基于mat-lab的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真與分析畢業(yè)論文正文終稿

基于Matlab的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真與分析摘要數(shù)字調(diào)制是通信系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)之一，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑。本文首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的五種基本調(diào)制解調(diào)方法，然后，運(yùn)用Matlab及附帶的圖形仿真工具——Simulink設(shè)計(jì)了這幾種數(shù)字調(diào)制方法的仿真模型。通過仿真，觀察了調(diào)制解調(diào)過程中各環(huán)節(jié)時(shí)域和頻域的波形，并結(jié)合這幾種調(diào)制方法的調(diào)制原理，跟蹤分析了各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)調(diào)制性能的影響及仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基礎(chǔ)上分析比較了各種調(diào)制方法的性能，并通過比較仿真模型與理論計(jì)算的性能，證明了仿真模型的可行性。關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)制；分析與仿真；Matlab；Simulink；GUI圖形界面。ABSTRACTInthispaper,fiveusualmethodsofdigitalmodulationareintroducedfirstly.ThentheirsimulationmodelsarebuiltbyusingMATLAB’ssimulationtool,SIMULINK.Throughobservingtheresultsofsimulation,thefactorsthataffectthecapabilityofthedigitalmodulationsystemandthereliabilityofthesimulationmodelsareanalyzed.Andthen,thecapabilityofthreedigitalmodulationsimulationmodels,2-FSK,2-DPSKandMSK,havebeencompared,aswellascomparingtheresultsofsimulationandtheory.Keywords:Digitalmodulation;analysis;simulation;MATLAB;SIMULINK.目錄1引言.......................................................11.1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)概述.......................................11.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成...................................11.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)...................................21.2數(shù)字調(diào)制的意義.........................................51.3Matlab在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用..........................62數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)原理.....................................72.1二進(jìn)制幅度鍵控(2-ASK)..................................72.2二進(jìn)制頻移鍵控(2-FSK)..................................72.3二進(jìn)制相移鍵控(2-PSK)..................................82.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制.........................................83數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì).....................................93.1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)分析...............................93.1.1仿真框圖...........................................103.1.2信號(hào)源仿真及參數(shù)設(shè)置...............................113.1.3調(diào)制與解調(diào)模塊.....................................113.1.4信道...............................................123.2仿真模型的設(shè)計(jì)及結(jié)果分析...............................133.2.12-ASK..............................................133.2.22-FSK..............................................183.2.32-DPSK.............................................223.2.42-MSK..............................................253.2.5M-DPSK.............................................273.3數(shù)字調(diào)制的性能比較.....................................303.3.1各種仿真模型的性能比較.............................303.3.2仿真模型性能與理論性能的比較.......................324結(jié)論.......................................................33致謝........................................................34參考文獻(xiàn)....................................................35基于Matlab的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真與分析1引言1.1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)概述數(shù)字載波調(diào)制(簡(jiǎn)稱數(shù)字調(diào)制)與模擬調(diào)制沒有本質(zhì)上的區(qū)別，它是用數(shù)字基帶信號(hào)作為原始信號(hào)，去控制高頻正弦載波信號(hào)的振幅、頻率和相位，相應(yīng)的有三種基本的調(diào)制方式：數(shù)字振幅調(diào)制（ASK）、數(shù)字頻率調(diào)制（FSK）、數(shù)字相位調(diào)制（PSK）。