【正文】 tain power efficiency to obtain。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展日新月異，如今在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分是經(jīng)過改進(jìn)的，性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式， ASK，F(xiàn)SK， PSK 等的研究仍然具有很重大的意義，因此，我們選擇了這幾種調(diào)制方式做仿真研究。 總 結(jié) 本文對(duì)數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)做了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)其中的 2ASK、 2FSK 兩種具體方法做了研究。當(dāng)輸入信號(hào)的信噪比 r 很大時(shí)，兩者的相對(duì)差別不很明顯。 相干解調(diào) 2FSK 系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于非相干的包絡(luò)檢測(cè)，但需要插入兩個(gè)相干載波電路較為復(fù)雜。由此圖可以看出，最后解調(diào)得到的信號(hào)與原始信號(hào)相差無幾，但是也存在誤差，特別是在信號(hào)跳躍部分，誤差比較明顯。 2FSK 的解調(diào)仿真 對(duì) 2FSK 信號(hào)的解調(diào)選用相干解調(diào)，為了能方便的解調(diào)出原始信號(hào)，選載波f1為 100HZ,振幅為 2；載波 f2 為 300HZ,振幅為 2。本來信號(hào)源 s(t)序列是用隨機(jī)的 0 1 信號(hào)產(chǎn)生，在此為了方便仿真就選擇了基于采樣的 Pulse Generator 信號(hào)模塊其參數(shù)設(shè)置如下： 圖 311 Pulse Generator信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置 其中方波是幅度為 1，周期為 3，占 1比為 1/3 的基于采樣的信號(hào)。 從 圖 中 可以看出由于載波頻率的提高使的示波器在波形顯示上出現(xiàn)了一定的困難，不過要想顯示調(diào)制部分的理想波形只要調(diào)整示波器的顯示范圍即可。下面是低通濾波器的參數(shù)設(shè)置： 圖 36 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置圖 （ 3） 系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)時(shí)間波形圖 圖 37 2ASK信號(hào)解調(diào)的各點(diǎn)時(shí)間波形圖 圖 37中 最上面的波形是原始調(diào)制信號(hào)，中間是經(jīng)過原始 信號(hào)與載波相乘經(jīng)過低通濾波器后的波形，最下面的波形是最后完全解調(diào)出來的信號(hào)。 2ASK 的 解調(diào)仿真 2ASK 的解調(diào) 分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)法，下面采用相干解調(diào)法對(duì) 2ASK 信號(hào)進(jìn)行解調(diào) (1) 建立 simulink 模型方框圖 相干解調(diào)也叫同步解調(diào)，就是用已調(diào)信號(hào)恢復(fù)出載波 —— 既同步載波。數(shù)字方波信號(hào)是基于采樣的，其幅度設(shè)置為 2，周期為 3，占 1比為 2/3。 （ 2） 參數(shù)設(shè)置 建立好模型之后就要設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，以達(dá)到系統(tǒng)的最佳仿真。另外，對(duì) Simulink 中沒有的模塊，可運(yùn)用 S函數(shù)生成所需的子模塊，并 且可以封裝和自定義模塊庫，以便隨時(shí)調(diào)用。根據(jù)所需仿真的通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 (或數(shù)學(xué)表達(dá)式 )，用戶只要從上述各個(gè)模型庫中找出所需的模塊 ,用鼠標(biāo)器拖到模型窗口中組合在一起 ,并設(shè)定好各個(gè)模塊參數(shù) , 就可方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真 .從輸出模塊可實(shí)時(shí)看到仿真結(jié)果 ,如時(shí)域波形圖、頻譜圖等。在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊中還包含有大量的子模塊，它們基本上覆蓋了目前通信系統(tǒng)中所應(yīng)用到的各種模塊模型。 Toolboxes 中還提供了用于通信系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和仿真的專業(yè)化模型庫 CommTbxLibrary。 Toolboxes(其他環(huán)節(jié) )。 第三章 數(shù)字調(diào)制的仿真及結(jié)果分析 在第二章中已經(jīng)對(duì)數(shù)字調(diào)制的各種方式的原理和過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本章主要對(duì)用 MATLAB 仿真軟件對(duì) 2ASK 和 2FSK 的仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。 正是基于這些特點(diǎn)，使多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式得到了廣泛的使用。 （ 2）在信息速率相同條件下，可以降低碼元速率，以提高傳輸?shù)目煽啃浴４a元速率相同時(shí)， M進(jìn)制數(shù)傳系統(tǒng)的信息速率是二進(jìn)制的 log2M 倍。