GMSK數(shù)字調(diào)制及其性能分析

1、GMSK數(shù)字調(diào)制及其性能分析GMSK Digital Modulation and its Performance Analysis作 者 姓 名： 專業(yè)（工程領(lǐng)域）：通信與信息系統(tǒng) 學(xué) 號(hào)： 完 成 日 期： 2011-6-16 XXXX大學(xué)Dalian University of XXXXXX32摘 要移動(dòng)通信的發(fā)展經(jīng)歷了第一代模擬系統(tǒng)，第二代數(shù)字系統(tǒng)，正在向第三代多媒體系統(tǒng)發(fā)展。面臨3G系統(tǒng)商用在即，如何做到向下兼容GSM系統(tǒng)是我們目前面臨的一個(gè)大問題，初期的雙模系統(tǒng)可以做到這一點(diǎn)，而TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)兼容性的數(shù)模系統(tǒng)則具有更大的發(fā)展?jié)摿Γ陔p

2、模系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)端是關(guān)鍵，物理層對(duì)高層的支持也是至關(guān)重要的。作為物理層的核心基帶信號(hào)處理是關(guān)鍵，而GMSK調(diào)制技術(shù)在整個(gè)雙模系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。本文利用SystemView仿真軟件提供的強(qiáng)大的圖庫(kù)資源，依據(jù)GMSK調(diào)制原理，構(gòu)建了一個(gè)GMSK調(diào)制系統(tǒng)模型，進(jìn)行了GMSK調(diào)制與MSK調(diào)制的仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過仿真證明了GMSK數(shù)字調(diào)制方式具有較好的抗臨道干擾能力，因而具有更高的頻譜利用率。關(guān)鍵詞：GMSK；功率譜；誤碼率AbstractMobile communication has experienced first analog system generation , second dig

3、ital system generation, and it is undergoing the development of its third multimedia system generation .Faced up with 3G system is using for business around the corner, how to do compatible backward for GSM system has became a big problem at the present time.In spect of the initial dual-mode system

4、can achieve this，the TD-SCDMA system and the GSM system compatibility with digital-analog system has greater development potential. In the dual-mode system, the network side is the key,the support of physical layer for high-level support is also essential. As the core of the physical layer, baseband

5、 signal processing can not be ignored, besides GMSK modulation plays a crucial role in the whole mode system.Key Words：GMSK；Power spectrum；BER目 錄摘 要IAbstractII引 言11.緒論21.1移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)21.2調(diào)制技術(shù)51.2.1基本定義51.2.2調(diào)制方式51.2.3調(diào)制原理61.2.4數(shù)字調(diào)制62.Systemview仿真軟件介紹82.1 SystemView的基本特點(diǎn)82.2 SystemView系統(tǒng)視窗82.2.1主菜單功能

6、82.2.2快捷功能按鈕92.2.3圖符庫(kù)選擇按鈕92.3系統(tǒng)窗下的庫(kù)選擇操作102.3.1選擇設(shè)置信源（Source）102.3.2選擇設(shè)置信宿庫(kù)（Sink）112.3.3選擇設(shè)置操作庫(kù)（OperatorLibrary）112.3.4選擇設(shè)置函數(shù)庫(kù)（FunctionLibrary）122.3.5選擇設(shè)置通信庫(kù)（CommunicationLibrary）122.3.6選擇設(shè)置邏輯庫(kù)（LogicLibrary）132.4系統(tǒng)定時(shí)（SystemTime）142.4.1起始時(shí)間（StartTime）和終止時(shí)間（StopTime）142.4.2采樣間隔（TimeSpacing）和采樣數(shù)目（No.ofS

7、amples）152.4.3頻率分辨率（Freq.Res.）152.4.4更新數(shù)值（UpdateValues）152.4.5自動(dòng)標(biāo)尺（AutoScale）152.4.6系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)（No.ofSystemLoops）152.5分析窗介紹152.6在分析窗下觀察分析結(jié)果172.6.1觀察時(shí)域波形172.6.2觀察眼圖172.6.3觀察功率譜192.6.4觀察信號(hào)星座圖或相位路徑轉(zhuǎn)移圖192.7總結(jié)213.GMSK數(shù)字調(diào)制方式及其性能分析223.1GMSK數(shù)字調(diào)制方式概述223.1.1GMSK歷史223.1.2GMSK簡(jiǎn)介223.2GMSK調(diào)制工作原理233.2.1MSK調(diào)制工作原理233.2.2

8、GMSK調(diào)制工作原理243.3 GMSK調(diào)制仿真實(shí)現(xiàn)254.GMSK數(shù)字調(diào)制結(jié)論及應(yīng)用314.1 GMSK數(shù)字調(diào)制結(jié)論314.2 GMSK數(shù)字調(diào)制的應(yīng)用31參考文獻(xiàn)32引 言調(diào)制是移動(dòng)通信系統(tǒng)中提高通信質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，調(diào)試為了使信號(hào)特性與信道特性相匹配。現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)大多數(shù)使用的是數(shù)字調(diào)制方式，這主要是由于數(shù)字通信網(wǎng)建網(wǎng)靈活，并且數(shù)字加密技術(shù)便于集成化。因此，通信系統(tǒng)都在由模擬方式向數(shù)字方式轉(zhuǎn)換，這也是移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。但是，一般的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等都無法滿足移動(dòng)通信的要求。因此，尋找性能優(yōu)越的高效調(diào)制方式以適應(yīng)現(xiàn)代移動(dòng)通信的要