1.1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成數(shù)字通信系統(tǒng)就是利用數(shù)字信號(hào)傳遞消息的通信系統(tǒng)。而數(shù)字信號(hào)指的是不僅在時(shí)間上是離散的且在幅度上也是離散的信號(hào)。數(shù)字通信系統(tǒng)的形式各種各樣，但從數(shù)字通信的特點(diǎn)以及所完成的功能上來看，可把它概括成圖1-1所示的系統(tǒng)模型。圖1.1數(shù)字通信系統(tǒng)的組成框圖信源是信息的發(fā)出源，接其性質(zhì)可分為離散信息源，如電報(bào)、數(shù)據(jù)等;另一種是連續(xù)的模擬信息源，如電路等。信宿是信息的歸宿。信源編碼廣義地說包含兩個(gè)方面:(1)將輸入信號(hào)變換成適合于數(shù)字通信系統(tǒng)處理和傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)。如果信源是模擬信號(hào)，應(yīng)首先進(jìn)行模擬/數(shù)字變換，使經(jīng)過編碼后的輸出信號(hào)成為時(shí)間上離散、幅度取值有限，且按一定規(guī)律組合的數(shù)字脈沖串:(2)通過信源編碼提高數(shù)字信號(hào)的有效性，盡可能地減少原信號(hào)中的多余度，進(jìn)行壓縮信號(hào)的帶寬的編碼，使單位時(shí)間、單位系統(tǒng)頻帶上所傳輸?shù)男畔⒘孔畲?這兩個(gè)方面是在信源編碼的過程中同時(shí)完成的。信源譯碼則是信源編碼的逆過程。加密與解密是為了實(shí)現(xiàn)保密通信，通過加密人為地把待傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂。這種編碼可采用周期非常長(zhǎng)的偽隨機(jī)碼序列等，在接收端根據(jù)己知的解密方法，對(duì)接收序列進(jìn)行解密。信道編解碼主要是為解決可靠性問題而設(shè)置的。由于信源編碼后的數(shù)字信號(hào)是要通過信道來傳輸，而信號(hào)又不可避免地要受到各種噪聲的干擾，因此可能會(huì)導(dǎo)致接收端數(shù)字信號(hào)的判決錯(cuò)誤。信道編碼就是采用一種對(duì)傳輸?shù)脑夹畔匆欢ㄒ?guī)則人為地加入一些數(shù)據(jù)，在接收端通過信道譯碼以達(dá)到自身發(fā)現(xiàn)和糾正誤碼的目的，這種技術(shù)稱為“差錯(cuò)控制技術(shù)”。一般來講經(jīng)信道編碼的二元數(shù)字信號(hào)不適合在信道上直接傳輸，調(diào)制器的任務(wù)是把數(shù)字信號(hào)變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男盘?hào):而解調(diào)器的過程正好相反。通常對(duì)數(shù)字信號(hào)的頻帶調(diào)制有ASK,FSK和PSK等.調(diào)制與解調(diào)方式對(duì)通信質(zhì)量的影響比較大，因此應(yīng)合理選擇。定時(shí)同步系統(tǒng)使數(shù)字信號(hào)序列按節(jié)拍一步一步地工作，收、發(fā)兩端的節(jié)拍一定要一致，否則將出現(xiàn)混亂。另外發(fā)送的數(shù)字信號(hào)序列常常是編組的，收端必須知道這些編組的頭尾，否則就無法恢復(fù)原始信息。要保證收、發(fā)兩端的節(jié)拍一致，必須有同步系統(tǒng)的控制。1.1.2數(shù)字通信的特點(diǎn)從數(shù)字通信的過程來看，很容易發(fā)現(xiàn)數(shù)字通信有著許多模擬通信無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。(1)抗干擾能力強(qiáng)信號(hào)在傳輸過程中不可避免地要受到各種噪聲的干擾。對(duì)于模擬信號(hào)來說，疊加在信號(hào)上的噪聲難以與信號(hào)分開。同樣，疊加在數(shù)字信號(hào)波形上的噪聲也是難以去掉，但由于數(shù)字通信系統(tǒng)傳送的數(shù)字信號(hào)，其信息并不包含在信號(hào)脈沖的波形之中，而是包含在脈沖的有無之中，因而只有當(dāng)噪聲在判決時(shí)超過某個(gè)范圍，才有可能改變信號(hào)的值，產(chǎn)生錯(cuò)誤判決，造成誤碼。因此，數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng)，且數(shù)字信號(hào)還可進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，進(jìn)一步提高其抗干擾能力。由于數(shù)字信號(hào)的抗千擾能力強(qiáng)，在類似的信道條件下，數(shù)字通信的傳輸精度比模擬通信高的多。(2)采用再生中繼可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量遠(yuǎn)距離傳輸遠(yuǎn)距離模擬通信系統(tǒng)中的噪聲是積累的，因而隨著通信距離的增加，傳輸質(zhì)量也隨之下降。而在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳送的數(shù)字信號(hào)大多是二元或三元信號(hào)。例如:二元數(shù)字信號(hào)只有兩個(gè)狀態(tài)“0”和“1"，在傳輸信道中也會(huì)受到噪聲干擾，當(dāng)干擾達(dá)到一定程度，進(jìn)入再生中繼器，再生中繼器中的幅度識(shí)別電路對(duì)收到的二元波形信號(hào)進(jìn)行判決，這些判決值通過波形形成電路，以沒有噪聲千擾的“純凈”脈沖波形向下一站發(fā)送，這樣就消除了噪聲的千擾。在理想情況下，噪聲可全部清除，不會(huì)產(chǎn)生積累。正因?yàn)閿?shù)字信號(hào)可以再生，所以可通過多個(gè)再生中繼器實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離傳輸。(3)靈活性強(qiáng)適應(yīng)各種業(yè)務(wù)要求在數(shù)字通信中，各種消息(電報(bào)、電話、圖像和數(shù)據(jù)等)均可變?yōu)榻y(tǒng)一的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。在系統(tǒng)中對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸情況的監(jiān)視信號(hào)、控制信號(hào)及業(yè)務(wù)信號(hào)均可采用數(shù)字信號(hào)。數(shù)字傳輸與數(shù)字交換技術(shù)結(jié)合起來組成的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)(ISDN)，對(duì)于來自不同信息源的信號(hào)自動(dòng)地進(jìn)行變換、綜合、傳輸、處理、存儲(chǔ)和分離，實(shí)現(xiàn)各種綜合業(yè)務(wù)，這給實(shí)際應(yīng)用帶來了極大的方便。