信號，當(dāng)s(t)=1時開關(guān)閉和，已調(diào)波uASK(t)為載波uc(t)原樣輸出；當(dāng)s(t)=0時開關(guān)斷開，uASK(t)輸出為零。MATLAB的使用對這次設(shè)計起到至關(guān)重要的作用，數(shù)字調(diào)制仿真就要用到MATLAB。然后介紹了MATLAB的啟動方式，基本工作界面及其各部分功能，并簡要介紹了MATLAB的基本操作方式，介說明了MATLAB含有一個巨大的數(shù)據(jù)庫，具有龐大的功能，從概念設(shè)計、算法開發(fā)、建模仿真到實時實現(xiàn)的理想的集成環(huán)境。如果想使得這樣的中間變量程為在整個程序中起作用的變量則將應(yīng)用MATLAB提供的global命令將它們設(shè)置為全局變量。) returnenderror(nargchk(2,6,ni))。39。39。% Check for demo and quick exitif ni==0, eval(39。 control toolbox內(nèi)的Bode()函數(shù)來說明M函數(shù)文件結(jié)構(gòu)示例如下：[]function [magout,phase,w] = bode(a,b,c,d,iu,w) 函數(shù)申明行%BODE Bode frequency response of LTI models. 描述該函數(shù)命令能夠完成的% 功能% Revised 81589, 2491, 62192 注明該函數(shù)文件的修改時% Revised Clay M. Thompson 7990 間、版權(quán)及其版本等內(nèi)容% Revised 10194% Copyright 19862002 The MathWorks, Inc. % $Revision: $ $Date: 2002/04/04 15:16:04 $ni = nargin。函數(shù)文件（Function file）由function()語句引導(dǎo)，其基本格式為： function 返回變量名=函數(shù)名（輸入變量列表）注釋說明語句段函數(shù)體語句在編制程序的過程中輸入和返回的變量分別由nargin和nargout兩個MATLAB的保留參數(shù)給出，返回變量要多于1個，應(yīng)該用方括號括起來，輸入變量用逗號隔開。它接收輸入宗量，進行程序流程控制，得到輸出宗量。典型M函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)可由以下幾部分構(gòu)成：（1）函數(shù)申明行（Function declaration line），位于函數(shù)文件的首行，以MATLAB關(guān)鍵字function 開頭，函數(shù)名以及函數(shù)的輸入輸出宗量都在這一行中定義；(2）H1行（The first help text line）：緊隨函數(shù)申明行之后以%開頭的第一行注釋行。除了M函數(shù)文件之外，MATLAB還提供了大量的底層函數(shù)（內(nèi)部），這類文件是不可讀的，與M函數(shù)一起統(tǒng)稱為函數(shù)。M函數(shù)文件必須由其它的語句來調(diào)用，在一般情況下用戶不能單獨鍵入其文件名來運行一個M函數(shù)。腳本文件運行后所產(chǎn)生的所有變量都駐留在MATLAB的基本工作空間（Base workspace）中，只要用戶不加以清除且MATLAB指令窗不關(guān)閉，則這些變量將一直保存在基本工作空間。應(yīng)用MATLAB編寫出來的程序可以是M腳本文件(Script file)，也可以是M函數(shù)文件(Function file)，這些文件都由純ASCII字符構(gòu)成，其后綴。圖22 m文件工作界面在MATLAB Editror/Debugger下按照MATLAB編程的規(guī)則鍵入相關(guān)的語句并存盤。如圖21是MATLAB打開后的工作界面圖21 matlab工作界面 MATLAB文件的編寫與調(diào)試環(huán)境M文件的編寫與調(diào)試在MATLAB Editor/Debugger下進行（圖22），這個集成環(huán)境可以方便地進行新建、修改、存儲，選擇Debug菜單中的Run命令就可以運行程序，運行結(jié)果顯示在MATLAB Command Window 中。無論是進行科學(xué)研究還是產(chǎn)品開發(fā)，MATLAB產(chǎn)品族都是必不可少的工具。在R2006a中（MATLAB ，Simulink ），主要更新了10個產(chǎn)品模塊、增加了多 達(dá)350個新特性、增加了對64位Windows的支持。