通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真本科畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

　　

【正文】 形 是經(jīng)過(guò)濾波器之后與相干波相乘得到的波形，第 四個(gè)波形是通過(guò)低通濾波得到的波形，第五 個(gè) 波形 則是通過(guò)量化編碼器得到的 信號(hào) 與原 信號(hào) 一致 。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 30 2PSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 (1) 建立模型方框圖 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中 ,當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí) ,則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控 (2PSK)信號(hào) 。 在此 用已調(diào)信號(hào)載波的 0176。和 180176。分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào) 的 1 和 0 用 兩個(gè)反相的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，其方框圖如下： 圖 39： 2PSK 信號(hào)調(diào)制的 simulink 的模型圖 其中 Sin wave 和 Sin wave2 是反相的載波， 正弦 脈沖作為信號(hào)源，各個(gè)參數(shù)設(shè)置如下： (2) 參數(shù)設(shè)置 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 31 圖 40： Sin wave 信號(hào)參數(shù)設(shè)置 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 32 圖 41： Sin wave2 信號(hào)的參數(shù)設(shè)置 由上面兩個(gè)圖可以看出兩個(gè)載波是幅度為 2， 頻率為 4Hz， 采樣時(shí)間為 的反相信號(hào)。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 33 圖 42： Bernoulli BinaryGenerator信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置 伯努利方波信號(hào)是基于采樣的 ， 0 1 等概率出現(xiàn)，抽樣時(shí)間是 1s 。 Bernoulli BinaryGenerator1 和 Bernoulli BinaryGenerator 的參數(shù)設(shè)置一致。 圖 43：低通濾波器參數(shù)設(shè)置 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置為濾波器的階數(shù)為 8，通帶邊緣頻率為 30rads/sec。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 34 圖 44：量化編碼器的參數(shù)設(shè)置 量化編碼器的量化分區(qū)為 [1， 0， 0， 0]，量化碼書(shū)為 [10， 0， 0， 0， 10] (3) 系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形圖 參數(shù)設(shè)置完之后可以得到調(diào)制的波形如下圖。 圖 45： 2PSK 調(diào)制的各點(diǎn)時(shí)間波形 從上圖可以看出 兩個(gè)波形的相位不同，有明顯的差別。（第一個(gè)波形是由脈沖波產(chǎn)生的 0 1 信號(hào)，第二個(gè)波形則是由 sine wave 產(chǎn)生的載波 ，第三個(gè)波形是 sine wave2 產(chǎn)生的載波，可以看出兩個(gè)載波在相位上有明顯的不同，第四個(gè)波形則是 sine wave 產(chǎn)生的 載波與脈四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 35 沖信號(hào) 相乘得到的波形，第五個(gè)波形是 sine wave2 產(chǎn)生的 載波與脈沖信號(hào)相乘得到的波形，第六個(gè)波形是已經(jīng)調(diào)制好的 2PSK 信號(hào) ） 圖 46： 2PSK解調(diào)各點(diǎn)的波形圖 由上圖可以看出第一個(gè)是已調(diào)信號(hào) ，第二個(gè)波形是相干波形 ， 第三個(gè)是已調(diào)信號(hào)與相干波相乘后得到的波形， 第四個(gè)波形則是通過(guò)低通濾波器后得到的波形，第五 個(gè)是通過(guò)量化編碼器得到的波形，與原信號(hào)的波形一致。 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 帶寬比較 碼元寬度為 ST 、速率為 SR 時(shí)，以頻譜包絡(luò)第一零點(diǎn)計(jì)算帶寬 SSA SK TRB22 ?? (31) ssF SK TffRffB22 1212 ?????? （ 32） SSPSK TRB22 ?? （ 33） 因此，從頻帶寬度或頻帶利用率上看 FSK 系統(tǒng)最不可取。 對(duì)信道特性變化的敏感性比較 在 2FSK 系統(tǒng)中，判決器是根據(jù)上下兩個(gè)支路解調(diào)輸出樣值的大小來(lái)作出判決，不需要人為地設(shè)置判決門(mén)限，因而對(duì)信道的變化不敏感。 