(4)便于自動(dòng)化、智能化由于數(shù)字通信所傳輸?shù)男盘?hào)與數(shù)字電子計(jì)算機(jī)所采用的數(shù)字信號(hào)完全一致，所以可以方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行接口連接，構(gòu)成復(fù)雜的、遠(yuǎn)距離的、大規(guī)模的、靈活多樣的系統(tǒng)，使數(shù)字通信系統(tǒng)趨向于自動(dòng)化、智能化。(5)易于加密數(shù)字信號(hào)可用各種極其復(fù)雜規(guī)律的密碼進(jìn)行加密，只要用簡(jiǎn)單的邏輯電路就能實(shí)現(xiàn)，從而使通信具有高度的保密性。(6)設(shè)備易于集成化、微型化由于數(shù)字通信系統(tǒng)中大都采用數(shù)字電路，數(shù)字電路比模擬電路易于集成化，因此通信設(shè)備可以采用中、大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路制成體積小、功耗低、成本低、可靠性高的設(shè)備。數(shù)字通信較模擬通信有如此多的優(yōu)點(diǎn)是有代價(jià)的。傳輸數(shù)字信號(hào)所需帶寬遠(yuǎn)比模擬信號(hào)的寬。但是隨著寬頻帶傳輸媒質(zhì)(光纖等)的廣泛使用和頻帶壓縮編碼技術(shù)(如ADPCM、矢量編碼、預(yù)測(cè)編碼等)的日趨成熟和實(shí)用化，數(shù)字通信占用頻帶寬的問題己得到解決，不再是數(shù)字通信發(fā)展的一個(gè)障礙.另一方面，數(shù)字通信的實(shí)現(xiàn)過程要復(fù)雜于模擬通信的實(shí)現(xiàn)過程，若是沒有集成工藝作基礎(chǔ)，很難在設(shè)備的體積、功耗、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面與發(fā)展已十分完美的模擬系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)，數(shù)字通信這種通信手段早在20世紀(jì)30年代就己提出，但它的真正發(fā)展和使用是從晶體管和集成電路的發(fā)明之后才開始的。特別是現(xiàn)在，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的廣泛使用，使數(shù)字通信得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展和廣泛的使用。1.2數(shù)字調(diào)制的意義數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化。根據(jù)控制的載波參量的不同，數(shù)字調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內(nèi)特性的原因，基帶信號(hào)不適合在各種信道上進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。為了進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯(cuò)控制技術(shù)和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN網(wǎng)），所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過渡的趨勢(shì)。因此，對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的分析與研究越來越重要，數(shù)字調(diào)制作為數(shù)字通信系統(tǒng)的重要部分之一，對(duì)它的研究也是有必要的。通過對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的仿真，我們可以更加直觀的了解數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能及影響性能的因素，從而便于改進(jìn)系統(tǒng)，獲得更佳的傳輸性能。1.3Matlab在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗(yàn)等分析設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要,通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性.。計(jì)算機(jī)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法.它具有利用模型進(jìn)行仿真的一系列優(yōu)點(diǎn),如費(fèi)用低,易于進(jìn)行真實(shí)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)的各種試驗(yàn),以及易于實(shí)現(xiàn)完全相同條件下的重復(fù)試驗(yàn)等。Matlab仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。Matlab是一種交互式的、以矩陣為基礎(chǔ)的軟件開發(fā)環(huán)境,它用于科學(xué)和工程的計(jì)算與可視化。Matlab的編程功能簡(jiǎn)單,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。應(yīng)用Matlab可方便地解決復(fù)雜數(shù)值計(jì)算問題。Matlab具有強(qiáng)大的Simulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境,可以實(shí)現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。Simulink支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng),也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng);Simulink為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口,它與傳統(tǒng)的仿真軟件包用差分方程和微分方程建模相比,更直觀、方便和靈活。用戶可以在Matlab和Simulink兩種環(huán)境下對(duì)自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。用于實(shí)現(xiàn)通信仿真的通信工具包(Communicationtoolbox,通信工具箱)是Matlab語言中的一個(gè)科學(xué)性工具包,提供通信領(lǐng)域中計(jì)算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的功能,可以在Matlab環(huán)境下獨(dú)立使用,也可以配合Simulink使用。另外，Matlab的圖形界面功能GUI（GraphicalUserInterface）能為仿真系統(tǒng)生成一個(gè)人機(jī)交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。