9、求，一直是重要的研究課題。GMSK調(diào)制方式能滿足移動(dòng)通信環(huán)境下對(duì)鄰道干擾的嚴(yán)格要求，它以及其良好的性能而被泛歐數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）所采用。數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信空中接口的重要組成部分。GMSK是從MSK發(fā)展起來的一種調(diào)制技術(shù)，MSK調(diào)制實(shí)際上事調(diào)制指數(shù)為0.5的二進(jìn)制調(diào)頻，具有包絡(luò)恒定、占用相對(duì)較窄的帶寬和能進(jìn)行相干解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，但是MSK的帶外輻射較高，影響了頻譜效率。為了抑制帶外輻射、壓縮信號(hào)功率，可在MSK調(diào)制器錢加入預(yù)調(diào)制濾波器。GMSk調(diào)制就是在MSK調(diào)制器之前插入高斯低通濾波器這樣一種調(diào)制方式。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)得到快速發(fā)展，許多優(yōu)秀的調(diào)制技術(shù)

10、應(yīng)運(yùn)而生，其中GMSK技術(shù)是無限通信中比較突出的一種二進(jìn)制調(diào)制方法，它具有良好的功率譜特性和較好的抗干擾性能，特別是適用于無限通信和衛(wèi)星通信，目前，很多通信標(biāo)準(zhǔn)都采用了GMSK技術(shù)，例如，GSM、DECT等。在我國(guó)數(shù)字通信系統(tǒng)中，全數(shù)字接收機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，利用數(shù)字化設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)際應(yīng)用中的一項(xiàng)重要技術(shù)。GMSK是一種典型的連續(xù)相位調(diào)制方式，已經(jīng)在移動(dòng)通信、航天測(cè)控等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。在本論文中，首先介紹GMSK的基礎(chǔ)MSK調(diào)制的基本原理，接著對(duì)GMSK的調(diào)制原理進(jìn)行闡述，然后，重點(diǎn)分析比較了不同BT值得GMSK與MSK調(diào)制的頻譜利用率和誤碼率，并用SystemView

11、軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了我們的分析，最后進(jìn)行論文總結(jié)。1.緒論1.1移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)移動(dòng)通信可以說從無線電通信發(fā)明之日就產(chǎn)生了。1897年，M.G馬可尼所完成的無線通信試驗(yàn)就是在固定站與一艘拖船之間進(jìn)行的，距離為18海里?，F(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于上世紀(jì)20年代，大致經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。第一階段從上世紀(jì)20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。在這期間，首先在短波幾個(gè)頻段上開發(fā)出專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，其代表是美國(guó)底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到3040MHz可以認(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動(dòng)通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。第二階段從40年代

12、中期至60年代初期。在此期間內(nèi)，公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。當(dāng)時(shí)使用三個(gè)頻道，間隔為120kHz，通信方式為單工，隨后，西德(1950年)、法國(guó)(1956年)、英國(guó)(1959年)等國(guó)相繼研制了公用移動(dòng)電話系統(tǒng)。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。這一階段的特點(diǎn)是從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過渡，接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小。第三階段從60年代中期至70年代中期。在此期間，美國(guó)推出了改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)(1MTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制、中小容量，

13、實(shí)現(xiàn)了無線頻道自動(dòng)選擇并能夠自動(dòng)接續(xù)到公用電話網(wǎng)。德國(guó)也推出了具有相同技術(shù)水平的B網(wǎng)?？梢哉f，這一階段是移動(dòng)通信系統(tǒng)改進(jìn)與完善的階段，其特點(diǎn)是采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻與自動(dòng)接續(xù)。第四階段從70年代中期至80年代中期。這是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展時(shí)期。1978年底，美國(guó)貝爾試驗(yàn)室研制成功先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)，建成了蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。這一階段的特點(diǎn)是蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)成為實(shí)用系統(tǒng)，并在世界各地迅速發(fā)展。移動(dòng)通信大發(fā)展的原因，除了用戶要求迅猛增加這一主要推動(dòng)力之外，還有幾方面技術(shù)進(jìn)展所提供的條件。首先，微電子技術(shù)在這一時(shí)期得到長(zhǎng)足發(fā)展，這使得通信設(shè)

14、備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺(tái)被不斷地推出。其次，提出并形成了移動(dòng)通信新體制。隨著用戶數(shù)量增加，大區(qū)制所能提供的容量很快飽和，這就必須探索新體制。在這方面最重要的突破是貝爾試驗(yàn)室在上世紀(jì)70年代提出的蜂窩網(wǎng)的概念。蜂窩網(wǎng)，即所謂小區(qū)制，由于實(shí)現(xiàn)了頻率再用，大大提高了系統(tǒng)容量?？梢哉f，蜂窩概念真正解決了公用移動(dòng)通信系統(tǒng)要求容量大與頻率資源有限的矛盾。第三方面進(jìn)展是隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網(wǎng)的管理與控制提供了技術(shù)手段。第五階段從80年代中期開始。這是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期。以AMPS和TACS為代表的第一代蜂窩

15、移動(dòng)通信網(wǎng)是模擬系統(tǒng)。模擬蜂窩網(wǎng)雖然取得了很大成功，但也暴露了一些問題。例如，頻譜利用率低，移動(dòng)設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用較貴，業(yè)務(wù)種類受限制以及通話易被竊聽等，最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶需求。解決這些問題的方法是開發(fā)新一代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。數(shù)字無線傳輸?shù)念l譜利用率高，可大大提高系統(tǒng)容量。另外，數(shù)字網(wǎng)能提供語音、數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與ISDN等兼容。目前，3G的主流技術(shù)主要有WCDMA、CDMA2000及TDSCDMA。CDMA2000由美國(guó)高通公司提出，技術(shù)成熟性最高，有著明確的提高頻譜利用率的演進(jìn)路線，但全球漫游能力一般，韓國(guó)已經(jīng)開通了CDMA2000商用網(wǎng)，W-CDMA由歐

16、洲和日本支持，有較高的擴(kuò)頻增益，發(fā)展空間較大，全球漫游能力最強(qiáng)，但技術(shù)成熟性一般，在日本已經(jīng)投入商用。在過去的10年中，世界電信發(fā)生了巨大的變化，移動(dòng)通信特別是蜂窩小區(qū)的迅速發(fā)展，使用戶徹底擺脫終端設(shè)備的束縛、實(shí)現(xiàn)完整的個(gè)人移動(dòng)性、可靠的傳輸手段和接續(xù)方式。進(jìn)入21世紀(jì)，移動(dòng)通信將逐漸演變成社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的必不可少的工具。第一代第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初，如NMT和AMPS，NMT于1981年投入運(yùn)營(yíng)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。1G主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，直接使用模擬語音調(diào)制技

