【正文】 該系統(tǒng)的抗干擾能力很強(qiáng) ,并且在傳輸中的差錯(cuò)也是可控的，還 能減小傳輸中信息的失真， 不僅設(shè)備小而且重量輕，有利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn) , 來(lái)用在微處理器上 , 來(lái)更好的發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)功能。它在 重要信息的傳輸 保密性可以說(shuō)也相當(dāng)好，能夠更好的采用糾錯(cuò)編碼和擴(kuò)頻技術(shù)。介紹了 Matlab 的基本 使用方法 。如果所采用的 數(shù)字基帶信號(hào) 滿(mǎn)足 二進(jìn)制 原則，這所使用的調(diào)制模式就被成為 二進(jìn)制振幅鍵控 。通 斷鍵控理論上 是 最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制振幅鍵控方式。 如圖 21 所示： ????? ”時(shí)發(fā)送“以概率，”時(shí)發(fā)送“以概率0P101Pt,A c os)( cO O K?te? ? ttste c?co s)(2 A SK ?? ?? n sn nTtgats )()(????? PPan 1,0,1概率為概率為 6 圖 21 2ASK信號(hào)時(shí)間波形 2ASK 信號(hào)產(chǎn)生方法 根據(jù)通過(guò) 2ASK 調(diào)制傳輸?shù)幕鶐盘?hào)特性分析可知，其屬于典型的矩形脈沖信號(hào)模式。 載波為 uc(t)=Acoswct 2ASK 信號(hào)由 s(t)和 uc(t)相乘而得 )()()(cA S K tutstu ?? s(t)=1 時(shí)， uASK(t)按原波形輸出；當(dāng) s(t)=0， uASK(t)輸出為零 其產(chǎn)生原理圖如圖 22 所示是模擬調(diào)制法： c os c t?開(kāi)關(guān)電路2 ()ASKetS （ t） 圖 22 圖 23 是鍵控 法 101 t0sT? ?st載 波 tt2 A S K 7 ? 23 2ASK 解調(diào) 方法： 如圖 24： 圖 2 2ASK 解調(diào) 2ASK 信號(hào)的功率譜密度 2ASK 信號(hào)可以表示為： twtstwnTtgateccsn nA SK c o s)(c o s)]([)(2 ??? ? s(t) 的功率普密度 Ps(f)， e2ask(t)的功率譜密度 PE(f), )]()([41)( cscsE ffPffPfP ???? 找到 Ps(f),則 PE(f)就確定。 2ASK 功率譜密度如下圖 25，具體組成可以看出包括兩部分，分別為連續(xù)譜和離散譜，其中，載波分量能夠決定離散譜的分布形式，基帶信號(hào)波形能夠決定連續(xù)譜的分布形式，其中，帶寬與基帶信號(hào)波形帶寬關(guān)系如下公式所示： B2ASK=2fs ???????圖 25 功率譜密度示意圖 )()( tgfG ?)(s i n)( sss ss fTSaTfT fTTfG ?? ? ??－ 2fs－ fc － fs－ fc－ fc＋ fs－ fc＋ 2fs O fc － 2fs fc － fs fc ＋ 2fsfc ＋ fs fc f0 d BP2 A S K( f ) 9 2FSK 調(diào)制 2FSK 基本原理 在目前有諸多的信道中都只能帶通傳輸，這也就直接限制了進(jìn)行傳輸數(shù)字基帶信號(hào)。其中，在獲得時(shí)間波形中如下圖所示，并且該波形也能夠劃分成兩部分，分別為波形 e 和波形 f，同時(shí)，就可以將兩者作為組成載波信號(hào)的兩個(gè)部分，兩者疊加獲得最終的信號(hào)。 第一，鍵控法，該方法在實(shí)際當(dāng)中還被稱(chēng)作頻率轉(zhuǎn)換法，也就是通過(guò)數(shù)字基帶信號(hào) s(t)及其反相 s(t)實(shí)現(xiàn)電路控制，并且借助于相應(yīng)的載波發(fā)生器來(lái)選通。 圖 2 鍵控法產(chǎn)生信號(hào)原理圖 ?另一種方法 是直接調(diào)頻法。 一 個(gè)相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 e2fsk(t)= s1(t)cosω1t+ s1(t)cosω2t s1(t)和 s2(t)是二進(jìn)制基帶信號(hào)。 若頻差小于 fs，連續(xù)譜在 fc 處出現(xiàn)單峰；若載頻差大于 fs，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。 (2)相位連續(xù)的 2FSK 相位連續(xù)的 2FSK 信號(hào)的頻譜分析比較復(fù)雜，只給出結(jié)論。 2PSK 調(diào)制 2PSK 信號(hào)基本原理 數(shù)字相位調(diào)制：假如兩個(gè)處于同一個(gè)波段的頻率同時(shí)振蕩時(shí)，那么一方將會(huì)出現(xiàn)最大的正頻率值，而且另一方也會(huì)出現(xiàn)最大正頻率值，也就是達(dá)到了“同相”波段；假如某方屬于最大正值，而另一方屬于最大負(fù)值的時(shí)候，那就是達(dá)到“反相”。