因此，Matlab在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用，本文也選用該工具對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。2數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)原理數(shù)字調(diào)制可以分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制，多進(jìn)制調(diào)制是二進(jìn)制調(diào)制的推廣，所以本文主要討論二進(jìn)制的調(diào)制與解調(diào)，最后簡(jiǎn)單討論一下多進(jìn)制調(diào)制中的差分相位鍵控調(diào)制（M-DPSK）。最常見的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有二進(jìn)制振幅鍵控（2-ASK）、移頻鍵控（2-FSK）和移相鍵控（2-PSK和2-DPSK）。下面是這幾種調(diào)制方式的相關(guān)原理。2.1二進(jìn)制幅度鍵控（2-ASK）

幅度鍵控可以通過乘法器和開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。載波在數(shù)字信號(hào)1或0的控制下通或斷，在信號(hào)為1的狀態(tài)載波接通，此時(shí)傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號(hào)為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時(shí)傳輸信道上無載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號(hào)的1和0。2-ASK信號(hào)功率譜密度的特點(diǎn)如下：

（1）由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成；連續(xù)譜由傳號(hào)的波形g(t)經(jīng)線性調(diào)制后決定，離散譜由載波分量決定；

（2）已調(diào)信號(hào)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的二倍。2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2-FSK）

頻移鍵控是利用兩個(gè)不同頻率f1和f2的振蕩源來代表信號(hào)1和0，用數(shù)字信號(hào)的1和0去控制兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源交替輸出。對(duì)二進(jìn)制的頻移鍵控調(diào)制方式，其有效帶寬為B=2xF+2Fb,xF是二進(jìn)制基帶信號(hào)的帶寬也是FSK信號(hào)的最大頻偏，由于數(shù)字信號(hào)的帶寬即Fb值大，所以二進(jìn)制頻移鍵控的信號(hào)帶寬B較大，頻帶利用率小。2-FSK功率譜密度的特點(diǎn)如下：(1)2FSK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成,離散譜出現(xiàn)在f1和f2位置；(2)功率譜密度中的連續(xù)譜部分一般出現(xiàn)雙峰。若兩個(gè)載頻之差|f1-f2|≤fs，則出現(xiàn)單峰。2.3二進(jìn)制相移鍵控（2-PSK）

在相移鍵控中，載波相位受數(shù)字基帶信號(hào)的控制，如在二進(jìn)制基帶信號(hào)中為0時(shí)，載波相位為0或π，為1時(shí)載波相位為π或0。載波相位和基帶信號(hào)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)制的目的。2-PSK信號(hào)的功率密度有如下特點(diǎn)：(1)由連續(xù)譜與離散譜兩部分組成；(2)帶寬是絕對(duì)脈沖序列的二倍；(3)與2ASK功率譜的區(qū)別是當(dāng)P＝1/2時(shí)，2PSK無離散譜，而2ASK存在離散譜。2.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制

上面所討論的都是在二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的情況，在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常用一種稱為多進(jìn)制（如4進(jìn)制，8進(jìn)制，16進(jìn)制等）的基帶信號(hào)。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制載波參數(shù)有M種不同的取值，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制比二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是有于多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)含有更多的信息使頻帶利用率更高；二是在相同的信息速率下持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可以提高碼元的能量，從而減小由于信道特性引起的碼間干擾?，F(xiàn)實(shí)中用得最多的一種調(diào)制方式是多進(jìn)制相移鍵控（MPSK）。

多進(jìn)制相移鍵控又稱為多相制，因?yàn)榛鶐盘?hào)有M種不同的狀態(tài)，所以它的載波相位有M種不同的取值，這些取值一般為等間隔。在多相制移鍵控有絕對(duì)移相和相對(duì)移相兩種，實(shí)際中大多采用四相絕對(duì)移相鍵控（4PSK，有稱QPSK），四相制的相位有0、π/2、π、3π/2四種，分別對(duì)應(yīng)四種狀態(tài)11、01、00、10。3數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)3.1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)分析典型的數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、編碼解碼、調(diào)制解調(diào)、信道及信宿等環(huán)節(jié)構(gòu)成，其框圖如圖3.1所示：數(shù)字調(diào)制是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的輸入端是經(jīng)編碼器編碼后適合在信道中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)。對(duì)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，我們并不關(guān)心基帶信號(hào)的碼型，因此，我們?cè)诜抡娴臅r(shí)候可以給數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)直接輸入數(shù)字基帶信號(hào)，不用在經(jīng)過編碼器。