17、術(shù)，傳輸速率約24kbits。不同國(guó)家采用不同的工作系統(tǒng)。第二代第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM9001800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了

18、隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRSEDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115384kbits，從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。在第二代中為了適應(yīng)數(shù)據(jù)通訊的需求，一些中間標(biāo)準(zhǔn)也在手機(jī)上得到支持，例如支持彩信業(yè)務(wù)的GPRS和上網(wǎng)業(yè)務(wù)的WAP服務(wù)，以及各式各樣的J

19、ava程序等。第三代第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)是最大支持144Kbps，說占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)人通信和全球通信；再

20、者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2fDps的業(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應(yīng)未來移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)通信：nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第四代移動(dòng)通信及其性能第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)可稱為廣帶（Broadband）接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，數(shù)據(jù)率超過UMTS，是支持高速數(shù)據(jù)率（220Mb/s）連接的理想模式，上網(wǎng)速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自

21、動(dòng)切換能力。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，在業(yè)務(wù)上、功能上、頻帶上都與第三代系統(tǒng)不同，將在不同的固定和無線平臺(tái)及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中提供無線服務(wù)，比第三代移動(dòng)通信更接近于個(gè)人通信。第四代移動(dòng)通信技術(shù)可將上網(wǎng)速度提高到超過第三代移動(dòng)技術(shù)50倍，可實(shí)現(xiàn)三維圖像高質(zhì)量傳輸。4G移動(dòng)通信技術(shù)的信息傳輸級(jí)數(shù)要比3G移動(dòng)通信技術(shù)的信息傳輸級(jí)數(shù)高一個(gè)等級(jí)。對(duì)無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統(tǒng)都高得多，且抗信號(hào)衰落性能更好，其最大的傳輸速度將是目前“i-mode”服務(wù)的速率提高了10000倍。除了高速信息傳輸技術(shù)外，它還包括高速移動(dòng)無線信息存取系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)、安全密碼技術(shù)以及終

22、端間通信技術(shù)等，具有極高的安全性，4G終端還可用作諸如定位、告警等。4G手機(jī)系統(tǒng)下行鏈路速度為100mbps，上行鏈路速度為30mbps。其基站天線可以發(fā)送更窄的無線電波波束，在用戶行動(dòng)時(shí)也可進(jìn)行跟蹤，可處理數(shù)量更多的通話。第四代移動(dòng)電話不僅音質(zhì)清晰，而且能進(jìn)行高清晰度的圖像傳輸，用途將十分廣泛。在容量方面，可在FDMA、TDMA、CDMA的基礎(chǔ)上引入空分多址（SDMA），容量達(dá)到3G的510倍。另外，可以在任何地址寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，包含衛(wèi)星通信，能提供信息通信之外的定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)（基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)

23、）。其廣帶無線局域網(wǎng)（WLAN）能與B-ISDN和ATM兼容，實(shí)現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)（IBCN），通過IP進(jìn)行通話。能全速移動(dòng)用戶能提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù)，實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸，無線用戶之間可以進(jìn)行三維虛擬現(xiàn)實(shí)通信。能自適應(yīng)資源分配，處理變化的業(yè)務(wù)流、信道條件不同的環(huán)境，有很強(qiáng)的自組織性和靈活性。能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)和自動(dòng)變化的信道條件，使低碼率與高碼率的用戶能夠共存，綜合固定移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)或其他的一些規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些功能體積分布的控制。支持交互式多媒體業(yè)務(wù)，如視頻會(huì)議、無線因特網(wǎng)等，提供更廣泛的服務(wù)和應(yīng)用。4G系統(tǒng)可以自動(dòng)管理、動(dòng)態(tài)改變自己的結(jié)構(gòu)以滿足系統(tǒng)變化和發(fā)

24、展的要求。用戶將使用各種各樣的移動(dòng)設(shè)備接入到4G系統(tǒng)中，各種不同的接入系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)公共的平臺(tái)，它們互相補(bǔ)充、互相協(xié)作以滿足不同的業(yè)務(wù)的要求，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)趨于多樣化，最終將演變?yōu)樯鐣?huì)上多行業(yè)、多部門、多系統(tǒng)與人們溝通的橋梁。1.2調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)是把基帶信號(hào)變換成傳輸信號(hào)的技術(shù)。它將模擬信號(hào)抽樣量化后，以二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1”或“0”對(duì)光載波進(jìn)行通斷調(diào)制，并進(jìn)行脈沖編碼（PCM）。數(shù)字調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，中繼時(shí)噪聲及色散的影響不積累，因此可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。它的缺點(diǎn)是需要較寬的頻帶，設(shè)備也復(fù)雜。1.2.1基本定義基帶信號(hào)是原始的電信號(hào)，一般是指基本的信號(hào)波形，在數(shù)字通信中則指相應(yīng)的電脈沖。在

25、無線遙測(cè)遙控系統(tǒng)和無線電技術(shù)中調(diào)制就是用基帶信號(hào)控制高頻載波的參數(shù)（振幅、頻率和相位），使這些參數(shù)隨基帶信號(hào)變化。用來控制高頻載波參數(shù)的基帶信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。未調(diào)制的高頻電振蕩稱為載波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脈沖序列等）。1.2.2調(diào)制方式調(diào)制方式按照調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩類；按照載波的形式分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩類。模擬調(diào)制有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。數(shù)字調(diào)制有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控(DPSK)等。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼

