【正文】 M M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?（ 42） 上述公式中， m(t)既可以是確知的信號(hào)也可以是隨機(jī)的信號(hào)， Ao 為外加的直流分量。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 圖 48 四路信號(hào)波形圖 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（ AM） 在幅度調(diào)制器的一般模型中，若濾波器的特性 H(ω)=1，調(diào)制信號(hào) m(t)與直流部分 Ao 疊加后再與 載波相乘，則輸出信號(hào) Sm(t)就為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（ AM）信號(hào)。的突變。 DSB 信號(hào)解調(diào)后的信號(hào)頻譜應(yīng)與原信號(hào)的頻譜相同，基本在零頻譜位置附近，如圖 47 可觀測(cè)出 DSB 解調(diào)信號(hào)的頻譜圖。 h(t) cosct? m(t) ??mst 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 圖 46 DSB 仿真模型結(jié)構(gòu)圖 DSB 信號(hào)調(diào)制是將調(diào)制信號(hào)的頻譜遷移到載頻附近，調(diào)制后的已調(diào)信號(hào)不會(huì)生成新的頻譜分量，已調(diào)信號(hào)的頻譜由上、下兩個(gè)對(duì)稱的邊帶組成。 DSB 信號(hào)的兩個(gè)邊帶是上下 對(duì)稱的，頻譜與常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的完全一致，因此， DSB 信號(hào)的寬帶是基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即 DSB 信號(hào)與 AM 信號(hào)的帶寬相同。 抑制載波雙邊帶調(diào)幅（ DSBSC） 在幅度調(diào)制的一般模型中，假設(shè)調(diào)制信號(hào)為無(wú)直流分量，濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)，即圖 中 h(t)～ H(ω)=1，則模型中的輸出信號(hào) ??mst為無(wú)載波分量的雙邊帶調(diào)制信號(hào)，簡(jiǎn)稱為 DSB 信號(hào)。 圖 45 一般的幅度調(diào)制的模型 如上圖幅度調(diào)制器的模型中，根據(jù)濾波器的特性不同有各種各樣的幅度調(diào)制信號(hào)。 幅度調(diào)制以及 MATLAB 的仿真 根據(jù)過(guò)程的變化規(guī)律的調(diào)制信號(hào)來(lái)控制高頻正弦載波的振幅稱為幅度調(diào)制。通信系統(tǒng)中具有多種不同的信道，為適應(yīng)其不同 的信道情況要對(duì)原始的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后在接收端實(shí)現(xiàn)解調(diào)從而還原出初始信號(hào)。在數(shù)字通信和模擬通信系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色，被廣泛用于雷達(dá)測(cè)量、電視、廣播等系統(tǒng)中。仿真圖如圖 44 所示。相角 rad39。)。 xlabel(39。 subplot(2,1,2)。幅度 dB39。)。 xlabel(39。 plot(f, 20*log10(abs(H_z)))。 H_z=polyval(b,z)./polyval(a,z)。 f=0:40:4000。 freqz(b,a, 1000, 8000) subplot(2,1,1)。 [b,a]=butter(n, Wn)。 Wp=f_p/(f_N/2)。 R_s=25。 f_s=2500。 f_N=8000。調(diào)用格式為： [h] = freqs(b,a,w)； [h,f] = freqz(b,a,fs) 函數(shù)中 b 是傳遞函數(shù)的分子多項(xiàng)式系數(shù)向量， a 是分母多項(xiàng)式的系數(shù)向量，指定的計(jì)算頻率點(diǎn)序列 w 對(duì)應(yīng)于頻率響應(yīng) h， m為在 0 到采樣頻率 fs 的一半范圍內(nèi)的計(jì)算點(diǎn)數(shù)， gd 為對(duì)應(yīng)于計(jì)算頻率點(diǎn)序列 f 的群時(shí)延序列。 濾波器特性的圖示 MATLAB 提供了計(jì)算線性系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)和頻率響應(yīng)的程序指令。 系統(tǒng)模型的轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)的模型一 般用狀態(tài)方程來(lái)描述，也可用輸入輸出間的傳遞函數(shù)表示單輸入單輸出的系統(tǒng)。