【正文】 戶”這個方案之所以吃紅此不能實現(xiàn)，并不是技術(shù)問題，而是投資額巨大和利用率較低，暫時是一種大馬拉小車的超豪華方案，也就是說在經(jīng)濟上還不現(xiàn)實。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀利用電纜調(diào)制解調(diào)器在HFC（Hybrid Fiber Coaxial，混合光纜同軸網(wǎng)）上傳送數(shù)據(jù)，用其作為互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入網(wǎng)是非常誘人的，有著良好的發(fā)展前景。在美國有50個地方做試驗網(wǎng)，而象加州Ahome網(wǎng)已開始商業(yè)運行。一些大公司如DEC、Philips等采用多家公司的產(chǎn)品做系統(tǒng)集成服務(wù)，用HFC網(wǎng)做接入網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的 OSS (操作支撐系統(tǒng))軟件也已出現(xiàn)。盡管如此，美國電纜調(diào)制解調(diào)器的發(fā)展并沒有原來預(yù)期的那么快。改造需要大量投資，一般有線電視公司負擔不起。目前已發(fā)展的、供家庭用戶接入互聯(lián)網(wǎng)使用的電纜調(diào)制解調(diào)器大多是雙向不對稱的。典型產(chǎn)品如Motorola的Cybersurfr電纜調(diào)制解調(diào)器，下行30Mbps，上行786Kbps(占用600KHz帶寬)。它的下行速率為30Mbps。 課題研究的實際意義電纜調(diào)制解調(diào)器是一種可以通過有線電視網(wǎng)絡(luò)進行高速數(shù)據(jù)接入的裝置。電纜調(diào)制解調(diào)器包括調(diào)制解調(diào)部分、電視接收調(diào)諧、解密解密和協(xié)議適配等部分，它還可以是一個橋接器、路由器、網(wǎng)絡(luò)控制器或集線器[4]。本課題研究的系統(tǒng)，就是要用matlab仿真電纜調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制解調(diào)部分，用matlab對調(diào)制解調(diào)進行仿真，輸入隨即信號，經(jīng)過調(diào)制、濾波、高斯信道、解調(diào)以后計算信號誤碼率。各章的內(nèi)容組織如下：第一章 緒論。第二章 相關(guān)技術(shù)介紹。利用matlab作為開發(fā)工具，編寫matlab部分的信號輸入、并串轉(zhuǎn)換、擴頻、調(diào)制、信道、解調(diào)、解擴、串并轉(zhuǎn)換、信號輸出等一系列數(shù)據(jù)傳輸中要設(shè)計的程序，使其達到既定的要求；第四章 仿真。通過仿真對兩個方案進行比較、分析得出方案的優(yōu)越性。對整個論文功過的總結(jié)以及下一步的工作的展望，指出我們工作中有待改進的地方，同時指明了下一步研究的方向。消息的形式多種多樣，可以是符號、文字、語聲、圖像等。消息傳遞時，首先需要轉(zhuǎn)化成電信號。同樣按照信道傳輸?shù)男盘栴愋停梢詫⑼ㄐ畔到y(tǒng)分成兩類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。首先，將消息變?yōu)樵茧娦盘?。第二種變換：將原始電信號（基帶信號）變?yōu)檫m合信道傳輸?shù)念l帶信號，在接收端再進行相反變換，這種變換和反變換通常稱為調(diào)制和解調(diào)。最常用和最重要的調(diào)制方式是使用正弦波作載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。后者屬于非線性調(diào)制，已調(diào)信號的頻譜不再保持原來基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)，其頻譜會產(chǎn)生無限的頻譜分量。第一，抗干擾能力強，尤其中繼傳輸，可再生而消除噪聲的積累；第二，傳輸差錯可以控制，從而改善傳輸質(zhì)量；第三，便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)來對數(shù)字信息進行處理；第四，易于做高保密性的加密處理；第五，可以綜合傳遞各種消息，使通信系統(tǒng)的功能增強。 模擬調(diào)制 幅度調(diào)制AM（Amplitude Modulation，幅度調(diào)制）通信系統(tǒng)是最早開始使用的調(diào)制技術(shù)，它的優(yōu)勢就是無論調(diào)制還是解調(diào)從技術(shù)上實現(xiàn)都非常簡單；但同時也存在一些缺點，比如抗噪性能差以及發(fā)射機的功率使用效率低?