26、調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（M）。示出常用調(diào)制方式的已調(diào)波形。1.2.3調(diào)制原理一般指調(diào)制信號(hào)和載波都是連續(xù)波的調(diào)制方式，有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。（1）調(diào)幅(AM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的振幅，使載波的振幅隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)幅波。調(diào)幅波的頻率仍是載波頻率，調(diào)幅波包絡(luò)的形狀反映調(diào)制信號(hào)的波形。調(diào)幅系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但抗干擾性差,傳輸時(shí)信號(hào)容易失真。（2）調(diào)頻(FM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)頻波。調(diào)頻波的振幅保持不變，調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏離載波頻率的量與調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。調(diào)頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稍復(fù)雜，占用的頻帶遠(yuǎn)較調(diào)幅波為寬，因此必須工作在超短波波段?？?/p>

27、干擾性能好，傳輸時(shí)信號(hào)失真小，設(shè)備利用率也較高。（3）調(diào)相(PM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的相位，使載波的相位隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)相波。調(diào)相波的振幅保持不變，調(diào)相波的瞬時(shí)相角偏離載波相角的量與調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。在調(diào)頻時(shí)相角也有相應(yīng)的變化，但這種相角變化并不與調(diào)制信號(hào)成比例。在調(diào)相時(shí)頻率也有相應(yīng)的變化，但這種頻率變化并不與調(diào)制信號(hào)成比例。在模擬調(diào)制過程中已調(diào)波的頻譜中除了載波分量外在載波頻率兩旁還各有一個(gè)頻帶，因調(diào)制而產(chǎn)生的各頻率分量就落在這兩個(gè)頻帶之內(nèi)。這兩個(gè)頻帶統(tǒng)稱為邊頻帶或邊帶。位于比載波頻率高的一側(cè)的邊頻帶，稱為上邊帶。位于比載波頻率低的一側(cè)的邊頻帶，稱為下邊帶。在單邊帶通信

28、中可用濾波法、相移法或相移濾波法取得調(diào)幅波中一個(gè)邊帶，這種調(diào)制方法稱為單邊帶調(diào)制(SSB)。單邊帶調(diào)制常用于有線載波電話和短波無線電多路通信。在同步通信中可用平衡調(diào)制器實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSB-SC)。在數(shù)字通信中為了提高頻帶利用率而采用殘留邊帶調(diào)制(VSB),即傳輸一個(gè)邊帶（在鄰近載波的部分也受到一些衰減）和另一個(gè)邊帶的殘留部分。在解調(diào)時(shí)可以互相補(bǔ)償而得到完整的基帶。11.2.4數(shù)字調(diào)制一般指調(diào)制信號(hào)是離散的，而載波是連續(xù)波的調(diào)制方式。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。振幅鍵控(ASK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)控制載波的通斷。如在二進(jìn)制中,發(fā)0時(shí)不發(fā)送載波,發(fā)1時(shí)

29、發(fā)送載波。有時(shí)也把代表多個(gè)符號(hào)的多電平振幅調(diào)制稱為振幅鍵控。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力差。移頻鍵控(FSK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)的正負(fù)控制載波的頻率。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)載波頻率為f1，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為f2。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多進(jìn)制頻率調(diào)制稱為移頻鍵控。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。移相鍵控(PSK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)的正負(fù)控制載波的相位。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)，載波起始相位取0；當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí),載波起始相位取180°。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多相制相位調(diào)制稱為移相鍵控。移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，但在解調(diào)時(shí)需要有一個(gè)正確的參

30、考相位，即需要相干解調(diào)。差分移相鍵控(DPSK)：利用調(diào)制信號(hào)前后碼元之間載波相對(duì)相位的變化來傳遞信息。12.Systemview仿真軟件介紹美國(guó)ELANIX公司于1995年開始推出SystemView軟件工具，最早的1.8版為16bit教學(xué)版，自1.9版開始升為32bit專業(yè)版，目前已推出了3.0版。SystemView是在Windows95/98環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的軟件工具，它為用戶提供了一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與分析的可視化軟件環(huán)境，能進(jìn)行模擬、數(shù)字、數(shù)模混合系統(tǒng)、線性和非線性系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，可對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行拉氏變換和Z變換分析。2.1 SystemView的基本特點(diǎn)Sys

31、temView基本屬于一個(gè)系統(tǒng)級(jí)工具平臺(tái)，可進(jìn)行包括數(shù)字信號(hào)處理（DSP）系統(tǒng)、模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的仿真分析，并配置了大量圖符塊（Token）庫(kù)，用戶很容易構(gòu)造出所需要的仿真系統(tǒng)，只要調(diào)出有關(guān)圖符塊并設(shè)置好參數(shù)，完成圖符塊間的連線后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜、星座圖和各類曲線形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。System View的庫(kù)資源十分豐富，主要包括：含若干圖符庫(kù)的主庫(kù)（MainLibrary）、通信庫(kù)（CommunicationsLibrary）、信號(hào)處理庫(kù)（DSPLibrary）、邏輯庫(kù)（LogicLibrary）、射頻/模擬庫(kù)（RFAnalogLi

32、brary）和用戶代碼庫(kù)（UserCodeLibrary）。2.2 SystemView系統(tǒng)視窗2.2.1主菜單功能進(jìn)入SystemView后，屏幕上首先出現(xiàn)該工具的系統(tǒng)視窗，如圖2-2-1所示。圖2-2-1 系統(tǒng)視窗系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜單欄，包括：文件（File）、編輯（Edit）、參數(shù)優(yōu)選（Preferences）、視窗觀察（View）、便箋（NotePads）、連接（Connetions）、編譯器（Compiler）、系統(tǒng)（System）、圖符塊（Tokens）、工具（Tools）和幫助（Help）共11項(xiàng)功能菜單。與最初的SystemView1.8相比，SystemView3.0的

33、操作界面和對(duì)話框布局有所改變。2.2.2快捷功能按鈕在主菜單欄下，SystemView為用戶提供了16個(gè)常用快捷功能按鈕，按鈕功能如下：2.2.3圖符庫(kù)選擇按鈕系統(tǒng)視窗左側(cè)豎排為圖符庫(kù)選擇區(qū)。圖符塊（Token）是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊，相當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個(gè)子框圖，用戶在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的圖形標(biāo)志（圖符塊），圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個(gè)仿真系統(tǒng)的基本操作是，按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊，將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連線連接起來。這樣一來，用戶進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作，不涉及語言編程問題，使用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫(kù)選擇區(qū)排列著8