參數(shù) ftype 為 high 時(shí)計(jì)算的是高通濾波器，為 stop 時(shí)計(jì)算的為帶阻濾波器。巴特沃斯濾波器傳遞函數(shù)的計(jì)算命令為： [b,a] = butter(n,Wn) [b,a] = butter(n,Wn,‘ ftype’ ) [b,a] = butter(n,Wn，‘ s’ ) [b,a] = butter(n,Wn，‘ ftype’，‘ s’ ) Wn 對(duì)于數(shù)字濾波器是 3dB 歸一化截止頻率，而在模擬濾波器中是未歸一化的角頻率（ Wn=2*pi*fn）。返回值 n 是設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)的最低系數(shù)階數(shù)， Wn是數(shù)字濾波器的 3dB 歸一化截止頻率， fn 是模擬濾波器的 3dB 截止頻率。 濾波器的最小階和 3dB 截止頻率的計(jì)算 巴特沃斯濾波器函數(shù)的調(diào)用格式為： [n,Wn] = buttord(Wp,Ws,Rp,Rs) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 [n,fn] = buttord(fp,fs,Rp,Rs,’s’) 數(shù)字濾波器的輸入?yún)?shù) Wp、 Ws 是歸一化的頻率 ,但模擬濾波 器的輸入?yún)?shù)fp、 fs 為不歸一化的。數(shù)字濾波器還需考慮采樣頻率參數(shù)，除此之外，還需考 慮阻帶起始?xì)w一化頻率以及通帶截止歸一化頻率。 濾波器設(shè)計(jì)就是按照設(shè)計(jì)要求經(jīng)過(guò)計(jì)算得出滿足設(shè)計(jì)要求的濾波器的參數(shù)，然后再通過(guò)參數(shù)計(jì)算得出傳遞函數(shù)的分子與分母系數(shù)。模擬低通濾波器是所有濾波器的基礎(chǔ)，其他類(lèi)型的濾波器可由模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換而來(lái)，因此模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)是濾波器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 濾波器在通信系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它可以選擇出有用的頻率信號(hào)而阻止 其他頻率的成分。若一個(gè)連續(xù)函數(shù) h(t)為濾波器的沖擊響應(yīng)，那么稱這個(gè)濾波器為模擬濾波器，用拉普拉斯變換的 H(s)表示其傳遞函數(shù)。我們通常所說(shuō)的濾波器一般是指線性時(shí)不變?yōu)V波器。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 4 基本通信系統(tǒng)主要模塊的建模與分析 濾波器的設(shè)計(jì) 濾波器的類(lèi)型與參數(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì) 濾波器是用于消除信號(hào)中的噪聲或者其他不想要的部分信號(hào)的電子系統(tǒng)，這種處理信 號(hào)的功能增強(qiáng)了信號(hào)所需的成分。 本章節(jié)主要分析了通信系統(tǒng)的概念模型，并且描述了數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)和模擬信號(hào)系統(tǒng)的概念比較了兩者的區(qū)別。 通信系統(tǒng)模型中傳輸?shù)膶?duì)象因建模仿真的目的不同也 各不相同，有比特、符號(hào)的邏輯元素傳輸，此外，信號(hào)波形的傳輸也可作為建模傳輸?shù)膶?duì)象。模型描述階段是指使用相關(guān)的數(shù)學(xué)算法、物理實(shí)驗(yàn)等得到的系統(tǒng)輸入、輸出的數(shù)據(jù)關(guān)系表將系統(tǒng)的行為進(jìn)行具體描述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 型設(shè)計(jì)階段的層次描述不在乎系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)把子系統(tǒng)模塊看作為一個(gè)黑箱子，由此可以提高本階段的仿真計(jì)算效率。分層建模完成后就將進(jìn)入模型設(shè)計(jì)的階段，模型設(shè)計(jì)的過(guò)程就是對(duì)模型子系統(tǒng)的自然屬性的一般功能描述。 信 源 信源編碼器 信道編碼器 解調(diào)器 解調(diào)器 信道解碼器 信 宿 噪聲和 干擾源 發(fā)送設(shè)備 接受設(shè)備 信 道 信道解碼器 圖 33 數(shù)字通 信系統(tǒng)模型圖 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 圖 34 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)分層建模的最高層次模型圖 對(duì)于模擬通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也可以用這些子系統(tǒng)方框建模。