假如某個(gè)波段和另一個(gè)波段出現(xiàn)半個(gè)周期的波差時(shí)，那么這時(shí)候波段相差的則是 2 個(gè) 90 度，稱(chēng)之為反相。因此，可以改寫(xiě)為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2PSK 的 時(shí)間波形如圖 210 所示： 圖 210 2PSK 信號(hào)產(chǎn)生方法 2PSK 信號(hào)由兩類(lèi)方法構(gòu)成，一種方法是相乘法， 下圖 211。 1 101 t0sT 13 圖 211 相乘法 圖 212 選擇法 2PSK 解調(diào)方法 ， 如圖 213 圖 2 解調(diào) 2PSK 信號(hào)功率譜密度 2PSK 信號(hào)功率譜為： )]()([41)(2 cscsP S K ffPffPfP ???? 代入基帶信號(hào)功率譜密度可得： )]()([)0()21(41)()()[1()(222222ccsccsP S KffffGPfffGffGPPffP???????????? 如果二進(jìn)制基帶信號(hào)采用矩形脈沖，假設(shè)“ 1”和“ 0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等， 乘法器)(2 te P S K雙極性不歸零tc?c o s)( ts碼型變換tc?c o s)( ts)(2 te P S K開(kāi)關(guān)電路移相01800? 14 二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)（ 2PSK）波段產(chǎn)生出來(lái)的功率譜密度主要由二部分構(gòu)成，一部分波段是離散譜，另部分波段則是連續(xù)譜所組成，構(gòu)成的功率譜密度結(jié)構(gòu)與振幅鍵控信號(hào)（ 2ASK）一樣，帶寬是由兩個(gè)信號(hào)帶寬組成。完成系統(tǒng)傳遞的時(shí)候必須有正確的傳輸系統(tǒng)傳輸速率及誤碼率的支持。這樣做的目的的確保 2PSK 的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也不再出現(xiàn)誤碼， 2PSK 以二進(jìn)制差分相移鍵控制的 形式出現(xiàn)（ 2DPSK）。 信號(hào)帶寬 B2DPSK = B2FSK = 2f 和 2ASK 信號(hào)一樣，也是碼元速率的 2 倍。 （ 4）調(diào)試成功后對(duì)看能不能得到與 預(yù)期相符的 結(jié)果，最后得出結(jié)論。本次設(shè)計(jì)主要用到的是函數(shù)文件。 以下是 2ASK、 2FSK、 2PFK 三種調(diào)制方式設(shè)計(jì)的的基本流程圖，如圖 31 所示： 圖 31 開(kāi)始 變量賦初值 生成鍵控信號(hào) 畫(huà)出原始二進(jìn)制代碼波形 畫(huà)出調(diào)制后的波形 結(jié)束 18 MATLAB 仿真 ． 1 2ASK 的技術(shù)仿真 2ASK 信號(hào)相干解調(diào) ： 圖 32 2ASK 仿真 圖 33 信噪比 與誤碼率 非相干解調(diào)： 19 圖 34 2ASK仿真 圖 35 信噪比與 誤碼率 利用 linspace 函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組 ,然后生成 ASK 信號(hào)，在含高斯白噪聲的信道中通過(guò)，用抽樣頻率為 400HZ 的 IIRBPF 進(jìn)行濾波，分別進(jìn)行相干解調(diào)和非相干解調(diào)，即一個(gè)經(jīng)過(guò)相乘器，另一個(gè)不經(jīng)過(guò)，低通濾波器的輸出送到抽樣判決器，根據(jù)判決門(mén)限電平來(lái)判斷發(fā)送的是高電平還是低電平。 2FSK 相干解調(diào)： 20 圖 36 2FSK仿真 圖 37 2FSK仿真 21 圖 38 信噪比與 誤碼率 非相干解調(diào)： 圖 39 2FSK仿真 22 圖 310 2FSK仿真 圖 311 信噪比與 誤碼率 相干 解調(diào) 是先經(jīng)過(guò)一對(duì)帶通濾波器 BPF1和 BPF2,它們的中心頻率分別為 f1和 f2，即分別對(duì)準(zhǔn)傳號(hào)和空號(hào)的頻率 ， 然后通過(guò) 相乘器，再通過(guò)低通濾波器 解調(diào) ， 這兩個(gè) 低通濾波器的輸出由抽樣判決電路進(jìn)行判決 。 ． 3 2PSK 的技術(shù)仿 真 2PSK 信號(hào)相干解調(diào)： 23 圖 312 2PSK仿真 圖 313 2PSK仿真 24 圖 314 信噪比與 誤碼率 2PSK 調(diào)制解調(diào)中，隨著信噪比的增大，誤碼率逐漸減小。 這種情況 會(huì)導(dǎo)致解調(diào)時(shí)使信號(hào)出錯(cuò)，造成損失。 ． 4 2DPSK 的技術(shù)仿真 程序經(jīng)過(guò)調(diào)試后，運(yùn)行結(jié)果如圖所示： 圖 315 2DPSK仿真 25 圖 316 2DPSK仿真 圖 317 差分相干解調(diào)法仿真圖 二進(jìn)制數(shù)值調(diào)制系統(tǒng)性能比較 ． 1 誤碼率的比較 進(jìn)入到數(shù)字通信系統(tǒng)里的時(shí)候，會(huì)有不同的信號(hào)對(duì)傳輸過(guò)程進(jìn)行干擾，對(duì)信號(hào)恢復(fù)造成較大的影響。 