2001年，推出了SIMULINK，打通了MATLAB進行實時數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路?，F(xiàn)在的MATLAB支持各種操作系統(tǒng)，它可以運行在十幾個操作平臺上，其中比較常見的有基于Windows 9X/NT、OS/Macintosh、Sun、Unix、Linux等平臺的系統(tǒng)。MATLAB ，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，在Netscape ，Acrobat Reader中可以方便地瀏覽。1997年，允許了更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如單元數(shù)據(jù)、多維矩陣、對象與類等，使其成為一種更方便編程的語言。1994年，在圖形界面設(shè)計方面更提供了新的方法。也是在這年（1993年）MathWorks公司從加拿大滑鐵盧大學(xué)購得Maple的使用權(quán)，以Maple為“引擎”開發(fā)了Symbolic Math Toolbox 。1992年。Mathcad因其提供計算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學(xué)生歡迎。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開放性和運行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB為平臺加以重建。正式把MATLAB推向市場。自從第一版發(fā)行以來，已有眾多的科技工作者加入到MATLAB的開發(fā)隊伍中，并為形成今天約MATLAB系統(tǒng)做出了巨大的貢獻。于是，他和Cleve Moler、Steve Bangert一起，由Steve Bangert主持開發(fā)編譯解釋程序，Steve Kleiman完成圖形功能的設(shè)計，John Little和Cleve Moler主持開發(fā)了各類數(shù)學(xué)分分析的子模塊，撰寫用戶指南和大部分的M文件。 1983年春天，Cleve Moler到Standford大學(xué)講學(xué)，MATLAB深深地吸引了工程師John Little。Cleve Moler給這個接口程序取名為MATLAB，取名MATLAB (MATrix LABoratory)，即Matrix和Laboratory的組合。在當(dāng)時，這兩個程序庫代表矩陣運算的最高水平。第二章 MATLAB基礎(chǔ)知識 MATLAB發(fā)展歷程在70年代中期，Cleve Moler博士和其同事在美國國家科學(xué)基金的資助下開發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫。還講述了數(shù)字通信系統(tǒng)模型，其中有一個重要部分是數(shù)字調(diào)制模塊。 本章小結(jié)本章主要講述了數(shù)字通信的發(fā)展歷程，說明了數(shù)字信號傳送信息易于再生, 可減小傳輸中的失真易于用脈沖數(shù)字電路來實現(xiàn), 設(shè)備可做到體積小、重量輕可以引入計算技術(shù), 應(yīng)用微處理器及單片微機, 發(fā)揮各種數(shù)字信號處理及智能化控制功能數(shù)字信號易于加密便于采用糾錯編碼和擴頻技術(shù), 提高抗干擾能力。數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號（已調(diào)信號）的過程數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制；通過開關(guān)鍵控載波，通常稱為鍵控法。帶通信號叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制信號。圖12 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)字調(diào)制基本概念調(diào)制是對信號源的編碼信息進行處理，使其變?yōu)檫m合傳輸?shù)男问降倪^程。與模擬調(diào)制相同，可以用數(shù)字基帶信號改變正弦載波的幅度、頻率或相位中的某個參數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制，也可以用數(shù)字基帶信號同時改變正弦載波的幅度、頻率或相位中的某幾個參數(shù)，產(chǎn)生新型的數(shù)字調(diào)制。