【正文】 DPSK) , and the power spectrum of each system is analyzed. For the Mary digital frequency transmission system, this paper focuses on the basic principles of Mary amplitude modulation, Mary frequency modulation, Mary phase modulation. Also simulation is acplished, with the results analyzed. Keywords: FrequencyBand transmission Modulation and demodulation Amplitude shift keying Frequency shift keying Phase shift keying I 目 錄 第 1 章 緒論 圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并 提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 摘 要 本文主要研究數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)基本原理，包括二進(jìn)制和多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和解調(diào)原理，然后對(duì)調(diào)制和解調(diào)原理進(jìn)行仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體 ，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)研究 Research of Digital Frequency Transmission System 指導(dǎo)教師簽字 時(shí) 間 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括 圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 對(duì)二進(jìn)制的數(shù)字頻帶系統(tǒng)，重點(diǎn)研究二進(jìn)制振幅鍵控（ 2ASK）、二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK）、二進(jìn)制相移鍵控（ 2PSK）、二進(jìn)制差分相移鍵控（ 2DPSK）的調(diào)制和解調(diào)原理，并對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的功率譜進(jìn)行分析；對(duì)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，研究了多進(jìn)制振幅調(diào)制、多進(jìn)制頻率 調(diào)制、多進(jìn)制相位調(diào)制的原理，并以四進(jìn)制為例對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，最后對(duì)系統(tǒng)的有效性進(jìn)行分析。5 第 2 章 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的研究 6 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的概述 6 二進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 6 二進(jìn)制振幅鍵控（ 2ASK） 6 二 進(jìn)制頻率鍵控（ 2FSK） 7 二進(jìn)制相移鍵控（ 2PSK） 8 二進(jìn)制差分相移鍵控（ 2DPSK） 9 多進(jìn)制數(shù) 字頻帶傳輸系統(tǒng) 10 多進(jìn)制振幅鍵控（ MASK） 10 多進(jìn)制相移鍵控 （ MPSK） 13 2ASK 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 13 2ASK 系統(tǒng)仿真及波形分析 14 2FSK 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 14 2FSK 系統(tǒng)仿真及波形分析 15 2PSK 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 2DPSK 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 20 2DPSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)波形仿真 23 4PSK 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析 通信技術(shù)的發(fā)展深刻地改變著人們的生產(chǎn)方式和生活習(xí)慣，推動(dòng)人類社會(huì)向前邁進(jìn)。從古時(shí)的烽火狼煙、飛鴿傳書、驛站郵遞到近代電報(bào)與電話的發(fā)明，再到 現(xiàn)代以計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信融合為代表的信息技術(shù)，每一次通信技術(shù)的飛躍，都深刻影響著人類的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活。通信發(fā)展史也是一部人類科技進(jìn)步史。 1864 年，英國(guó)人麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在。貝爾發(fā)明了世界上第一部電話機(jī)。1906 年，美國(guó)人費(fèi)森登研究出無(wú)線電廣播發(fā)送機(jī)。 1937 年，英國(guó)人里夫斯首次提出用脈沖編碼調(diào)制來(lái)進(jìn)行數(shù)字語(yǔ)言通信的思想。 1945 年，英國(guó)人克拉克提出靜止人造衛(wèi)星通信的設(shè)想。 1947 年，美國(guó)貝 爾實(shí)驗(yàn)室提出來(lái)蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信的概念。 1959 年，美國(guó)人基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路。 1966年英籍華人高錕提出以玻璃纖維進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信的設(shè)想。 1974 年，首次提出傳輸控制協(xié)議 /互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（ TCP/IP），成為當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。1982 年，歐洲成立了移動(dòng)通信特別組，制定了泛歐移動(dòng)通信漫游標(biāo)準(zhǔn)。 1991 年，泛歐網(wǎng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)投入商用。 20 世紀(jì) 80 年代初，隨著我國(guó)改革開放政策的實(shí)施，人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 需求日益膨脹，為國(guó)內(nèi)通信事業(yè)的快速成長(zhǎng)提供了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。 1982 年，福州引進(jìn)了第一套萬(wàn)門程控電話交換機(jī)。 1984，年?yáng)|方紅二號(hào)同步通信衛(wèi)星發(fā)射成 功。 1986 年，國(guó)家對(duì)通信技術(shù)設(shè)備進(jìn)口實(shí)行 10 年關(guān)稅減免政策。 1988 年，第一個(gè)實(shí)用單模光纖通信系統(tǒng)（ 34Kbit/s）在揚(yáng)州、高郵之間開通。 1991 年，自主研發(fā)的 HJD04 型程控交換機(jī)研制成功。 1993 年，第一條公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng) — 公用分組交 換網(wǎng)（ CHINAPAC）正式開通。 1993 年，第一條國(guó)際光纜 —— 中日海底光纜投入使用。 