也可以把載波的兩個(gè)參量組合起來進(jìn)行調(diào)制，如把幅度和 相位組合起來得到多進(jìn)制幅相鍵控（ MAPK）或它的特殊形式多進(jìn)制正交幅度調(diào)制（ MQAM）等。 所謂多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制，就是利用多進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)去調(diào)制高頻載波的某個(gè)參量，如幅度、頻率或相位的過程。后者又稱為極性比較－碼變換法。 這就為 2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)指出了一種借助絕對(duì)移相途徑實(shí)現(xiàn)的方法 。這就避免了 2PSK方式中的 “ 倒 π” 現(xiàn)象發(fā)生。 與 2PSK的波形不同， 2DPSK波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元的相對(duì)相位才唯一確定信息符號(hào)。它不是利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對(duì)載波相位值傳送數(shù)字信息。由于 PSK 信號(hào)本身就是利用相位傳遞信息的，所以在接收端必須利用信號(hào)的相位信息來解調(diào)信號(hào)，如圖 29 所示。絕對(duì)移相的主要缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生相位模糊，造成反向工作。如果同步載波的相位發(fā)生變化，如 0相位變?yōu)?相位或 相位變?yōu)?0 相位，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會(huì)發(fā)生 “0” 變 “1” 或“1” 變 “0” ，從而造成錯(cuò)誤的恢復(fù)。第一種是相乘法，用二進(jìn)制不歸零矩形脈沖信號(hào)與載波相乘，得到相位反相的兩種碼元，如圖 27；第二種方法叫選擇法，是用此基帶信號(hào)控制一個(gè)開關(guān)電路，以選擇輸入信號(hào)，開關(guān)電路的輸入信號(hào)是相位相差 ? 的同頻載波，如圖 28。 2PSK 信號(hào)的功率密度有如下特點(diǎn)： (1) 由連續(xù)譜與離散譜兩部分組成； (2) 帶寬是絕對(duì)脈沖序列的二倍； (3) 與 2ASK 功率譜的區(qū)別是當(dāng) P＝ 1/2 時(shí)， 2PSK 無離散譜，而 2ASK 存在離散譜。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 其中 fs=1/Ts 圖 28 相位不連續(xù)二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的功率譜示意圖 2PSK 的基本原理及其調(diào)制解調(diào) 在相移鍵控中，載波相位受數(shù)字基帶信號(hào)的控制，如在二進(jìn)制基帶信號(hào)中為0 時(shí)，載波相位為 0 或 π ，為 1 時(shí)載波相位為 π 或 0。離散譜由載波分量確定，連續(xù)譜由基帶信號(hào)波形 g(t)確定，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的帶寬 B2AS 是基帶信號(hào)波形帶寬 B 的兩倍 ,即B2ASK=2B 圖 27 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度 2FSK 信號(hào)的功率譜密度 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)同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)功率譜密度的疊加。 二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度如圖 27 所示，由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。它們的輸出分別與相應(yīng)的同步相干載波相乘，再分別經(jīng)低通濾波器濾掉二倍頻信號(hào)，取出含基帶數(shù)字信 息的低頻信號(hào)，抽樣判決器在抽樣脈沖到來時(shí)對(duì)兩個(gè)低頻信號(hào)的抽樣值 V0（ t）和 V1(t)進(jìn)行比較判決（判決規(guī)則同于包絡(luò)檢波法），即可還原出基帶數(shù)字信號(hào)。最常用的解調(diào)方法是采用的相干檢測(cè)法， 相干檢測(cè)的具體解調(diào)電路是同步檢波器，原理方框圖如圖 26所示。兩者的區(qū)別是前者的相位是連續(xù)的，后者由于兩個(gè)獨(dú)立的頻率源產(chǎn)生的兩個(gè)不同頻率的信號(hào)，故相鄰碼元的相位不一定是連續(xù)的。 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法主要是兩種。 2FSK 功率譜密度的特點(diǎn)如下： (1) 2FSK 信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成 ,?離散譜出現(xiàn)在 f1 和 f2 位置； (2) 功率譜密度中的連續(xù)譜部分一般出現(xiàn)雙峰。 頻移鍵控是利用兩個(gè)不同頻率 f1 和 f2 的振蕩源來代表信號(hào) 1 和 0，用數(shù)字信號(hào)的 1 和 0 去控制兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源交替輸出。 2FSK鍵控法則是利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選通。 從原理上講，數(shù)字調(diào)頻可用模擬調(diào)頻法來實(shí)現(xiàn)，也可用鍵控法來實(shí)現(xiàn)。數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。 