圖3.1數(shù)字通信系統(tǒng)框圖3.1.1仿真框圖MATLAB提供的圖形界面仿真工具Simulink由一系列模型庫組成,包括Sources(信源模塊)，Sinks(顯示模塊)，Discrete(離散系統(tǒng)模塊)，Linear(線性環(huán)節(jié))，Nonlinear(非線性環(huán)節(jié))，Connections(連接),Blocksets&Toolboxes(其他環(huán)節(jié))。特別是在Blocksets&Toolboxes中還提供了用于通信系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和仿真的專業(yè)化模型庫CommTbxLibrary。在這里，整個(gè)通信系統(tǒng)的流程被概括為：信號(hào)的產(chǎn)生與輸出、編碼與解碼、調(diào)制與解調(diào)、濾波器以及傳輸介質(zhì)的模型。在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊中還包含有大量的子模塊，它們基本上覆蓋了目前通信系統(tǒng)中所應(yīng)用到的各種模塊模型。通信系統(tǒng)一般都可以建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)所需仿真的通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(或數(shù)學(xué)表達(dá)式)，用戶只要從上述各個(gè)模型庫中找出所需的模塊,用鼠標(biāo)器拖到模型窗口中組合在一起,并設(shè)定好各個(gè)模塊參數(shù),就可方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真.從輸出模塊可實(shí)時(shí)看到仿真結(jié)果,如時(shí)域波形圖、頻譜圖等。每次仿真結(jié)束后還可以更改各參數(shù),以便觀察仿真結(jié)果的變化情況。另外，對(duì)Simulink中沒有的模塊，可運(yùn)用S函數(shù)生成所需的子模塊，并且可以封裝和自定義模塊庫，以便隨時(shí)調(diào)用。根據(jù)Simulink提供的仿真模塊，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真可以簡(jiǎn)化成如圖3.2所示的模型：圖3.2數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真框圖3.1.2信號(hào)源仿真及參數(shù)設(shè)置Simulink通信工具箱中的CommSources/DataSources提供了數(shù)字信號(hào)源BernoulliBinaryGenerator，這是一個(gè)按Bernoulli分布提供隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的通用信號(hào)發(fā)生器。在現(xiàn)實(shí)中，對(duì)受信者而言，發(fā)送端的信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的隨機(jī)信號(hào)。因此，我們?cè)诜抡嬷锌梢杂肂ernoulliBinaryGenerator來模擬基帶信號(hào)發(fā)生器。其中主要參數(shù)的含義為：Probabilityofazero：產(chǎn)生的信號(hào)中0符號(hào)的概率，在仿真的時(shí)候一般設(shè)成0.5，這樣便于頻譜的計(jì)算；Initialseed：控制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的參數(shù)，要求不小于30，而且與后面信道中的Initialseed設(shè)置不同的值；Sampletime：抽樣時(shí)間，這里指一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)所占的時(shí)間，用來控制號(hào)發(fā)生的速率，這個(gè)參數(shù)必須與后面調(diào)制和解調(diào)模塊的Symbolperiod保持一致。3.1.3調(diào)制與解調(diào)模塊Simulink通信工具箱中提供了數(shù)字信號(hào)各種調(diào)制方式的模塊，如AM、CPM、FM及PM等。雖然不同的調(diào)制模塊，參數(shù)設(shè)置有所不同，但很多參數(shù)在各種調(diào)制中是一致的，下面我們以DPSK調(diào)制模塊為例介紹一下調(diào)制模塊的參數(shù)及其設(shè)置，其余模塊將在下面仿真模型的建立過程中詳細(xì)介紹。M-DPSKModulatorPassband和M-DPSKDemodulatorPassband分別是數(shù)字信號(hào)DPSK調(diào)制和解調(diào)的專用模塊，其中主要參數(shù)有：M-arynumber：輸入信號(hào)的階次數(shù)，比如2-DPSK就是2階的；Symbolperiod：符號(hào)周期，即，一個(gè)符號(hào)所占的時(shí)間，這必須與信號(hào)源的Sampletime保持一致；Carrierfrequency：載波頻率；Carrierinitialphase：載波的初始相位；Inputsampletime：輸入信號(hào)的抽樣時(shí)間；Outputsampletime：輸出信號(hào)的抽樣時(shí)間。其中，各參數(shù)要滿足以下關(guān)系：Symbolperiod>1/(Carrierfrequency)Inputsampletime<1/[2*Carrierfrequency+2/(Symbolperiod)Outputsampletime<1/[2*Carrierfrequency+2/(Symbolperiod)]3.1.4信道在分析通信系統(tǒng)時(shí)通常選擇高斯噪聲作為系統(tǒng)的噪聲來考查，因?yàn)檫@種噪聲在現(xiàn)實(shí)中比較常見而且容易分析。Simulink中提供了帶有加性高斯白噪聲的信道：AWGNChanne。仿真時(shí)可以用該模塊模擬現(xiàn)實(shí)中的信道，該模塊的主要參數(shù)有：Initialseed：控制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的參數(shù)，要求不小于30，且與前面信號(hào)源中的Initialseed設(shè)置不同的值；Es/No(dB)：信號(hào)每個(gè)符號(hào)的能量與噪聲的功率譜密度的比值；SNR(dB)：信號(hào)功率與噪聲功率的比值；注：Es/No(dB)和SNR(dB)是表征信號(hào)與噪聲關(guān)系的兩種方法，在一次仿真中只能選擇其中一個(gè)。3.2仿真模型的設(shè)計(jì)及結(jié)果分析了解了仿真所需的主要模塊后，下一步就是設(shè)計(jì)和仿真各種數(shù)字調(diào)制模型，并對(duì)仿真結(jié)果在時(shí)域和頻域進(jìn)行分析。3.2.12-ASK通常，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)（2-ASK）的產(chǎn)生方法（調(diào)制方法）有兩種，如圖3.3所示：圖3.32-ASK信號(hào)產(chǎn)生的兩種方法2-ASK解調(diào)的方法也有兩種相應(yīng)的接收系統(tǒng)組成方框如圖3.4所示：圖3.42-ASK信號(hào)接收系統(tǒng)組成框圖根據(jù)圖3.3（a）所示方框圖產(chǎn)生2-ASK信號(hào)，并用圖3.4（b）所示的相干解調(diào)法來解調(diào)，設(shè)計(jì)2-ASK仿真模型如圖3.5所示：圖3.52-ASK模型在該模型中，調(diào)制和解調(diào)使用了同一個(gè)載波，目的是為了保證相干解調(diào)的同頻同相，雖然這在實(shí)際運(yùn)用中是不可能實(shí)現(xiàn)的，但是作為仿真，這樣能獲得更理想的結(jié)果。