34、個(gè)圖符選擇按鈕，即：在上述8個(gè)按鈕中，除雙擊“加法器”和“乘法器”圖符按鈕可直接使用外，雙擊其它按鈕后會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的對(duì)話框，應(yīng)進(jìn)一步設(shè)置圖符塊的操作參數(shù)。單擊圖符庫(kù)選擇區(qū)最上邊的主庫(kù)開關(guān)按鈕main，將出現(xiàn)選擇庫(kù)開關(guān)按鈕Option下的用戶庫(kù)（User）、通信庫(kù)（Comm）、DSP庫(kù)（DSP）、邏輯庫(kù)（Logic）、射頻模擬庫(kù)（RF/Analog）和數(shù)學(xué)庫(kù)（Matlab）選擇按鈕，可分別雙擊選擇調(diào)用。2.3系統(tǒng)窗下的庫(kù)選擇操作2.3.1選擇設(shè)置信源（Source）創(chuàng)建系統(tǒng)的首要工作就是按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案從圖符庫(kù)中調(diào)用圖符塊，作為仿真系統(tǒng)的基本單元模塊?？捎檬髽?biāo)左鍵雙擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)的選擇按鈕。現(xiàn)以

35、創(chuàng)建一個(gè)PN碼信源為例，該圖符塊的參數(shù)為2電平雙極性、1V幅度、100Hz碼時(shí)鐘頻率，操作步驟如下：（1）雙擊“信源庫(kù)”按鈕，并再次雙擊移出的“信源庫(kù)圖符塊”，出現(xiàn)源庫(kù)（SourceLibrary）選擇設(shè)置對(duì)話框，如圖1-3-1所示。與SystemView1.8相比，SystemView3.0的庫(kù)對(duì)話框布局有所變化，它將信源庫(kù)內(nèi)各個(gè)圖符塊進(jìn)行分類，通過“Sinusoid/Periodic（正弦/周期）”、“Noise/PN（噪聲/PN碼）”和“Aperiodic/Ext（非周期/擴(kuò)展）”3個(gè)開關(guān)按鈕進(jìn)行分類選擇和調(diào)用，而不像SystemView1.8那樣所有庫(kù)內(nèi)圖符全部顯示在一個(gè)窗口內(nèi)，其它庫(kù)

36、選擇對(duì)話框與之類似；圖2-3-1 源庫(kù)選擇設(shè)置對(duì)話框（2）單擊開關(guān)按鈕下邊框內(nèi)的“PNSeq”圖符塊表示選中，再次單擊對(duì)話框中的參數(shù)按鈕Parameters，在出現(xiàn)的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中分別設(shè)置：幅度Amplitude1、直流偏置Offset0、電平數(shù)Level2；（3）分別單擊參數(shù)設(shè)置和源庫(kù)對(duì)話框的按鈕OK，從而完成該圖符塊的設(shè)置。2.3.2選擇設(shè)置信宿庫(kù)（Sink）當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)中各測(cè)試點(diǎn)或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀察時(shí)，通常應(yīng)放置一個(gè)信宿（Sink）圖符塊，一般將其設(shè)置為“Analysis”屬性。Analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖符塊之一。Analysis塊的

37、創(chuàng)建操作如下：（1） 雙擊系統(tǒng)窗左邊圖符庫(kù)選擇按鈕區(qū)內(nèi)的“信宿”圖符按鈕，并再次雙擊移出的“信宿”塊，出現(xiàn)信宿定義（SinkDefinition）對(duì)話框，如2-3-2所示；圖2-3-2 信宿定義對(duì)話框（2）單擊“Analysis”圖符塊選中；（3）最后，單擊信宿定義對(duì)話框內(nèi)的OK按鈕完成信宿選擇。2.3.3選擇設(shè)置操作庫(kù)（OperatorLibrary）雙擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)的“操作庫(kù)”圖符塊按鈕，并再次雙擊移出的“操作庫(kù)”圖符塊，出現(xiàn)操作庫(kù)（OperatorLibrary）選擇對(duì)話框，操作庫(kù)中的各類圖符塊可通過6個(gè)分類選擇開關(guān)選用，如圖1-3-3所示，庫(kù)內(nèi)常用圖符塊主要包括：延遲Delay塊、保

38、持Hold塊、采樣Sampler塊、放大Gain塊、線性系統(tǒng)LinearSys塊、采樣延遲SmplDly塊、比較Compare塊和給類門（Xor、And、Nand、Or、Not）塊等。設(shè)置參數(shù)方法同上。圖2-3-3 操作庫(kù)選擇對(duì)話框2.3.4選擇設(shè)置函數(shù)庫(kù)（FunctionLibrary）雙擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)的“函數(shù)庫(kù)”圖符塊按鈕，并再次雙擊移出的“函數(shù)庫(kù)”圖符塊，出現(xiàn)函數(shù)庫(kù)（FunctionLibrary）選擇設(shè)置對(duì)話框，如圖2-3-4所示，設(shè)置圖符塊參數(shù)的方法與前邊類似。圖2-3-4 函數(shù)庫(kù)選擇設(shè)置對(duì)話框?qū)τ谏鲜龈鲙?kù)的對(duì)話框，如果希望知道庫(kù)內(nèi)某圖符塊的功能，可用鼠標(biāo)指在某個(gè)圖符塊上，立刻出現(xiàn)