進(jìn)入到數(shù)字通信系統(tǒng)里，界定抗噪性能強(qiáng)弱的主要標(biāo)準(zhǔn)是誤碼率，所以，完成二進(jìn)制 26 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)性能研究時(shí)，同時(shí)也是完成與信道性能有關(guān)的誤碼性能分析，通過(guò)這兩類(lèi)不同的分析可以獲取信噪比和誤碼率之間的聯(lián)系。四種調(diào)制方式的誤碼率公式如下表 31： 表 31 調(diào)制方式 解調(diào)方式 相干解調(diào) 非相干解調(diào) 2ASK ????????? 421 rerfcPe 421 re? 2FSK ????????? 221 rerfcPe 421 re? 2PSK ? ?rerfcPe 21? 2DPSK ? ?rerfcPe ? re?21 由圖知，調(diào)制方式的誤碼率 eP 和信噪比 r 的關(guān)系。一樣的誤碼率， 2ASK 對(duì) 對(duì)信道比的要求最高 ， 然后是 2FSK，最低的是 2PSK。 誤碼率曲線(xiàn)如下圖 318 27 圖 318 ． 2 頻帶寬度 2ASK 和 2PSK（ 2DPSK）的頻帶寬度即 2FSK 的頻帶寬度近似為 ． 3 對(duì)信道特性變化的敏感度 進(jìn)入 2FSK 系統(tǒng)里，判決器的主要功能是依據(jù)不同的解調(diào)值確定支路值，而不再通過(guò)人工完成，所以信道表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)較穩(wěn)定。 針對(duì) 2ASK 系統(tǒng)而言，和判決器的最佳判決門(mén)限有直接關(guān)系的則是輸入信號(hào)，表現(xiàn)出來(lái)的是信道不穩(wěn)定，性能 不佳。 ． 4 設(shè)備的復(fù)雜程度 以上內(nèi)容主要是完成了幾種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的對(duì)比。當(dāng)前使用最廣的數(shù)字調(diào)制方式是2DPSK 及非相干 2FSK。當(dāng)進(jìn)行非相干 2FSK 的使用，必須通過(guò)中、低速數(shù)據(jù)來(lái)完成傳輸，尤其是信道處于衰落的時(shí)候應(yīng)用最廣。但是如何將理論應(yīng)用于實(shí)踐，是我們學(xué)習(xí)當(dāng)中的一個(gè)問(wèn)題。如果要讓一個(gè)信號(hào)能夠完美 的 傳輸?shù)浇邮斩擞泻芏嗟母蓴_因素。 總體來(lái)說(shuō)， 本設(shè)計(jì)基本滿(mǎn)足 任務(wù)要求 ，但有些瑕疵仍需改進(jìn)和完善，但我相信隨著知識(shí)儲(chǔ)備的日益豐厚，技術(shù)的日趨完善，這些問(wèn)題終將得到解決 。 30 致 謝 從畢設(shè)開(kāi)題到現(xiàn)在， 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的 不懈努力 ，終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這四年的大學(xué)生活中，我快樂(lè)過(guò)，悲傷過(guò)，努力過(guò)，貪歡過(guò)；但那段時(shí)光已經(jīng)離我而去我憧憬著我未來(lái)的工作生活，面對(duì)那放飛的未來(lái)，我?jiàn)^力啟航，追趕未來(lái)。 在畢設(shè)中付 老師 總是 悉心教導(dǎo)我們學(xué)習(xí)態(tài)度要認(rèn)真，對(duì)我遇到的問(wèn)題進(jìn)行過(guò)細(xì)致的回答以及講解。 31 參 考 文 獻(xiàn) [1] 樊昌信 ,曹麗娜 . 通信原理（第 6版） .北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2021 [2] theodores. rappaport. 無(wú)線(xiàn)通信原理與應(yīng)用（第二版） .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [3] 汪裕民 .ofdm關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [4] 薛定宇 ,陳陽(yáng)泉 . 基于 MATLAB/simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [5] 趙鴻圖 ,茅艷 . 通信原理 MATLAB仿真教程 .北京：人民郵電出版社， 2021 [6] 趙靜 ,張瑾 ,高新科 . 基于 MATLAB的通信系統(tǒng)仿真 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021。%產(chǎn)生 8 個(gè)隨機(jī)的數(shù) l=linspace(0,2*pi,50)。%生成載波 t=linspace(0,10*pi,400)。%規(guī)定已調(diào)信號(hào) length b=1:400。%規(guī)定載波 length %生成 ASK 信