1995 年，聯(lián)通 GSM130 數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)在北京、天津、上海、廣州建成開通。 1998 年，正式向國(guó)際電聯(lián)提交第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱 3G） —— TDSCDMA，該標(biāo)準(zhǔn)成為第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并被國(guó)際上廣泛接受和認(rèn)可的無(wú)線通信國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)。 2020 年，中國(guó)移動(dòng)通信 GPRS 業(yè)務(wù)正式投入商用，中國(guó)移動(dòng)邁入 時(shí)代。2020 年初， 3G 牌照正式發(fā)放，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入第三代移動(dòng)通信的普及階段， WCDMA、cdma2020 和 TDSCDMA 三大主流無(wú)線移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)并存的時(shí)代來(lái)臨。以光信號(hào)作為信息的載體，以微電子學(xué)和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)，預(yù)示著高速、寬帶、無(wú)縫連接的數(shù)字化信息時(shí)代即將到來(lái)。計(jì)算機(jī)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一種方法。 Matlab 仿真軟件就是分析 通信系統(tǒng)常用的工具之一。 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 具有很強(qiáng)大的石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 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。用戶可以在 Matlab 和 Simulink兩種環(huán)境下對(duì)自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。因此， Matlab在通信仿真系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)控制載波參量的不同，數(shù)字調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相三 種基本形式，并可以派生出多種其他形式。為了進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用熟悉差錯(cuò)控制技術(shù)和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過度的趨勢(shì)。通過對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的仿真，我們可以更加直觀的了解數(shù)字調(diào)制解調(diào)的原理及性能，從而便于改進(jìn)系統(tǒng)，獲得更佳的傳輸性能。為使數(shù)字基帶信號(hào)能夠在信道中傳輸，要求信道具有低通形式的傳輸特性。這種用基帶數(shù)字信號(hào)控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號(hào)變換為頻帶數(shù)字信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。一般說來(lái)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)可分為兩種類型：一是利用模擬調(diào)制方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特殊情況來(lái)處理；二是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累，可利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行加 /解密和檢糾錯(cuò)，便于實(shí)現(xiàn) 通信設(shè)備的集成化、微型化和智能化，有利于信號(hào)的存儲(chǔ)、傳輸與交換的綜合，可兼容語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、文本、圖像等多業(yè)務(wù)，因此自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，取得了飛速發(fā)展。 1937 年提出的脈沖編碼調(diào)制是應(yīng)用最早和最廣泛的數(shù)字語(yǔ)音通信方式， 1960 年世界上第一臺(tái)數(shù)字電話終端機(jī)開始用于市內(nèi)電話網(wǎng)改造，從此數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)和潛力逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和挖掘。調(diào)制技術(shù)最初是從模擬信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)技術(shù)開始發(fā)展的，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的通信系統(tǒng)為模擬系統(tǒng)。隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，為了充分地利用有限的頻譜資源，廣大通信科研工作者致力于研究具有更高頻譜利用率的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，而且原CCITT 一直在促進(jìn)并鼓勵(lì)開發(fā)新奇的頻譜使用技術(shù)，由于原 CCITT 科學(xué)地將頻段分別分配給各種通信系統(tǒng)，以便各種通信系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行通信，因而，許多用戶團(tuán)體、科研院所和通信公司都在開發(fā)先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)來(lái)提高給定頻譜的利用率 。對(duì)于數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要要求是：已調(diào)信號(hào)要具有比較窄的頻譜寬度和較快的帶外衰減（即已調(diào)信號(hào)所占頻帶窄，或者稱頻譜利用率高）；對(duì)于已調(diào)信號(hào)要容易采用相干或非相干方法解調(diào)；而且已調(diào)信號(hào)要具有較強(qiáng)的抗噪聲和抗干擾能力，并適宜在衰落信道中傳輸。高的頻譜利用率就是要求已調(diào)信號(hào)所占的帶寬要窄，即已調(diào)信號(hào)頻譜從天線發(fā)射時(shí)功率的主瓣要窄，同時(shí)旁 瓣的幅度要低（也就是要求輻射到相鄰頻道的功率要?。?。如果系統(tǒng)的頻譜利用率高，則說明通信系統(tǒng)的傳輸效率高，否則傳輸效率就低。這里指的 “高效 ”就是指具有較高的頻譜利用率。由于恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)具有相對(duì)較窄的頻譜，因而得到了重視和利用，并且獲得了飛速的發(fā)展。由于移動(dòng)通信、導(dǎo)航控制技術(shù)的迅速發(fā)展，使得碼分多址通信系統(tǒng)發(fā)展非常迅猛，也使得正交頻分復(fù)用（ OFDM）技術(shù)獲得了新生，并得到極快的發(fā)展，該技術(shù)可以克服碼間干擾并極大地提高系統(tǒng)的容量?，F(xiàn)在多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。多進(jìn)制振幅鍵控 (MASK)，即載波的振幅有 M 種取值： A0， A1,A2， AM1，每個(gè)符號(hào)間隔 TS 內(nèi)發(fā)送一種振幅載波信號(hào)。多進(jìn)制移相鍵控 (MPSK)，即載波的相位有 M 種取值。 4PSK 可以采用 0、 π/ π、 3π/2 四種相位，也可以采用 π/ 3π/5π/ 7π/4 四種相位。所謂幅相聯(lián)合調(diào)制是指調(diào)制載波的振幅和相位都隨獨(dú)立的基帶信號(hào)而變化。在