【毕业学位论文】(Word原稿)基于Matlab通信信源仿真-电子信息科学与技术

1 本科毕业论文 (设计 ) 通信信源仿真 200830800110 指导教师 （赵静 副教授） 学院名称 理学院 专业名称 光信息科学与技术 论文提交日期 年 月 日 论文答辩日期 年 月 日 2 摘 要 随着现代通信技术的发展，特别是与计算机技术的紧密结合之后，通信系统和信号处理技术变得越来越灵活多样。通信技术对社会的发展产生深刻的影响。同时，各种新技术，新器件的应用，对通信系统的体系结构，信号编码解码，调制解调，信号检测和处理方式都产生重大影响。而由于通信系统的复杂性不断增加，计算机仿真技术因为其强大的辅助分析能力和系统设计仿真的方法，越来越受大家青睐。本文将结合通信信号源的相关原理和技术，提出一个采用 序设计语言完成的通信信号源仿真系统。该程序能够产生模拟调制信号 字载波调制信号 基本的通信信号。并且能够进行相应的时域和频域分析。另一方面，本文也都从宏观上介绍通信信源的整体结构，给出它的功能分析和实际应用。 关键词 ： 通信信号源 信号调制 通信仿真 信号仿真 3 u ( 10642， of it a on of of a on s to of is of is of a is (1)(2)s it of On in of 4 目 录 1 前言 . 1 信系统简介 . 1 信系统分类 . 2 课题研究的主要内容和目标 . 3 2 通信系统仿真技术介绍 . 3 信系 统仿真概述 . 4 信系统仿真的现实含义 . 4 信系统仿真方法 . 5 绍 . 7 真技术的发展与应用 . 7 真计算特点 . 8 3 基于 信系统信源仿真 . 9 信信源分类 . 9 于 真的模拟调制信号 . 9 M 模拟信号相位调制 仿真 . 10 M 模拟信号频率调制仿真 . 11 M 模拟信号调幅仿真 . 13 拟信号双边带调幅仿真 . 14 拟信号单边带调幅仿真 . 15 真结果及分析 . 17 字载波调制信号及其仿真 . 17 幅键控仿真 . 18 移键控仿真 . 19 移键控中 对调相和 对调相 . 20 真结果及分析 . 23 5 功能通信信源分析和应用 . 25 4 设计 面 . 26 序设计阶段 . 26 行 . 27 5. 结论 . 29 参考文献 . 30 附录 程序（部分） . 31 致谢 . 47 毕业论文（设计）成绩评定表 . 48 1 1 前言 本章主要介绍通信系统的基本概念，首先是通信系统的简介，从信源到信宿一个一个的简单 介绍；然后是通信系统的分类，包括有线通信系统，无线通信系统，基带传输系统等等。最后，就通信系统目前发展状况以及发展趋势进行了简单分析，并且提出了本文要做的工作内容和工作目的。 信系统简介 通信系统是指传递或交换信息所需的一切技术设备的整体。 通信是将信息从发送者传送给在另一个时空点的接收者 此它们的具体设备和业务功能可能各不相问 通信流程可用如图 图 1 通信系统的一般模型 图中所示的基本模型图来表示。整个流程是有信源，发送设备，信 道（或传输媒质），接收设备和受信者（信宿）五部分组成。而根据研究的对象及所关心的问题不同 (1)信源 信源是信息的产生者或足信息的形成者。报据信源产生信号的性质不同 模拟信源 (如电话机和电视摄像机 )输出幅度连续的信号 ;离散信源(如电传机、计算机等 )输出离散的信号或文字 着计算机和数字通信技术的发展 x 的种类和数是会越来越多 么调指出 信息的速率将在很大范围内 变化 (2)发送设备 发送设备的基本功能是将信源和传输媒介匹配起来 换方式是多种多样的 调制是最常见的变换方式。发送设备还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理 密处理和纠错编码处理等 . (3)信道 信道足指信号传输的媒介，信号是经过信道传输到接收设备的。传输媒介既 可以足有线的 二者都有多种传输媒介。 