利用不同的算法和技術(shù)可以在各子系統(tǒng)中設(shè)計(jì)出不同的通信系統(tǒng)。 圖中每個(gè)子系統(tǒng)都由一個(gè)方框表示，如此任何的通信系統(tǒng)都可以由該模型描述。模型設(shè)計(jì)的分層階段就是自上而下地將建模對(duì)象分解成多個(gè)功能層次，具體過(guò)程就是將建模對(duì)象連續(xù)分解為下級(jí)對(duì)上級(jí)的功能子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)最終通過(guò)仿真呈現(xiàn)出來(lái)。傳輸?shù)男盘?hào)在接收端經(jīng)過(guò)時(shí)域和頻域的處理后被送到解調(diào)器，由解調(diào)器轉(zhuǎn)換輸出的基帶數(shù)字 信號(hào)經(jīng)過(guò)信道譯碼器的處理后送至信源解碼器，信源解碼器輸出的信號(hào)將送入信宿中。在實(shí)際的數(shù)字通信系統(tǒng)模信源 信 號(hào)轉(zhuǎn)換器 調(diào)制器 信道 解調(diào)器 信 號(hào)轉(zhuǎn)換器 信宿 噪聲和 干擾源 發(fā)送設(shè)備 接受設(shè)備 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 型中圖中的各模塊以及各功能不一定都會(huì)采用，根據(jù)數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇相應(yīng)模塊的使用。 數(shù)字通信系統(tǒng)的概念模型 數(shù)字通信系統(tǒng)就是將信源輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再進(jìn)行處理及傳輸?shù)南到y(tǒng)。 圖 32 概念模型圖 在發(fā)送端，由其他物理量表示的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，模擬電信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)域處理后被送到調(diào)制器完成調(diào)制過(guò)程，由調(diào)制器輸出的頻帶信號(hào)被稱為已調(diào)信號(hào)，將已調(diào)信號(hào)進(jìn)行濾波和功率放大后再傳送到信道中進(jìn)行傳輸。 模擬通信系統(tǒng)的概念模型 如果在發(fā)送設(shè)備中沒(méi)有把信源輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大、濾波或者是調(diào)制的時(shí)域頻域的直接處理，然后就進(jìn)行信號(hào)的傳輸，稱這樣的系統(tǒng)為模擬通信系統(tǒng)。信宿即信號(hào)的最終目的地。與發(fā)送設(shè)備功能相對(duì)應(yīng)的是接收設(shè)備，它可以盡可能的將接收到的含噪聲且畸變信號(hào)正確提取出有價(jià)值的信號(hào)。用來(lái)傳輸信號(hào)的道路被稱為物理信道，按照物理媒介的不同物理信道可分為無(wú)線信道和有線信道，按照信道參數(shù)是否隨著時(shí)間的變化而變化可將物理信道分為時(shí)變信道和時(shí)不變信道。發(fā)送設(shè)備負(fù)責(zé)信號(hào)的各種處理，如不同物理量表示的信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換或者不同形式信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。 圖 31 通信系統(tǒng)的一般概念模型 在通信系統(tǒng)的一般概念模型中，信源就是信息的發(fā)源地，根據(jù)輸出的不同形式可分為連續(xù)信源和離散信源。多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)。傳輸和處理相應(yīng)的電信號(hào)的設(shè)備統(tǒng)稱為電子通信系統(tǒng)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 3 通信系統(tǒng)仿真模型的設(shè)計(jì) 通信系統(tǒng)的基本模型 通信系統(tǒng)是指負(fù)責(zé)將包含信息的消息從發(fā)送端有效地傳送到 接收端的系統(tǒng)。 Simulink 含有多種模塊庫(kù)，如 sinks、 sources、 linear、 nonlinear ponents、connectors 等等。 圖 24 當(dāng)前目錄窗口 仿真環(huán)境 本節(jié)主要介紹 Simulink 仿真環(huán)境的基本操作，首先 Simulink 是設(shè)計(jì)模型和仿真分析的一種工具， 可以通過(guò)模型的建立將一些難以處理的問(wèn)題進(jìn)行建模分析。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6