在 2PSK 系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送符號(hào)概率相等時(shí)，判決器的最佳判決門(mén)限 為零，與接收機(jī)輸四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 36 入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。因此，判決門(mén)限不隨信道特性的變化而變化，接收機(jī)總能保持工作在最佳判決門(mén)限狀態(tài)。 對(duì)于 2ASK 系統(tǒng)，判決器的最佳判決門(mén)限為 a/2(當(dāng) P(1)=P(0)時(shí) )，它與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān)。當(dāng)信道特性發(fā)生變化時(shí)，接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度將隨著發(fā)生變化，從而導(dǎo)致最佳判決門(mén)限也將隨之而變。這時(shí)，接收機(jī)不容易保持在最佳判決門(mén)限狀態(tài)。 因此， 2ASK 對(duì)信道特性變化敏感，性能最差。 誤碼率比較 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有 2ASK、 2FSK、 2PSK 及 2DPSK，每種數(shù)字調(diào)制方式又有相干解 調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。表 1 列出了各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率 eP 與輸入信噪比 r的數(shù)學(xué)關(guān)系。 調(diào)制方式 誤碼率 相干調(diào)節(jié) 非相干調(diào)節(jié) 2ASK 2FSK 2PSK 表 1： 誤碼率公式 由表 1 可以看出，從橫向來(lái)比較，對(duì)同一種數(shù)字調(diào)制信號(hào)，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于采用非相干解調(diào)方式的誤碼率。從縱向來(lái)比較，在誤碼率 eP 一定的情況下， 2PSK、2FSK、 2ASK 系統(tǒng)所需要的信噪比關(guān)系為 P S KF S KA S K rrr 222 ?? (34) 4 總結(jié) 2ASK 信號(hào)在實(shí)際中雖然很少使用，但是它是研究數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)，了解 2ASK 就比較輕易理解 2FSK、 2PSK 的原理及性能。 )4(21 rerfc 421 re?1 ()22rerfc 421 re?1 ()2erfc r 421 re?四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 37 2FSK 頻移鍵控。就是用數(shù)字信號(hào)去調(diào)制載波的頻率。是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式 ,它的主要優(yōu)點(diǎn)是 :實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易 ,抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。 2PSK 調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比 低，因此適合衛(wèi)星廣播。 綜上所述，用計(jì)算機(jī)仿真電子通信系統(tǒng)，具有廣泛的適應(yīng)性和極高的靈活性。在硬件試驗(yàn)中改變系統(tǒng)參數(shù)也許意味著重做硬件，而在軟件中只需對(duì)特定參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，同時(shí)利用 Simulink 可視化建模仿真和 MATLAB簡(jiǎn)單編程的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，因此， MATLAB/Simulink 在通信系統(tǒng)仿真方面具有強(qiáng)大的功能和優(yōu)越性。 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 38 參考文獻(xiàn) [1]《 Matlab 基礎(chǔ)與應(yīng)用簡(jiǎn)明教程》，北京航空航天大學(xué)出版社，張平著， 2021 [2]《 Matlab 與通信仿真》，人民郵電出版社，王立寧著， 2021 [3]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，閻石著， 2021 [4]《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，張輝著， 2021 [5]《通信原理》，國(guó)防工業(yè)出版社，樊昌信著， 2021 [6]《 Simulink 建模與仿真》，西安電子科技大學(xué)出版社，姚均，馬松輝著， 2021 [7]《基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真》，北京航空航天大學(xué)出版社，趙靜，張瑾，高新科著，2021 [8]《信號(hào)和通信系統(tǒng)》，清華大學(xué)出版社，包聞亮 。汪源源 。朱謙著， 2021 [9]《擴(kuò)頻通信》，清華大學(xué)出版社，田日才著， 2021 [10]《通信電子電路》，人民郵電出版社，解相吾 解文博著， 2021 [11]《移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)》，人民郵電出版社，解相吾 解文博著， 2021 [12]《無(wú)線通信調(diào)制與編碼》，人民郵電出版社，王軍選 。