主要模塊參數(shù)設(shè)置如下：1.BernoulliBinaryGenerator的參數(shù)設(shè)置為：Probabilityofazero：0.5Initialseed：67Sampletime：12.載波頻率設(shè)為：50（可調(diào)）3.SampleandDecide模塊是一個(gè)子系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由抽樣和判決兩部分組成，其中，抽樣由同步?jīng)_激信號(hào)（Sychronizingsignal）完成，其參數(shù)period（sec）設(shè)置和信號(hào)源的參數(shù)Sampletime保持一致。判決模塊是一個(gè)由M文件編寫的S函數(shù)，S函數(shù)是Simulnk中用以功能擴(kuò)展的一個(gè)功能，用S函數(shù)可以自己編制Simulink庫中沒有的Simulink模塊，從而使Simulink的功能大大加強(qiáng)，本模型中使用的判決模塊就是這樣一個(gè)應(yīng)用。SampleandDecide模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.6所示：圖3.6SampleandDecide子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果時(shí)域分析設(shè)信息源發(fā)出的是由二進(jìn)制符號(hào)0、1組成的序列，且假定0符號(hào)出現(xiàn)的概率為P，1符號(hào)出現(xiàn)的概率為1-P，他們彼此獨(dú)立。則，2ASK信號(hào)的時(shí)間表示式為:（3.2.（3.2.）

s(t)為隨機(jī)的單極性矩形脈沖序列。將圖3.5中各示波器的值輸出到Workspace中做統(tǒng)一處理，各環(huán)節(jié)波形如圖3.7所示；圖3.72-ASK各環(huán)節(jié)波形示意圖從圖3.7中可以看出，經(jīng)過調(diào)制后的信號(hào)波形在符號(hào)1持續(xù)時(shí)間內(nèi)是載波的波形，在符號(hào)0持續(xù)時(shí)間內(nèi)無波形，這與式（3.2）是完全吻合的。最后經(jīng)過解調(diào)和抽樣判決出來的信號(hào)與源信號(hào)波形大體一致，只是有兩個(gè)碼元的延遲，這說明如果將ErrorRateCalculation的Receivedelay參數(shù)設(shè)置為2，則此模型最后的誤碼率為0。這個(gè)值與理論值有些出入，原因是我們?cè)诜抡鏁r(shí)為了便于觀察信號(hào)的波形，將信號(hào)源發(fā)送的碼元數(shù)設(shè)定為20個(gè)（碼元速率為1，仿真時(shí)間20秒），這大大低于現(xiàn)實(shí)中的傳碼率，所以在只傳送20個(gè)碼元的情況下，誤碼率為0是可能的。仿真結(jié)果頻域分析由于二進(jìn)制的隨機(jī)脈沖序列是一個(gè)隨機(jī)過程,所以調(diào)制后的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)也是一個(gè)隨機(jī)過程，因此在頻率域中只能用功率譜密度表示。

2ASK的功率譜密度為由式（3.4）可知，2-ASK信號(hào)的中心頻譜被搬移到了載波頻率f上。對(duì)圖3.7中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)做1024點(diǎn)快速傅立葉可得頻域波形，如圖3.8所示：圖3.82-ASK各環(huán)節(jié)頻譜圖從圖3.8中可以看到，源信號(hào)中心頻率經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率上，這與公式（3.4）是相符的。最后經(jīng)過抽樣判決后的頻譜與源信號(hào)頻譜也大體一致，說明該2-ASK仿真模型是成功的、符合理論的。3.2.22-FSK如果信號(hào)源同2-ASK一樣的假設(shè)，那么，2-FSK信號(hào)便是0符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波ω1，而1符號(hào)則對(duì)應(yīng)于ω2（與ω1不同的另一載波）的已調(diào)波形，而且ω1與ω2之間的改變是瞬間完成的。2-FSK信號(hào)的產(chǎn)生如3.9所示:圖3.92-FSK信號(hào)產(chǎn)生方法2-FSK信號(hào)最常用的解調(diào)方法是采用的相干檢測(cè)法，如圖3.10所示CosωCosω1t相乘器相乘器輸入ω1ω2LPFLPF抽樣脈沖輸出抽樣判決LPFLPFCosω2tosω2tosω2t:圖3.102-FSK相干解調(diào)的方法Simulink通信工具箱中提供了專門的FSK調(diào)制和解調(diào)模塊，應(yīng)用FSK調(diào)制模塊能方便的產(chǎn)生2-FSK信號(hào)。因此，設(shè)計(jì)2-FSK仿真模型時(shí)，只需根據(jù)圖3.2所示框圖，利用Simulink通信工具箱中中的FSK調(diào)制解調(diào)模塊及信號(hào)源與信道即可。設(shè)計(jì)的2-FSK仿真模型如圖3.11圖3.112-FSK仿真模型模型中運(yùn)用了Simulink工具箱中的現(xiàn)成調(diào)制解調(diào)模塊和信道模塊，然后用示波器觀察各環(huán)節(jié)波形，最后由誤碼計(jì)算儀計(jì)算誤碼。重要模塊參數(shù)設(shè)置如下：1.信號(hào)源參數(shù)設(shè)置同2-ASK；2.M-FSKModulatorPassband及M-FSKDemodulatorPassband：根據(jù)公式（3.1）所示的調(diào)制解調(diào)模塊所滿足的關(guān)系，設(shè)置參數(shù)如下：M-arynumber：2Symbolperiod(s)：1（與BernoulliBinaryGenerator/Sampletime一致）Frequencyseparation(Hz)：1（可調(diào)）Carrierfrequency(Hz)：30（可調(diào)）Carrierinitialphase(rad)：0Inputsampletime(s)：1/100Outputsampletime(s)：1/1003.AWGNChannel：Initialseed：120（與BernoulliBinaryGenerator/Initialseed不同）；Mode： SNR（dB）SNR(dB)：10（可調(diào)）4.ErrorRateCalculation的參數(shù)設(shè)置：Receivedelay：3Outputdata：WorkspaceVariablename：ErrorVec2仿真結(jié)果時(shí)域分析：根據(jù)上述2-FSK信號(hào)產(chǎn)生原理，已調(diào)信號(hào)的時(shí)間表達(dá)式可表示為：（3.5）（3.5）由式（3.5）可看出2-FSK信號(hào)是由兩個(gè)2-ASK信號(hào)相加而成的將圖3.11中各示波器的值輸出到Workspace中做統(tǒng)一處理，其中源信號(hào)、調(diào)制后信號(hào)及解調(diào)后信號(hào)波形如圖3.12所示：（a）源信號(hào)波形（b）調(diào)制后信號(hào)波形（c）解調(diào)后信號(hào)波形圖3.122-FSK源信號(hào)、調(diào)制后信號(hào)及解調(diào)后信號(hào)波形由圖3.12可知，調(diào)制后信號(hào)波形由兩種頻率不同的波形組成，且兩種頻率分別對(duì)應(yīng)解調(diào)后信號(hào)的符號(hào)0和符號(hào)1，即2-FSK信號(hào)波形可以看作是由兩個(gè)2-ASK信號(hào)相加而成的，這與式（3.5）完全相符。