在信号传输过程中 收设备和传输媒介的热噪声和各种干扰和衰减，即信号在信道 中传输时 媒介的固有特性和干扰特性会直接影响变换方式的选取，如通过电异体传播的有线信道和通过自由空间传播的无线信道 同段的无线电波在空中传播的途径、性能和衰减 (衰落 )也是不同的 . (4)接收设备 接收设备的主要作用将来自信道的带有干扰的发送信号加以处理，并从中提取原始信息，完成发送过程的逆变换 解调和译码 还包括多路去复用 由恤收的消息信号存在噪声和传输损伤 (5)信宿 信宿是将复 原的原始信号转换为相应的消息。 应当指出 于双向通信，通信双方都 发送设备和接收设备 为了能实现信息的有效传输，必须进行信息的交换和分发，由传输系统和交换系统组成的一个完整的通信系统或通信网络来实现。一个实际的通信系统由终端设备、传输链路和交换设备三大部分组成。 信系统分类 通信系统的分类方法很多 可以技传输信号的特征分 传输信号的方式分。现简单介绍几种 . 信系统可分为电报通信系统，电 话通信系统，图像通信系统等。 信系统可分为有线（电缆、光纤）通信系统和无线（微博，卫星）通信系统。 信系统可分为基带传输系统和频带传输系统。 前者是将未调制的信号直接进行传送，例如从模拟电话机到电信局之间就是采用基带传愉；后者是对各种信号调制后再传输的总称，例如用调频台传送的广播信号，利用卫星信道传输的图像信号，利用有线电视电缆传送的有线电视信号等。常见的调制方式有幅度调制，频率调制和相位调制等。 信系统可分为频分复用系统，时分复用系统和 码分复用系统，在传输多路信号是，频分复用就是使不同信号占据不同的频率范围，时分复用就是使不同信号占据不同的时间区间，码分复用则是用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。 信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。 课题研究的主要内容和目标 众所周知，现代通信技术与人们的联系越来越紧密，计算机和通信的紧密结合而构成灵活多样的通信系统更对社会的发展产生了深刻的影响。而研究本课题包括两方面任务：其一是充分了解通信系统信源，包括模拟信号以及数字信号常用的传输方式，如幅度调制，角度调 制，振幅键控，频移键控等。其二是掌握通信原理和仿真技术的基础上，使用 其直观地显示各种传输方式，并且能够进行相应的时域和频域分析。本课题从宏观上介绍通信信源的整体结构。所以在现代通信技术中是还是比较有意义和实用价值。 2 通信系统仿真技术介绍 本章主要介绍通信系统仿真的由来，仿真的目的还有总结其现实意义。接下来，就对仿真的方式进行探讨，分别从仿真建模，仿真实验，仿真分析三个步骤介绍通信仿真的过程。最后是对本论文需要用到的软件 行介绍。介绍过程中，会 4 给出一 些仿真工具的选择和仿真环境的要求，还有选择 行仿真的原因。 信系统仿真概述 通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现，前者称为无线通信系统 于人们对通信的要求越来越高 所以通信系统正迅速向着宽带化方向发展 通信仿真是衡量通信系统性能的重要工具 在对通信系统仿真之前，首先需要研究通信系 统的特性 通信系统仿真足一个循环往复的过程 过分析建立起一个能够在一定程度上描述原通信系统的仿真模型 过对仿真数粥的分析可以得到相应结沦。然后把这个结论应用到对当前通信系统的改造中。 如果改造后通信系统的性能并不像仿真结果那样令人满意，还需要重新实施通信系统仿真，这时候改造后的系统就成了当前系统 值得注意的是 人为因素至始至终起着相当重要的作用 外，通信仿真的每个步骤都需要进行人工干预，人对当前的程序做出重要的判断 信系统仿真的现实意义 近年来数字通信技术高速发展，尤其与计算机技术结合后，通信系统变得越来越复杂，各种新技术新器件不断涌现，如廉价高速的数字信号处理芯片 (超大规模可编程逻辑器件集成光学器件以及微波单片集成电路和光纤技术的广泛应用 制解调、信号检测和处理方式都产生了重大影响。而硬件系统的高度集成化和信号处理的软件化迫使工程 设计人员投入更多的时间和精力进行系统性能分析和评拈，并对系统设计问题进行研究。