39、一個(gè)小文本框，框內(nèi)以英文提示用戶該圖符塊的功能參數(shù)和性質(zhì)。2.3.5選擇設(shè)置通信庫(kù)（CommunicationLibrary）在系統(tǒng)窗下，單擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)上端的開關(guān)按鈕Main，圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)圖符內(nèi)容將改變，雙擊其中的圖符按鈕“Comm”，再次雙擊移出的“Comm”圖符塊，出現(xiàn)通信庫(kù)（CommunicationLibrary）選擇設(shè)置對(duì)話框,如圖2-3-5所示。通信庫(kù)中包括通信系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)涉及的BCH、RS、Golay、Vitebi糾錯(cuò)碼編碼/譯碼器、不同種類的信道模型、調(diào)制解調(diào)器、分頻器、鎖相環(huán)、Costas環(huán)、誤比特率BER分析等可調(diào)用功能圖符塊。圖2-3-5 通信庫(kù)選擇設(shè)置對(duì)話框2.3

40、.6選擇設(shè)置邏輯庫(kù)（LogicLibrary）在系統(tǒng)窗下，雙擊圖符庫(kù)選擇區(qū)內(nèi)的“Logic”圖符按鈕，再次雙擊移出的“Logic”圖符塊，出現(xiàn)邏輯庫(kù)（LogicLibrary）選擇設(shè)置對(duì)話框,如圖2-3-6所示。通過6個(gè)選擇開關(guān)按鈕可分門別類地選擇庫(kù)內(nèi)各種邏輯門、觸發(fā)器和其它邏輯部件。圖2-3-6 邏輯庫(kù)選擇設(shè)置對(duì)話框除已經(jīng)介紹的圖符庫(kù)外，SystemView還提供了其它種類的豐富庫(kù)資源，但作為一般通信系統(tǒng)的仿真分析，基本可不涉及其它類型庫(kù)的調(diào)用，由于篇幅的限制，恕不做進(jìn)一步的詳細(xì)介紹，對(duì)此有興趣的讀者可參閱有關(guān)資料。2.4系統(tǒng)定時(shí)（SystemTime）在SystemView系統(tǒng)窗中完成系統(tǒng)

41、創(chuàng)建輸入操作（包括調(diào)出圖符塊、設(shè)置參數(shù)、連線等）后，首先應(yīng)對(duì)輸入系統(tǒng)的仿真運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能采用數(shù)值計(jì)算方式，起始點(diǎn)和終止點(diǎn)究竟為何值？究竟需要計(jì)算多少個(gè)離散樣值？這些信息必須告知計(jì)算機(jī)。假如被分析的信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)，則從起始時(shí)間到終止時(shí)間的樣值數(shù)目就與系統(tǒng)的采樣率或者采樣時(shí)間間隔有關(guān)。實(shí)際上，各類系統(tǒng)或電路仿真工具幾乎都有這一關(guān)鍵的操作步驟，SystemView也不例外。如果這類參數(shù)設(shè)置不合理，仿真運(yùn)行后的結(jié)果往往不能令人滿意，甚至根本得不到預(yù)期的結(jié)果。有時(shí)，在創(chuàng)建仿真系統(tǒng)前就需要設(shè)置系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)。當(dāng)在系統(tǒng)窗下完成設(shè)計(jì)輸入操作后，首先單擊“系統(tǒng)定時(shí)”快捷功能按鈕，此時(shí)將出現(xiàn)系統(tǒng)

42、定時(shí)設(shè)置（SystemTimeSpecification）對(duì)話框，如圖2-4-1所示。用戶需要設(shè)置幾個(gè)參數(shù)框內(nèi)的參數(shù)，包括以下幾條：圖2-4-1 系統(tǒng)定時(shí)設(shè)置對(duì)話框2.4.1起始時(shí)間（StartTime）和終止時(shí)間（StopTime）SystemView基本上對(duì)仿真運(yùn)行時(shí)間沒有限制，只是要求起始時(shí)間小于終止時(shí)間。一般起始時(shí)間設(shè)為0，單位是秒（s）。終止時(shí)間設(shè)置應(yīng)考慮到便于觀察波形。2.4.2采樣間隔（TimeSpacing）和采樣數(shù)目（No.ofSamples）采樣間隔和采樣數(shù)目是相關(guān)的參數(shù)，它們之間的關(guān)系為：采樣數(shù)目（終止時(shí)間起始時(shí)間）×（采樣率）1SystemView將根據(jù)這個(gè)關(guān)

43、系式自動(dòng)調(diào)整各參數(shù)的取值，當(dāng)起始時(shí)間和終止時(shí)間給定后，一般采樣數(shù)目和采樣率這兩個(gè)參數(shù)只需設(shè)置一個(gè)，改變采樣數(shù)目和采樣率中的任意一個(gè)參數(shù)，另一個(gè)將由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整，采樣數(shù)目只能是自然數(shù)。2.4.3頻率分辨率（Freq.Res.）當(dāng)利用SystemView進(jìn)行FFT分析時(shí)，需根據(jù)時(shí)間序列得到頻率分辨率，系統(tǒng)將根據(jù)下列關(guān)系式計(jì)算頻率分辨率：頻率分辨率采樣率采樣數(shù)目2.4.4更新數(shù)值（UpdateValues）當(dāng)用戶改變?cè)O(shè)置參數(shù)后，需單擊一次“TimeValues”欄內(nèi)的Update按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)更新設(shè)置參數(shù)，然后單擊OK按鈕。2.4.5自動(dòng)標(biāo)尺（AutoScale）系統(tǒng)進(jìn)行FFT運(yùn)算時(shí)，若用戶給出的

44、數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)不是2的整次冪，單擊此按鈕后系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行速度優(yōu)化。2.4.6系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)（No.ofSystemLoops）在攔內(nèi)輸入循環(huán)次數(shù)，對(duì)于“Resetsystemonloop”項(xiàng)前的復(fù)選框，若不選中，每次運(yùn)行的參數(shù)都將被保存，若選中，每次運(yùn)行時(shí)的參數(shù)不被保存，經(jīng)多次循環(huán)運(yùn)算即可得到統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果。應(yīng)當(dāng)注意的是，無論是設(shè)置或修改參數(shù)，結(jié)束操作前必須單擊一次OK按鈕，確認(rèn)后關(guān)閉系統(tǒng)定時(shí)對(duì)話框。2.5分析窗介紹設(shè)置好系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)后，單擊“系統(tǒng)運(yùn)行” 快捷功能按鈕，計(jì)算機(jī)開始運(yùn)算各個(gè)數(shù)學(xué)模型間的函數(shù)關(guān)系，生成曲線待顯示調(diào)用。此后，單擊“分析窗口” 快捷功能按鈕， 進(jìn)入分析視窗（SystemViewA