另外，源信號(hào)波形與解調(diào)后信號(hào)波形只是在時(shí)間上有3個(gè)單位的延遲，如果將ErrorRateCalculation的Receivedelay參數(shù)設(shè)置為3，則此模型最后的誤碼率為0。原因同2-ASK分析。仿真結(jié)果頻域分析改變Frequencyseparation(Hz)和Carrierfrequency(Hz)兩個(gè)參數(shù)的值單獨(dú)觀察調(diào)制后的頻譜，獲得圖3.13中的兩個(gè)頻譜圖（a）載波差值：1載波為30（b）載波差值：5載波為20圖3.132-FSK調(diào)制后頻譜對(duì)比圖3.13（a）和(b)可知，當(dāng)兩個(gè)載波差值很小時(shí)，已調(diào)信號(hào)的頻譜呈現(xiàn)單峰如（a）圖；當(dāng)兩個(gè)載波差值較大時(shí)，已調(diào)信號(hào)的頻譜呈現(xiàn)雙峰如（b）圖,這與2.2節(jié)中闡述的2-FSK頻譜的特點(diǎn)完全相符。仿真結(jié)果的分析說明該2-FSK仿真模型是可行的。3.2.32-DPSK2-PSK和2-DPSK調(diào)制的原理是相同的，2-DPSK可以看作是相對(duì)碼的2-PSK調(diào)制，在仿真數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)時(shí)，我們并不關(guān)心基帶信號(hào)的碼型，因此，在仿真時(shí)去掉了編碼和解碼環(huán)節(jié)，同樣，這里也可將2-PSK和2-DPSK當(dāng)作同一種調(diào)制方式來仿真，因此，我們只仿真2-DPSK。和2-FSK一樣我們也用Simulink通信工具箱提供的現(xiàn)成DPSK調(diào)制解調(diào)模塊來構(gòu)建仿真模型，并由M文件編制程序?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一處理。2-DPSK仿真模型如圖3.14所示：圖3.142-DPSK仿真模型主要模塊參數(shù)設(shè)置如下：將信號(hào)源的Sampletime設(shè)為1/2，仿真觀察40個(gè)碼元，調(diào)制解調(diào)模塊中的Symbolperiod(s)也相應(yīng)設(shè)成1/2，其余參數(shù)可參照2-FSK，兩者參數(shù)類似。仿真結(jié)果分析：（3.6）2-DPSK信號(hào)的時(shí)間表達(dá)式為：（3.6）若在某一碼元持續(xù)時(shí)間Ts內(nèi)觀察時(shí)，（2.3-1）可以簡(jiǎn)寫為：（3.7）2.3-2（3.7）2.3-2或以相反的形式。將圖3.14中各示波器數(shù)據(jù)做統(tǒng)一處理，得到各環(huán)節(jié)時(shí)域頻域?qū)Ρ葓D如圖3.15所示，圖3.152-DPSK各環(huán)節(jié)時(shí)域頻域波形從上圖可以看出，調(diào)制后的信號(hào)波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的，即相位相差180度，這與式（3.7）一致。解調(diào)后的時(shí)域波形和源信號(hào)相比，不僅有一個(gè)碼元的延遲，而且第一個(gè)碼元由1變成了0，出現(xiàn)了誤碼，由誤碼計(jì)算儀的計(jì)算數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)在傳送40個(gè)碼元的情況下誤碼率為0.025，這是一個(gè)理論上和現(xiàn)實(shí)中都可以接受的值。將式（3.6）與式（3.2）比較可見，2-ASK和2-DPSK時(shí)間表達(dá)式形式完全相同，所不同的只是an的取值，因此，兩者的頻域波形也相似。將圖3.15中的2-DPSK信號(hào)調(diào)制后頻譜與圖3.8中的2-ASK信號(hào)調(diào)制后頻譜比較也可得出相同結(jié)論。3.2.42-MSK2-MSK（最小頻移鍵控）是2-FSK信號(hào)的改進(jìn)型，其Simulink仿真模型如圖3.16所示圖3.162-MSK仿真模型主要模塊參數(shù)設(shè)置如下：將信號(hào)源的Sampletime設(shè)為1/2，仿真觀察40個(gè)碼元，調(diào)制解調(diào)模塊中的Symbolperiod(s)也相應(yīng)設(shè)成1/2，其余參數(shù)可參照2-FSK，兩者參數(shù)類似。ErrorRateCalculation的參數(shù)設(shè)置：Receivedelay：3仿真結(jié)果時(shí)域分析：各環(huán)節(jié)時(shí)域?qū)Ρ葓D如圖3.17所示，圖3.172-MSK各環(huán)節(jié)時(shí)域?qū)Ρ葓D從上圖可以看出，MSK信號(hào)波形的振幅非常穩(wěn)定，而圖3.12中2-FSK信號(hào)波形的振幅有些波動(dòng)。這說明MSK的相位比2-FSK穩(wěn)定，相移較小，這與MSK的定義是相符的。另外，解調(diào)后的時(shí)域波形和源信號(hào)相比，除了有5個(gè)碼元的延遲外，其信號(hào)波形與源信號(hào)波形是一致的，這說明2-MSK調(diào)制性能較好。仿真結(jié)果頻域分析各環(huán)節(jié)頻域?qū)Ρ葓D如圖3.18所示圖3.18各環(huán)節(jié)頻域?qū)Ρ葓D從上圖可以看出，與其他調(diào)制方法相比，MSK信號(hào)的頻譜比較緊湊，在主瓣之外，頻譜旁瓣的下降非常迅速。這說明MSK信號(hào)的功率主要包含在主瓣之內(nèi)。因此，MSK信號(hào)比較適合在窄帶信道中傳輸，對(duì)鄰道的干擾也較小。3.2.5M-DPSKM-DPSK是多進(jìn)制相對(duì)移相鍵控調(diào)制，用Simulink構(gòu)建的M-DPSK仿真系統(tǒng)可一通過改變M的值來選擇調(diào)制進(jìn)制，如2、4、8等，模型如3.19所示，圖3.19M-DPSK仿真模型主要模塊參數(shù)設(shè)置如下：信號(hào)源選擇RandomIntegerGenerator模塊，因?yàn)樵撃K可以產(chǎn)生不同進(jìn)制的數(shù)字基帶信號(hào)。