因此强大的计算机辅助分析与设计工具和系统仿真方法，作为将新技术理沦成果转换为实际产品的高效且低成本途径越来越受到业界青睐。近年来在通信系统建模、分析和仿真评估锁城己经发展了大量的计算机辅助技术 (1)基于理论分析的解析方法 等。基于理论分析的解析方法往往用于系统设计和性能分析的初期 解析分析往往建立在对 系统模型大盆简化的基础上 通过解析方法评估性能往往极其州难 即使存在简化模型下的解析结果 (2)结合通信系统硬件原型和测试设备的计算机轴助仿真方法 革于系统硬件原型和测试设备方法成本斑高 到技术和设备条件的限制 所以不可能用于系统方案的设计阶段 . (3)基于纯软件的系统仿真方法 然后通过计算机来模拟系统 行为、波形以及信号通过系统的过程。并对系统性能指标进行仿真测试和统计分析的一系列方法。 例 111 建模和软件仿真技术 而且模型无针对解析分析简化 也更加接近实际系统的运行情况 . 利用系统仿真方法，可以迅速构建一个通信系统模型，为通信和信号处理系统的设计和分析提供一个便捷高效和精确的评估平台 而使测试过程和评估过程统一起来。协同工作 最终使得设 计结果与实际系统运行环境相吻合，保证后期产品化过程顺利进行。 信系统仿真方法 通信系统仿真一般分三个步骤： 仿真建模是根据实际通信系统建立仿真模型的过程，它是整个通信仿真过程中的一个关键步骤，因为仿真模型的好坏直接影响着仿真的结果以及仿真结果的真实性和可靠性。 仿真模型是对实际系统的一种模拟和抽象，但又不是完全的复制。仿真模型的建立需要综合考虑其可行性和简单性。在仿真建模过程中，我们可以先建立一个相对简单的仿真模型，然后再根据仿真结果和仿真过程的需要逐步增加仿真模 型的复杂度。 6 在仿真建模过程中，首先需要分析实际系统存在的问题或设立系统改造的目标，并且把这些问题和目标转化成数学变量和公式。有了这些基本的仿真目标之后，下一步是获取实际通信系统的各种运行参数，如通信系统占用的带宽及其频率分布，系统对于特定的输入信号产生的输出等。同时，对于通信系级中的各个随机变量，可以采集这些变量的数据，然后通过数学工具来确定随机变量的分布特性。 有了上面的准备工作，下一步就可以通过仿真软件来建造仿真模型了。最简单的工具是采用 C 语言等编程工具直接编写仿真程序，这种方法的优点是效率高 ，缺点则是不够灵活，没有一个易于实现的人机交互界面，不便于对仿真结果进行分析。除此之外，还可以采用专门的仿真软件建造仿真模型 ，这些软件具有各自不同的特点适用于不同层次的通信仿真。例如，物理层仿真通常采用的仿真软件包括网络层仿真则适用采用 在完成仿真模型的软件实现之后，还需要对这个仿真模型的有效性进行初步的验证。有种简便的验证方法是采用特定的已知输入信号，这个输入信号分别通过仿真模型和实际系统产生两种输出信号。如果仿真模型的输出信号与实际系统的输出信号比较吻 合，说明这个仿真模型与原系统具有较好的相似性。当这两种输出信号差别很大时，最好先检查一下仿真模型的内部链接和设置，找出造成这种差异的原因。 仿真实验是一个或一系列针对仿真模型的测试。在仿真实验过程中，通常需要多次改变仿真模型输入信号的数值，以观察和分析仿真模型对这些输入信号的反应，以及仿真系统在这个过程中表现出来的性能 真过程中使用的输入数据必须具有一定的代表性，即能够从各个角度显著地改变仿真输出信号的数值。 实施仿真之前需要确定的另外一个因素是性能尺度。性能尺度指 的是能够衡量仿真过程中系统性能的输出信号的数值，因此，在实施仿真之前，首先需要确定仿真过程中应该收集哪些仿真数据多少数据。，这些数据以什么样的格式存在，以及收集多少数据。 最后，还应该明确各个输入信号的初始设置以及仿真系统内部各个状态的初始值。仿真的运行实际上是计算机的计算过程，这个过程一般不需要人工干预，花费的时间由仿真的复杂度确定 该使仿真系 7 统在取不同参数值时具有相同的输入信号 (或相同的随机输入信号 )，这样才能够保证分析和比较的客观性和可靠性 仿真分析是一个通信仿真流程中的最后一个步骤。