，F(xiàn)在仍然在使用AM調(diào)制的的領(lǐng)域有媒介及高頻信號的廣播，在VHF（甚高頻）頻帶的航空通信及民用無線電等[1]。因此，由此系統(tǒng)輸出的響應(yīng)為 ()可見是一個幅度隨變化的振蕩信號，故成為調(diào)幅信號。這種經(jīng)過調(diào)制的高頻信號很容易以電磁波形式輻射傳播。(a)抑制載波的雙邊帶信號在普通調(diào)幅信號中，載波雖然不含任何信息，但其最小功率也要占到總功率的2/3(m=1)，也就是說調(diào)制效率只能達到1/3，這造成發(fā)射機功率的極大浪費。(b)單邊帶信號單邊帶信號(SSB)指傳送信號一個邊帶的傳輸方式，信號的帶寬等于調(diào)制信號帶寬，信號的利用是最經(jīng)濟的，能量的利用也是最有效的。式中+代表下邊帶信號，、分別為調(diào)制信號、載波信號的正交信號。一個是濾波法，即在雙邊帶信號的基礎(chǔ)上通過一個邊帶濾波器即可。另一種方法是建立在式()基礎(chǔ)上的相移法。在通信系統(tǒng)中無論是頻率調(diào)制還是相位調(diào)制的使用都非常廣泛，像電視系統(tǒng)中的聲音信號的傳輸、雙向式固定和移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊和蜂窩電話系統(tǒng)等。角調(diào)波的一般表達式可寫為式() ()式中，是信號的瞬時相位，稱為相對于的瞬時相位偏移；是信號的瞬時頻率，稱為相對于載頻的瞬時頻偏。其中，是比例常數(shù)，于是調(diào)相波可表示為 ()(2)調(diào)頻波隨調(diào)制信號成比例變化，即。但是大信噪比時，調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能將比調(diào)幅系統(tǒng)優(yōu)越，且其優(yōu)越程度將隨傳輸帶寬的增加而增加。(b)可變移相法：可變移相法就是利用調(diào)制信號控制移相網(wǎng)絡(luò)或諧振回路的電抗元件或電阻元件來實現(xiàn)調(diào)相。該方法的調(diào)相指數(shù)受諧振回路的限制，為了增大，可以采用多級級聯(lián)的調(diào)相電路。(2)頻率調(diào)制調(diào)頻波的產(chǎn)生方法主要有兩種，一是直接調(diào)頻法，另一種是間接調(diào)頻法。常見的是變?nèi)荻O管調(diào)頻。(b)間接調(diào)頻法：即先將調(diào)制信號積分，然后對載波進行調(diào)相，從而獲得調(diào)頻波。實現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵是如何進行相位調(diào)制。(1)乘法器實現(xiàn)法 ASK調(diào)制器框圖，經(jīng)過基帶信號形成器，產(chǎn)生波形序列，設(shè)形成期的基本波形為，則波形序列為。乘法器用來進行頻譜搬移，乘法器后的帶通濾波器用來濾除高頻諧波和低頻干擾。乘法器采用環(huán)形調(diào)制器。(2)鍵控實現(xiàn)法二進制ASK信號又可稱為通斷控制信號(OOK)。 移頻鍵控頻移鍵控(FSK,Frequencyshift keying)是用不同頻率的載波來攜帶二進制信息的調(diào)制方式。(1)模擬直接調(diào)頻法模擬直接調(diào)頻發(fā)是用數(shù)字基帶信號直接控制載波振蕩器的振蕩頻率，直接調(diào)頻法實現(xiàn)電路的方法有很多，典型方法是：當數(shù)字基帶信號為正時（相當于“1”碼），改變振蕩器諧振回路的參數(shù)（電容或者電感的數(shù)值），使振蕩器的振蕩頻率提高（設(shè)為）；當數(shù)字基帶信號為負時，改變振蕩器諧振回路的參數(shù)（電容或者電感的數(shù)值），是振蕩器的振蕩頻率降低（設(shè)為）；從而實現(xiàn)了調(diào)頻，這種方法產(chǎn)生的調(diào)頻信號相位是連續(xù)的。此實現(xiàn)雖然方法簡單，但頻率穩(wěn)定度不高，同時頻率轉(zhuǎn)換速度不能太快。數(shù)字信號為“1”時，正脈沖使控制門1接通，門2斷開，輸出頻率；數(shù)字信號為“0”時，門1斷開，門2接通，輸出頻率為； 頻率監(jiān)控發(fā)產(chǎn)生FSK信號方框圖 移相鍵控移相鍵控(PSK,Phaseshift Keying)有二進制與多進制之分。2PSK是利用二進制數(shù)字基帶信號控制連續(xù)載波的相位，進行頻譜變換的過程。根據(jù)載波相位表示數(shù)字信息的方式不同，數(shù)字調(diào)相分為絕對相移(PSK)和相對相移(DPSK)。對二進制絕對調(diào)相，通常用0176。來分別代表0和1。為雙極性二元碼。用雙極性數(shù)字基帶信號與載波直接相乘。數(shù)字基帶信號控制門電路，選擇不同相位的載波輸出。