45、nalysis）進(jìn)行操作。分析視窗如圖2-5-1所示。圖2-5-1 分析窗口界面分析視窗的主要功能是顯示系統(tǒng)窗中信宿（主要是Analysis塊）處的給類分析波形、功率譜、眼圖、信號(hào)星座圖等信息，每個(gè)信宿對(duì)應(yīng)一個(gè)活動(dòng)波形窗口，各以多種排列方式同時(shí)或單獨(dú)顯示，也可將若干個(gè)波形合成在同一個(gè)窗口中顯示，以便進(jìn)行結(jié)果對(duì)比。在分析窗口下，第一行為“主菜單欄”，包括：File、Edit、Preferences、Windows、Help五個(gè)功能欄；第二行為“工具欄”，自左至右的圖標(biāo)按鈕依次為：按鈕1：繪制新圖按鈕2：打印圖形按鈕3：恢復(fù)按鈕4：點(diǎn)繪按鈕5：連點(diǎn)按鈕6：顯示坐標(biāo)按鈕7：X軸標(biāo)記按鈕8：平鋪顯示按

46、鈕9：橫排顯示按鈕10：疊層顯示按鈕11：X軸對(duì)數(shù)化按鈕12：Y軸對(duì)數(shù)化按鈕13：窗口最小化按鈕14：打開所有窗口按鈕15：動(dòng)畫模擬按鈕16：統(tǒng)計(jì)按鈕17：微型窗口按鈕18：快速縮放按鈕19：輸入APG按鈕20：返系統(tǒng)窗2.6在分析窗下觀察分析結(jié)果通信系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果主要以不同形式的時(shí)域或頻域系統(tǒng)響應(yīng)波形、特性曲線來表示，主要包括：時(shí)域波形、眼圖、功率譜、信號(hào)星座圖、誤碼特性曲線等形式，并以活動(dòng)窗口給出。各類波形顯示操作主要與“SystemView信宿計(jì)算器” 對(duì)話框的操作有關(guān)。當(dāng)完成了系統(tǒng)創(chuàng)建輸入、設(shè)置好系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)并運(yùn)行后，便可進(jìn)入分析視窗。單擊分析窗下端信宿計(jì)算器按鈕，出現(xiàn)“Syste

47、mView信宿計(jì)算器”對(duì)話框，如圖2-6-1所示，該對(duì)話框左上部共有11個(gè)分類設(shè)置開關(guān)按鈕，右上角的“SelectoneormoreWindows:”窗口內(nèi)順序給出了分析系統(tǒng)中的“波形號(hào)：用戶信宿名稱（信宿塊編號(hào)）”。圖2-6-1 SystemView信宿計(jì)算器設(shè)置對(duì)話框2.6.1觀察時(shí)域波形時(shí)域波形是最為常用的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果表達(dá)形式。進(jìn)入分析窗后，單擊“工具欄”內(nèi)的繪制新圖按鈕（按鈕1），可直接順序顯示出放置信宿圖符塊的時(shí)域波形，并可任意單擊分析窗工具欄中的“窗口豎排列”（按鈕7）、“窗口橫排列”（按鈕8）。2.6.2觀察眼圖首先回顧一下“眼圖”的概念。對(duì)于碼間干擾和噪聲同時(shí)存在的數(shù)字傳輸

48、系統(tǒng)，給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常繁雜的事請(qǐng)，而利用“觀察眼圖”這種實(shí)驗(yàn)手段可以非常方便地估計(jì)系統(tǒng)傳輸性能。實(shí)際觀察眼圖的具體實(shí)驗(yàn)方法是：用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端，調(diào)整示波器水平掃描周期Ts，使掃描周期與碼元周期Tc同步（即TsnTc，n為正整數(shù)），此時(shí)示波器顯示的波形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機(jī)性和示波器熒光屏的余輝作用，使若干個(gè)碼元波形相互重疊，波形酷似一個(gè)個(gè)“眼睛”，故稱為“眼圖”?！把劬Α睊甑迷酱螅砻髋袥Q的誤碼率越低，反之，誤碼率上升。SystemView具有“眼圖”這種重要的分析功能，圖2-6-2給出了SystemView分析所得眼圖波形。圖2-6-2 不同眼圖的對(duì)比

49、圖在分析窗下，當(dāng)屏幕上已經(jīng)出現(xiàn)波形顯示活動(dòng)窗后，單擊信宿計(jì)算器按鈕，出現(xiàn)“SystemView信宿計(jì)算器”對(duì)話框，單擊分類設(shè)置開關(guān)按鈕Style，出現(xiàn)如圖2-6-3所示的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，再次單擊“Style”欄內(nèi)的按鈕TimeSlice，在其“StartTimesec”欄內(nèi)輸入觀察波形的起始時(shí)刻，在“Lengthsec”欄內(nèi)輸入觀察時(shí)間長(zhǎng)度，單位均為秒。圖2-6-3 信宿信宿計(jì)算器下的“Style”對(duì)話框應(yīng)當(dāng)注意的是，系統(tǒng)的輸出波形自分析起始時(shí)刻開始常常有一段時(shí)間的過渡過程，故設(shè)置眼圖觀察的起始時(shí)刻應(yīng)讓過這段時(shí)間，圖2-6-2（a）設(shè)置是StartTimesec=5、Lengthsec=5，而

