基于simulink數(shù)字調(diào)制及解調(diào)仿真-在線瀏覽
2025-08-05 16:03本頁面
【正文】 的重要組成部仿真和分析的軟件包。在Simulink環(huán)境中，利用鼠標就可以在模型窗口中直觀地畫出系統(tǒng)模型，然后直接進行仿真。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。用Simulink創(chuàng)建的模型可以具有遞階結(jié)構(gòu)，因此用戶可以采用從上到下或從下到上的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建模型。在定義完一個模型后，用戶可以通過Simulink的菜單或MATLAB的命令窗口鍵入命令來對它進行仿真。采用SCOPE模塊和其他的畫圖模塊，在仿真進行的同時，就可觀看到仿真結(jié)果。仿真的結(jié)果還可以存放到MATLAB的工作空間里做事后處理。 模型分析工具包括線性化和平衡點分析工具、MATLAB的許多工具及MATLAB的應用工具箱。 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 通信的概念消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和圖象等都是消息(Message)。所有消息必須在轉(zhuǎn)換成電信號（通常簡稱為信號）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。 相應的信號可分為模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是連續(xù)的 ，如電話機、電視攝像機輸出的信號就是模擬信號。通信的目的是傳遞消息，但對受信者有用的是消息中包含的有效內(nèi)容，也即信息(Information) 。圖221通信系統(tǒng)一般模型通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。圖222 數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如圖223所示。圖223模擬通信系統(tǒng)模型 通信的發(fā)展史簡介為了在盡量短的時間內(nèi)傳遞盡量多的消息,人們不斷地嘗試所能找到的各種最新技術(shù)手段。1866年利用海底電纜實現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報通信。1937年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標志數(shù)字通信的開始。在70年代末在全球發(fā)展起來的模擬移動電話在90年代中期被數(shù)字移動電話所代替，現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視所代替。 數(shù)字通信的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢特別是在20世紀后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計算機和光導纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，通信技術(shù)在以下幾個不同方向都取得了巨大的成功。微波中繼通信使長距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實。移動通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時隨地可通信的愿望可以實現(xiàn)。光導纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。電子計算機的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計算機的融合，人們將世界變成了地球村。微電子技術(shù)的發(fā)展，使通信終端的體積越來越小，成本越來越低，范圍越來越廣。根據(jù)國家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，到2005年底移動電話用戶近4億。隨著科學技術(shù)的進步，人們對通信的要求越來越高，各種技術(shù)會不斷地應用于通信領(lǐng)域，各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來。 調(diào)制即是用基帶數(shù)字信號去控制某一較高頻率的正弦或脈沖載波，使已調(diào)信號能通過帶限信道傳輸。通常，我們把數(shù)字調(diào)制與解調(diào)合起來稱為數(shù)字調(diào)制，把包括調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)叫做數(shù)字信號的頻帶傳輸系統(tǒng)。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以分為兩種類型：（1）利用模擬方法進行數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號當作模擬信號的特殊情況來處理；（2）利用數(shù)字信號的離散取值特點鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。鍵控法一般由數(shù)字電路實現(xiàn)，它具有調(diào)制變換速率快，調(diào)制測試方便，體積小和設(shè)備可靠性高的特點。振幅鍵控(也稱幅移鍵控),記作ASK(Amplitude Shift Keying)，或稱其為開關(guān)鍵控(通斷鍵控)，記作OOK(On Off二進制數(shù)字振幅鍵控通常記作2 ASK。 對于振幅鍵控這樣的線性調(diào)制來說，在二進制里，2 ASK是利用代表數(shù)字信息0或1的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)地輸出。根據(jù)線性調(diào)制的原理，一個二進制的振幅鍵控信號可以表示成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的相乘，即 （33）則 式變?yōu)閳D321 附近，實現(xiàn)了2ASK。2ASK信號的波形如圖322所示。圖322 2ASK信號的功率譜及帶寬 若用G(f)表示二進制序列中一個寬度為 、高度為1的門函數(shù)g(t)所對應的頻譜函數(shù)， (f)為的功率譜密度， （f）為已調(diào)信號e(t)的功率譜密度，則有圖323 形狀不變的平移到 處形成的，所以2ASK信號的功率譜密度由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。（2）基于同樣的原因，我們可以知道，上面所述的2ASK信號實際上相當于雙邊帶調(diào)幅（DSB）信號。當數(shù)字基帶信號的基本脈沖是巨型不歸零脈沖時， ，于是2ASK信號的帶寬為 （37）這意味著用2ASK方式傳送碼元速率為 的數(shù)字信號時，要求該系統(tǒng)的帶寬至少為3．2．3 2ASK信號的解調(diào)及系統(tǒng)的誤碼率包絡(luò)解調(diào)法的原理方框圖如圖324所示。低通濾波器的作用是濾除高頻雜波，使基帶包絡(luò)信號通過。不計噪聲影響時，帶通濾波器輸出為2ASK信號，即y(t)= s(t) ，包絡(luò)檢波器輸出為s(t),經(jīng)過抽樣、判決后將碼元再生，即可恢復出數(shù)字序列{ }。圖324相干解調(diào)就是同步解調(diào)，同步解調(diào)時，接收機要產(chǎn)生一個與發(fā)送載波同頻同相的本地載波信號，稱其為同步載波或相干載波，利用此載波與收到的已調(diào)載波相乘，相乘輸出為 圖325設(shè)信號的幅度為A，信道中存在著高斯白噪聲，當帶通濾波器恰好讓ASK信號通過時，因為發(fā)1時包絡(luò)的一維概率密度函數(shù)為萊斯分布，其主要能量集中在1 附近，而發(fā)0時包絡(luò)的一維概率密度函數(shù)為瑞利分布，信號能量主要集中在0附近，但是，這兩種分布在A/2附近產(chǎn)生重疊，見圖326。發(fā)1錯判為0的概率為P（0/1），發(fā)0錯判為1概率為P（1/0），則系統(tǒng)的總誤碼率為相干解調(diào)時，2ASK系統(tǒng)的誤碼率的計算是考慮經(jīng)過帶通濾波器、乘法器以及低通濾波器以后，信號和噪聲均已檢出并輸入抽樣判決器，無論是發(fā)送1還是0，判決器輸入信號與噪聲的混合物，其瞬時值的概率密度都是正態(tài)分布的，只是均值不同而已。 3．3 數(shù)字頻率調(diào)制又稱為頻移鍵控，記作FSK（Frequency Shift Keying），二進制頻移鍵控記作2FSK。那么，2FSK信號便是符號1對應與載波 ，而符號0對應于載頻從原理上講調(diào)頻可用模擬調(diào)頻來實現(xiàn)，也可用鍵控法來實現(xiàn)，后者較為簡便。若正弦載波的頻率隨二進制基帶信號在f1和f2 兩個頻率點之間變化，才產(chǎn)生二進制頻移鍵控信號（2FSK信號）。若二進制基帶信號的1符號對應于載波頻率的f1，0符號對應于載波頻率的f2，則二進制頻移鍵控信號的時域表達式為 二進制頻移鍵控信號的時間波形如圖331所示 二進制頻移鍵控信號的時間波形式 2FSK信號的功率譜及帶寬 2FSK信號的功率譜密度有兩種情況分別為相位不連續(xù)的2FSK功率譜密度相位連續(xù)的2FSK功率譜密度。 。 （314）令概率P= ，將二進制數(shù)字基帶信號的功率譜密度公式代入上式可得 和 處；連續(xù)譜由兩個中心位于 和 處的雙邊帶譜疊加形成的；若兩個載波頻差小于 ，則連續(xù)譜在 處出現(xiàn)
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