本章重點(diǎn)論述二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及其抗噪聲性能，簡(jiǎn)要介紹多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理。 圖 21 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)字調(diào)制可以分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制，多進(jìn)制 調(diào)制是二進(jìn)制調(diào)制的推廣。 第二章 數(shù)字調(diào)制解調(diào)的基本原理 在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為了使數(shù)字基帶信號(hào)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。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。 4. 電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合，人們將世界變成了地球村。 2. 移動(dòng)通 信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時(shí)隨地可通信的愿望可以實(shí)現(xiàn)。特別是在 20 世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的成功。因此， Matlab 在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用，本文也選用該工具對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。用于實(shí)現(xiàn)通信仿真的通信工具包 (Communication toolbox,也叫 Commlib,通信工具箱 )是 Matlab 語言中的一個(gè)科學(xué)性工具包 ,提供通信領(lǐng)域中計(jì)算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的功能 ,可以在 Matlab 環(huán)境下獨(dú)立使用 ,也可以配合 Simulink 使用。Simulink 為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口 ,它與傳統(tǒng)的仿真軟件包用差分方程和微分方程建模相比 ,更直觀、方便和靈活。 Matlab 具有強(qiáng)大的 Simulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境 ,可以實(shí)現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。 Matlab 的編程功能簡(jiǎn)單 ,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。 Matlab 仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。 隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加 ,傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗(yàn)等分析設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要 ,通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性 .。另外， ,Matlab 和其他高級(jí)語言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語言 的混合編程，進(jìn)一步拓寬了 Matlab的應(yīng)用潛力?？蒲泄ぷ髡咄ǔ？梢酝ㄟ^ Matlab來學(xué)習(xí)某個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，這就是 Matlab真正在全世界推廣開來的原因。由于它使用簡(jiǎn)單，擴(kuò) 充 便，尤其是世界上有成千上萬的不同領(lǐng)域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴(kuò) 充 Matlab 的功能，使其成為了巨大的知識(shí)寶庫。由于它使用方便，能非常快的實(shí)現(xiàn)科研人員的設(shè)想，極大的節(jié)約了科研人員的時(shí)間，受到了大多數(shù)科研人員的支持，經(jīng)過一代代人的努力，目前已發(fā)展到了 版本。開發(fā)的最早的目的是幫助學(xué)校的老師和學(xué)生更好的授課和學(xué)習(xí)。差分移相鍵控 (DPSK)：利用調(diào)制信號(hào)前后碼元之間載波相對(duì)相位的變化來傳遞信息。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多相制相位調(diào)制稱為移相鍵控。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)，載波起始相位取 0；當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí) ,載波起始相位取 180176。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)載波頻率為 f1，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為 f2。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力差。如在二進(jìn)制中 ,發(fā) 0時(shí)不發(fā)送載波 ,發(fā) 1 時(shí)發(fā)送載波。它有四種基 本形式：振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控和差分移相鍵控。數(shù)字通信技術(shù)