50、圖1-6-2（b）設(shè)置是StartTimesec=0、Lengthsec=5，說明過渡狀態(tài)期間的眼圖較差。Length設(shè)置的時(shí)間值越大，看到的“眼”越多，且應(yīng)為Tc的整數(shù)倍。最后單擊按鈕OK返回分析窗，等待觀察指定的眼圖，究竟看哪一個(gè)信號(hào)的眼圖，可用鼠標(biāo)左鍵選中“Selectonewindows:”窗口內(nèi)的塊名稱和編號(hào)（選中后變成反百條）。2.6.3觀察功率譜當(dāng)需要觀察信號(hào)功率譜時(shí)，可在分析窗下單擊信宿計(jì)算器圖標(biāo)按鈕，出現(xiàn)“SystemView信宿計(jì)算器”對(duì)話框，單擊分類設(shè)置開關(guān)按鈕Spectrum，出現(xiàn)如圖2-6-4所示對(duì)話框。圖2-6-4 信宿計(jì)算器下的“Spectrum”對(duì)話框接下來選擇

51、計(jì)算功率譜的條件，如選中“PowerSpectrumdBmin50ohms”項(xiàng)，則表示計(jì)算功率譜的條件為50歐負(fù)載上的對(duì)數(shù)功率譜；在“SelectOneWindow:”欄目?jī)?nèi)選擇信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)；最后單擊按鈕OK返回分析窗，等待功率譜顯示活動(dòng)窗口的出現(xiàn)。在通信系統(tǒng)分析過程中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率譜分析是十分重要的內(nèi)容。圖2-6-5 理想的16QAM信號(hào)星座圖信號(hào)點(diǎn)2.6.4觀察信號(hào)星座圖或相位路徑轉(zhuǎn)移圖在對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)或數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，常借助二維平面的信號(hào)星座圖（SignalConstellation）來形象地說明某種數(shù)字調(diào)制信號(hào)的“幅度-相位”關(guān)系，從而可以定性地表明與抗干擾能力有關(guān)的“最小信號(hào)

52、距離”。以16QAM系統(tǒng)為例，發(fā)送端理想的信號(hào)星座圖如圖2-6-5所示。在接收系統(tǒng)輸出，由于信道特性不理想和干擾噪聲的影響，信號(hào)點(diǎn)產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象，信號(hào)點(diǎn)的發(fā)散程度與信道特性不理想程度和噪聲強(qiáng)度有關(guān)。圖2-6-6（a）為接收濾波器輸出在噪聲極弱時(shí)的信號(hào)星座圖，圖2-6-6（b）為接收濾波器輸出在噪聲較強(qiáng)時(shí)的信號(hào)星座圖，這兩張圖是SystemView經(jīng)過大量統(tǒng)計(jì)分析得到的，每組4電平基帶碼正交矢量合成為一個(gè)信號(hào)點(diǎn)。（a）噪聲極弱時(shí)接收輸出的16QAM信號(hào)星座圖（b）噪聲較強(qiáng)時(shí)接收輸出的16QAM信號(hào)星座圖圖2-6-616QAM信號(hào)星座圖對(duì)比除可以觀察信號(hào)星座圖外，利用SystemView還可觀察信號(hào)

53、的相位轉(zhuǎn)換圖。在出現(xiàn)信號(hào)星座圖顯示活動(dòng)窗口后，單擊分析窗中第二行“工具欄”的按鈕4（點(diǎn)繪）可觀察星座圖，單擊按鈕5（連點(diǎn)）可觀察信號(hào)的相位路徑轉(zhuǎn)換圖，兩種操作可相互切換。點(diǎn)的大小可利用“Preference>>SmallerPointsin>>Normal/small/pixel”命令修改。理想的16QAM信號(hào)相位路徑轉(zhuǎn)換圖如圖2-6-7所示，注意，圖形被拉長(zhǎng)顯示。圖2-6-7 理想的16QAM信號(hào)相位路徑轉(zhuǎn)換圖利用SystemView觀察信號(hào)眼圖或相位轉(zhuǎn)換圖，仍然是利用信宿計(jì)算器的對(duì)話框。仍以觀察16QAM發(fā)送信號(hào)為例，其信號(hào)星座圖和相位轉(zhuǎn)換圖與同相支路碼信號(hào)（I信號(hào)

54、）和正交支路碼信號(hào)（Q信號(hào)）有關(guān)。在分析窗下單擊信宿計(jì)算器按鈕，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，首先單擊Style按鈕，在“Selectonewindowfromeachlist:”欄內(nèi)選中系統(tǒng)輸入的I信號(hào)（w0:）后，單擊ScatterPlot按鈕，再在“Versus”欄內(nèi)選中系統(tǒng)輸入的Q信號(hào)（w1:），如圖2-6-8所示，最后單擊按鈕OK結(jié)束設(shè)置操作，出現(xiàn)信號(hào)星座圖顯示活動(dòng)窗口。圖2-6-8觀察星座圖或相位路徑的對(duì)話框設(shè)置另外，在出現(xiàn)信號(hào)星座圖后，單擊“工具欄”內(nèi)的按鈕14（動(dòng)畫模擬），此時(shí)活動(dòng)窗口內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)跳動(dòng)光點(diǎn)，該光點(diǎn)的變化軌跡正是隨所傳數(shù)字序列改變信號(hào)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。2.7總結(jié)從這部分內(nèi)容介紹可以看出，SystemView具有很強(qiáng)的通信系統(tǒng)仿真分析功能，除介紹的上述分析功能外，還可以做系統(tǒng)的誤碼率分析，此內(nèi)容在第二部分中另行介紹。還有許多其它分析功能限于本書篇幅未做介紹，有興趣的讀者可進(jìn)一步探索SystemView更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。3.GMSK數(shù)字調(diào)制方式及其性能分析3.1GMSK數(shù)字調(diào)制方式概述3.1.1GMSK歷史l979年由日本國(guó)際電報(bào)電話公司提出的GMSK調(diào)制方式。有較好的功率頻譜特性，較憂的誤碼性能，特別是帶外輻射小，很適用于工作在VHF和UHF頻段的移動(dòng)通信系統(tǒng)，越來越引起人們的關(guān)注。GMSK調(diào)制方式的理論研究已較