圖11 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng) 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為了使數(shù)字基帶信號能夠在信道中傳輸，要求信道應(yīng)具有低通形式的傳輸特性。 數(shù)字通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。當(dāng)前的主要矛盾是應(yīng)大力研制和開發(fā)數(shù)字通信終端及交換設(shè)備, 以便與光纖傳輸系統(tǒng)相連接, 否則將阻礙光纖通信的應(yīng)用和發(fā)展。光纖通信具有頻帶極寬、通信容量極大、傳輸損耗小、保密性好不易被竊聽, 以及能抗電磁干擾、且體積小重量輕等一系列優(yōu)點, 已在國內(nèi)外得到極大發(fā)展和應(yīng)用。我國已引VSAT進技術(shù), 并在一些部門建立了VSAT通信網(wǎng)。目前已有美國VSI公司的TDM/SCPC系統(tǒng), 美國赤道公司的TDM/CDMA系統(tǒng), 美國Hyghes公司的PES系統(tǒng)和日本NEC公司的NEXTAR系統(tǒng), 它們均屬于TDM/TDMA系統(tǒng)。近年來甚小口徑終端(VSAT)數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)取得了很大的進展和廣泛的應(yīng)用。早期的時分多址衛(wèi)星系統(tǒng)就是數(shù)字式的。數(shù)字微波也需要采用一整套自適應(yīng)技術(shù)來抗多徑衰落引起的碼間干擾。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字微波已成為發(fā)展的主流, 各國已有20多年的歷史。更引人注目的是在數(shù)字化和微型化的基礎(chǔ)上, CCIR提出了“ 未來公眾陸地移動電信系統(tǒng)(FPLMTS)” , 歐洲提出了“ 個人通信” , 美國提出了利用低軌道衛(wèi)星實現(xiàn)個人衛(wèi)星移動通信的“ 銥”系統(tǒng)。數(shù)字移動通信的新技術(shù)特點是采用了智能網(wǎng)絡(luò)的原理, 與ISDN相結(jié)合, 以及部件的高度集成化。不難看出, 數(shù)字化是目前國際上移電信科學(xué)年動通信的主要發(fā)展方向。北美也制定了數(shù)字蜂房公用陸地移動通信系統(tǒng)(NACS)標(biāo)準(zhǔn), 可與目前大量應(yīng)用的模擬移動通信系統(tǒng)兼容, 稱為雙模體制, 也計劃于近期完成研制工作。在此基礎(chǔ)上已共同制定了泛歐GSM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。2. 數(shù)字移動通信當(dāng)前各國都在大力開展新一代數(shù)字式移動通信系統(tǒng)的研制。目前多音并行體制的調(diào)制解調(diào)器已廣為應(yīng)用, 正大力進行單音串行體制調(diào)制解調(diào)器的研制。為了克服嚴(yán)重的碼間干擾, 采用了一系列自適應(yīng)技術(shù), 包括自適應(yīng)實時選頻自適應(yīng)信道均衡、自適應(yīng)干擾對消, 以及由它們組合而成的自適應(yīng)通信系統(tǒng)。1. 數(shù)字短波通信由于人們認(rèn)識到未來戰(zhàn)爭中的星球大戰(zhàn)使通信衛(wèi)星易于被擊毀, 短波通信經(jīng)過被冷落一段時間后又出現(xiàn)了“ 復(fù)蘇” 現(xiàn)象, 重新引起各方面的重視。 數(shù)字通信的發(fā)展概況目前數(shù)字通信在短波通信、移動通信、微波通信、衛(wèi)星通信以及光纖通信中都得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字通信之所以取得迅速的發(fā)展不是偶然的現(xiàn)象, 有其理論上、技術(shù)上和客觀需求上的基礎(chǔ)從理論分析開始, 人們早就認(rèn)識到數(shù)字通信在理論上比模擬通信具有一系列優(yōu)點。所謂數(shù)字通信即用數(shù)字信號傳送信息進行通信, 也可以說通信的數(shù)字化。 2 PSK。 2 ASK。 MATLAB。進一步學(xué)習(xí)了MATLAB編程軟件，將MATLAB與通信系統(tǒng)中數(shù)