=0時，門1通，門2畢；=1時，門2通，門1閉。MPSK信號的相位有M種取值。四相絕對相移鍵控主要是利用載波的四種不同的相位來表征數(shù)字信息，它可以看做是兩個正交的二相絕對相移調(diào)制而成。由式()可以看出QPSK信號可以表示為有兩個BPSK信號相加而成，因此它可以用正交法產(chǎn)生。這兩個信號分別與載波和相乘，即分別完成BPSK的調(diào)制過程，然后相加即可得到QPSK信號。接受信號與同相和正交兩路本地載波相乘后，分別經(jīng)過相關(guān)器（或匹配濾波器），可以得到信號同相分量I(t)和正交分量Q(t)，再經(jīng)電平判決以及串并轉(zhuǎn)換，即可得到解調(diào)輸出的二進制信息。它利用了載波相位的絕對數(shù)值來傳遞信息，屬于據(jù)對調(diào)相的方法。二進制差分相移鍵控(2DPSK)，與上述絕對調(diào)相不同。實現(xiàn)相對調(diào)相的方法是先對數(shù)字基帶信號進行差分編碼處理，將基帶信號由絕對碼表示變?yōu)橛媒?jīng)差分編碼的相對碼表示，再用該相對碼進行絕對相移鍵控[6]。 DPSK調(diào)制器原理圖由于DPSK信號時用前后碼元的相位來傳送信息的，因此，還可以直接比較前后碼元載波相位的方法來完成差分相干解調(diào)。這種方法用信號本身作為比較的基準，無需恢復(fù)相干的本地載波，因此，也可以看成非相干解調(diào)或半相干解調(diào)。 DPSK差分相干解調(diào)器原理方框圖對于DPSK信號，采用差分相干解調(diào)的方法無需專門的本地想干載波，而且在抗頻偏嫩里抗多徑效應(yīng)以及抗相位抖動能力方面，其性能均優(yōu)于采用相干解調(diào)方法，但在抗白噪聲能力方面有所損失。的正弦波作為載波[7]，以調(diào)幅的方法同時傳送兩路互相獨立的信號的一種調(diào)制方式[8]。隨著數(shù)字調(diào)制技術(shù)的進步，正交調(diào)幅與解調(diào)的概念已擴展到MQAM，其中M可取值136128和256等，最常用的是16QAM和64QAM。(即互相正交)的載波。 正交調(diào)幅原理性方框圖。 正交解調(diào)的原理性方框圖由上述結(jié)果可知，只要兩路載波是嚴格正交的，兩路信號之間就不會有干擾。MQAM比相應(yīng)的MPSK調(diào)制的抗干擾能力強，故在現(xiàn)代通信中越來越受重視[10]。 擴頻方法介紹擴展頻譜通信(Spread Spectrum Communication），建成擴頻通信。擴頻技術(shù)是利用同欲傳輸數(shù)據(jù)(信息)無關(guān)的碼對被傳輸信號進行頻譜擴展，使之占有遠超過被傳輸信息所必須的最小帶寬[11]。傳輸信息時所用的信號帶寬遠大于傳輸這些信息所需最小帶寬的一種信號處理技術(shù)。擴頻的基本方法有：直接序列擴頻(DS)、調(diào)頻(FH)、跳時(TH)、和線性調(diào)頻(Chirp)等4種，目前人們所熟知的新一代手機標準CDMA就是直接序列擴頻技術(shù)的一個應(yīng)用。擴頻的主要優(yōu)勢有：(1)抗干擾性能好。簡單的說，如果信號頻譜展寬10倍，那么干擾方面需要在更寬的頻帶上去進行干擾，分散了干擾功率，從而在總功率不變的情況下其干擾強度只有原來的1／10。 (2)碼分多址能力強。(3)高速可擴展能力強。11位隨機碼元中只有1位用來傳輸數(shù)據(jù)，因此吞吐量的擴展能力強。PPM(Pulse Position Modulation)，脈沖位置調(diào)制)技術(shù)使用了預(yù)置的8位碼元中的3位傳輸數(shù)據(jù)，這就使傳輸率產(chǎn)生了飛躍。(a)(b) 擴頻系統(tǒng)工作組成框圖(a)中，在發(fā)端輸入的信息先經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。(b)中接收端把收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴。由此可見，—般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，擴頻通信就是多了擴頻調(diào)制和解擴部分。所謂直接序列擴頻，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端去擴展信號的頻譜。假設(shè)用窄脈沖序列對某一載波進行二相相移鍵控調(diào)制。圖中輸入載波信號的頻率為，窄脈沖序列的頻譜函數(shù)為，它具有很寬的頻帶。(2)跳頻方式跳變頻率(Frequency Hopping)工作方式，簡稱跳頻(FH)方式。也就是說，用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷的跳變，所以成為跳頻。發(fā)端信息碼序列與