張曉燕 。張燕燕著， 2021 [13]《通信原理》，人民郵電出版社，李世銀 。宋金玲著， 2021 [14]《 Simulink 通信仿真教程》，國(guó)防工業(yè)出版社，李賀冰，袁杰萍，孔俊霞著， 2021 [15]《 MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解》，人民郵電出版社，鄧華著， 2021 [16]《數(shù)字通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，王興亮著，第二版 [17]《 MATLAB 仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，徐明遠(yuǎn)，邵玉斌著， 2021 [18]《 Simulink 通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)》，國(guó)防工業(yè)出版社，孫屹，吳磊著 , 2021 [19]《 MATLAB》仿真在通信 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究與仿真 39 致 謝 本人的 學(xué)位論文 是在我的導(dǎo)師 唐 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。 她 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 唐 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向 唐 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的每個(gè)可愛(ài)的同學(xué)們和尊敬的老師們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和 疑惑，直至本文的順利完成。 在 論文 即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！謝謝你們！ 最后， 謝謝我的父母，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬獻(xiàn)給你們 ！ 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 文獻(xiàn)： 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹 摘要：本應(yīng)用筆記概述了擴(kuò)頻技術(shù)的原理，討論了涵蓋直接序列和快速跳頻的方法。相關(guān)理論方程 的性能估算。以及討論直接序列擴(kuò)頻（ DSSS）和跳頻（ FHSS）這兩種擴(kuò)頻方式。 簡(jiǎn)介 擴(kuò)頻技術(shù)越來(lái)越受歡迎，就連這一領(lǐng)域以外的電器工程師都渴望能夠深入理解這一技術(shù)。很多書(shū)和網(wǎng)站上都有關(guān)于這方面的書(shū)，但是，很多都很難理解或描述的不夠詳盡。（例如，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)廣泛關(guān)注的是偽隨機(jī)碼的產(chǎn)生）。 下面討論擴(kuò)頻技術(shù)（雙關(guān)語(yǔ)意）。 簡(jiǎn)史 一名女演員和一名音樂(lè)家首次以書(shū)面形式描述了擴(kuò)頻通信技術(shù)。 1941 年，好萊塢女星Hedy Lamarr 和鋼琴家 Gee Antheil 描述一個(gè)安全的無(wú)線鏈路來(lái)控制魚(yú)雷。他們獲得 了美國(guó)專利 。但這一技術(shù)被遺忘了，沒(méi)有在當(dāng)時(shí)受到美軍的重視，直到 20 世紀(jì) 80年代它才開(kāi)始活躍起來(lái)。從那時(shí)起，這一技術(shù)在有關(guān)惡劣環(huán)境中的收音機(jī)鏈接方面越來(lái)越受歡迎。 最典型的擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用是數(shù)據(jù)收發(fā)器包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）、 3G 移動(dòng)通信、無(wú)限局域網(wǎng) (符合 IEEE174。,IEEE ,IEEE 標(biāo)準(zhǔn) )，還有藍(lán)牙技術(shù)也幫助了那些通訊落后和無(wú)線電通信條件有限的地方，因此，它是一種昂貴的資源。 擴(kuò)頻通信的原理 擴(kuò)頻是香農(nóng)定理的典型： C=B log2(1+S/N) 公式（ 1） 在公式中， C 為信道容限，單位是比特 /秒 (bps),意指單位時(shí)間內(nèi)信道中無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊?B 為信號(hào)頻帶寬度，單位是 Hz， S/N 為信噪比。也就是說(shuō)， C 為信道允許通過(guò)的信息量，也代表了擴(kuò)頻的性能。帶寬 (B)是代價(jià)，因?yàn)轭l率是一個(gè)有限的資源。信噪比體現(xiàn)了環(huán)境條件或物理特性（如障礙、干擾器、干擾等）。 上式說(shuō)明，的情況下，在無(wú)差錯(cuò)傳輸?shù)男畔⑺俾?C 不變時(shí)，如果信噪比很低，則可以用足夠?qū)挼膸拋?lái)傳 輸信號(hào)，即使信號(hào)功率密度低于噪音水平。（公式可用） 改變公式（ 1）中對(duì)數(shù)的底數(shù)， 2 改為 e，則為 In=loge。 因此， C/B=(1/ln2) ln(1+S/N)= ln(1+S/N) 公式（ 2） 四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文