該模塊主要參數(shù)為：M-arynumber：4或8（可調(diào)）Initialseed：60Sampletime：1/2調(diào)制解調(diào)模塊的M-arynumber和Symbolperiod與信號(hào)源模塊相對(duì)應(yīng)；信道信噪比SNR：30ErrorRateCalculation的參數(shù)設(shè)置：Receivedelay：1仿真結(jié)果分析：M-DPSK各環(huán)節(jié)時(shí)域波形圖如圖3.20所示，（a）4-DPSK源信號(hào)波形（b）4-DPSK調(diào)制后波形(c)4-DPSK解調(diào)后波形（d）8-DPSK源信號(hào)（e）8-DPSK調(diào)制后波形(b)8-DPSK解調(diào)后波形圖3.20M-DPSK各環(huán)節(jié)波形8-DPSK仿真結(jié)果由圖3.20可看出，M-DPSK信號(hào)由M種具有不同相位的波形組成，這說明該M-DPSK仿真模型完成了M進(jìn)制的相位調(diào)制。對(duì)比源信號(hào)與解調(diào)后信號(hào)波形，發(fā)現(xiàn)解調(diào)后波形除了比源信號(hào)延遲了一個(gè)碼元外，沒有任何差別，這說明在傳送40個(gè)碼元，信道信噪比為30的情況下，4-DPSK和8-DPSK的誤碼率為0。但是，當(dāng)傳送的碼元數(shù)增加到2000個(gè)時(shí)，8-DPSK的誤碼率上升到0.0535，而4-DPSK的誤碼率仍為0，誤碼率結(jié)果顯示如圖3.21所示，4-DPSK誤碼率8-DPSK誤碼率圖3.21發(fā)送2000個(gè)碼元時(shí)M-DPSK的誤碼率這說明，雖然在相同的碼元傳輸速率下，4-DPSK的信息傳輸速率比8-DPSK低，但4-DPSK的可靠性卻比8-DPSK好。3.3數(shù)字調(diào)制的性能比較3.3.1各種仿真模型的性能比較數(shù)字調(diào)制的方式有很多種，各種調(diào)制方式的調(diào)制性能也存在差異，因此，我們研究以上仿真模型的性能，并進(jìn)行比較。調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制性能是指誤碼率與信道信噪比之間的關(guān)系，因此，我們需要連續(xù)改變信道的信噪比，然后獲得相應(yīng)的誤碼率，在做出兩者的關(guān)系曲線。這里我們比較2-FSK、2-DPSK和MSK三種模型的調(diào)制性能，因?yàn)椋?-ASK在現(xiàn)實(shí)中用的很少，討論它的性能的意義不大。由前面的分析已知，要研究系統(tǒng)的性能，必須傳送足夠多的碼元，因此，我們對(duì)各仿真模型的參數(shù)做如下修改：信號(hào)源Sampletime：1/1200；調(diào)制和解調(diào)模塊Symbolperiod：1/1200Frequencyseparation(Hz)：1000（可調(diào)）Carrierfrequency(Hz)：10000（可調(diào)）Carrierinitialphase(rad)：0Inputsampletime(s)：1/48000Outputsampletime(s)：1/48000然后在M文件中編寫程序，對(duì)各模型的調(diào)制性能進(jìn)行比較，并做出關(guān)系曲線。運(yùn)行程序，得到性能比較的結(jié)果如圖3.22所示：圖3.222-FSK、2-DPSK及MSK性能比較上圖是2-FSK、2-DPSK和MSK三種模型在傳送1200個(gè)碼元的情況下，誤碼率與信噪比的關(guān)系曲線，從圖中可以看出，誤碼率隨著信道信噪比的增大而減小，而且，信噪比越大，誤碼率減小得越快。三種模型比較，2-FSK性能最好，MSK次之，2-DPSK最差。3.3.2仿真模型性能與理論性能的比較我們以2-FSK為例研究仿真模型性能與理論性能的比較，從而考察仿真模型的有效性。根據(jù)理論計(jì)算，2-FSK的誤碼率Pe與信道信噪比r關(guān)系為：（3.8）（3.8）式中erfc（x）=是補(bǔ)誤差函數(shù)。根據(jù)式（3.8）及2-FSK模型編寫Matlab比較程序，運(yùn)行程序得到如圖3.23所示的比較結(jié)果：圖3.232-FSK模型性能與理論性能的比較圖3.23中，曲線是根據(jù)式（3.8）畫出的，星點(diǎn)則是運(yùn)行2-FSK模型得到的，從圖中可以看出，兩者的變化趨勢(shì)是一致的，而且，兩者的值也比較接近，說明2-FSK仿真模型是成功的，可行的。4結(jié)論數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展日新月異，如今在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分是經(jīng)過改進(jìn)的，性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式，ASK，F(xiàn)SK，PSK等的研究仍然具有很重大的意義，因此，我們選擇了這幾種調(diào)制方式做仿真研究。仿真這幾種理論已經(jīng)很成熟的數(shù)字調(diào)制方式，一方面，可以更容易將仿真結(jié)果與成熟的理論進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證仿真的合理性；另一方面，也可以以此為基礎(chǔ)將仿真系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展，使其成為仿真更多的數(shù)字調(diào)制方式的模板。另外，如圖3.1所示，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)只是通信系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，因此，我們所設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制仿真系統(tǒng)也可以擴(kuò)展成通信系統(tǒng)的仿真。這種擴(kuò)展只需在輸入端與調(diào)制器間增加一些數(shù)字基帶處理模塊，如信源編碼、加密、信道編碼等，在解調(diào)后增加相應(yīng)的解碼解密器即可。這套數(shù)字調(diào)制仿真系統(tǒng)還可以作為通信原理課程的課堂演示工具，使通信原理課程變得生動(dòng)易懂。本系統(tǒng)可以編譯成可執(zhí)行文件，脫離Matlab環(huán)境運(yùn)行，這樣該仿真系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛。致謝本人在分析設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)制仿真系統(tǒng)及撰寫論文期間，得到了很多老師和同學(xué)的幫助，在這里我首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，在理論知識(shí)、工作任務(wù)、工作方向和進(jìn)度安排等方面給了我大量的指導(dǎo)和幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行，并按時(shí)完成預(yù)計(jì)任務(wù)。同時(shí)，我還要感謝大學(xué)四年里幫助我的各位老師，從他們身上，我不僅學(xué)到了理論知識(shí)，還學(xué)到了一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，同學(xué)和我一起解決了很多設(shè)計(jì)中遇到的難題，還有通信工程專業(yè)的其他同學(xué)也在各方面給了我很大的幫助，在這里，我對(duì)他們表示感謝，并衷心希望他們都能順利完成學(xué)業(yè)。

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