在仿真分析过程中，用户己经从仿真过程中获得了足够多的关于系统性能的信息，但是这些信息只是一些原始数据，一般还需经过数值分析和处理才能够获得衡量系统性能的尺度，从而获得对仿真系统性能的一个总评价。常用的系统性能尺度包括平均值、方差、标准差、最大值和最小值等，它们从不同角度描绘了仿真系统的性能。 如果仿真过程需要一定的时间才能够达到平衡状态，在对输出数据进行分析和处理时一般要忽略最初的若干个数据，而只考虑平衡之后的输出。对于仿真尺度不随时间变化的平衡系统 (还可能涉及到对输出变量稳定状态的求解。 另外一个需要注意的地方是，即使仿真过程中收集的数据正确无误，由此得到的仿真果并不一定就是准确的。造成这种结果的原因可能是输入信号恰好与仿真系统的内部特性吻合，或者输入的随机信号不具有足够的代表性。 图表是最简洁的说明工具，它具有很强的直观性，便于分析和比较，因此，结果一般都绘制成图表形式。我们使用的仿真工具一般都具有很强的绘图功能，能够便捷绘制各种类型的图表。 以上就是通信仿真的一个循环。应该强调的是，仿真分析并不一定意味着通信仿真过的完全结 束。如果仿真分析得到的结果达不到预期的目标，型，这时候仿真分析就成为了另外一个循环的开始。用户还需要重新修改通信仿真模型。 绍 真技术的发展与应用 生于 20 世纪 70 年代，是由 士和他的同事编写的。 1980年，时任新墨西哥大学任数学与计算机科学教授的 士开发了 程序，但是，博士发现学生们在使用这两个程序库时，存在接口程序不好写的问题。于是 士就自己动手，在业余时间里编写接口程序，取名为 为矩阵（ 实验 (组合。 8 现后，就以良好的开放性和运行的可靠性被称为国际控制界公认的标准计算软件。由于 长于数值计算，能处理大量的数据，而且效率很高，所以在欧美的大学里广泛使用，诸如应用代数，数理统计，自动控制，数字信号处理，模拟与数字通信，时间序列分析，动态系统仿真等课程的教科书，都把 入其中。而且更加成为攻读学位的大学生，硕士生，博士生必须掌握的基本 工具之一。 真计算特点 应用 其是应用其工具包 行仿真已经成为当今仿真领域的主流方法，它的应用如此广泛正是因为其与众不同的特点。 有非常友好的界面，提倡将模型通过框图的形式表示出来，允许随意修改模块的参数，允许用户将已有的模型添加组合到一起，或者将自己创建的模块添加到模型当中，并且可以直接无缝地使用 分析工具，对最后得到的结果进行分析，并能够将结果可视化显示。 一个意图就是让用户在使用 过这个平台，可以激发用户不断地提出问题，对问题进行建模。 对建模， 供了非常方便的图形建模方式，通过单击和拖放鼠标搭建框图来完成仿真模型的简历，实现所见即所得，通过 供的窗口，搭建框图就如同用铅笔在白纸上画图一样方便，快捷。与以前将微分方程携程某种语言或程序相比，无疑是一个创举。 用 C 语言写的由于 C 语言的良好移植性，因而 可以方便地移植到能运行 C 语言的平台上，适合 工作平台有： 台， ，除了内部函数外， 有核心文件和工具箱的文件都是公开的，都是可读可写的源文件。 一种面向科学计算与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序，被称为第四代计算机语言，比 C/C+等语言更加接近人们书写计算公式。因此， 言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言。 9 绘图是十分方便的，它有一系列的绘图函数，只需要调用不同的绘图函数，在图上表上图题， x/y 轴标注。另外，在调 用绘图函数时调整自变量可绘制出不同颜色的点，线，复线或多重线，这种为科学研究着想的设计，通过其他编程语言实现都是比较麻烦的。 3 基于 信系统信源仿真 本章将通过 通信信源进行仿真，首先是说明通信信源分类，然后分别就是模拟调制信号的仿真和数字调制信号的仿真。仿真的同时能够进行时域和频域的分析，并且能够设置信号的参数。 信信源分类 通信信源可以根据信号方式不同，通信可以分为模拟通信和数字通信。模拟通信在 20 世纪曾广泛应用，如军事通信，短波通信等。随着通信发展，数字化是趋势，但是，模拟技术也不可能被代替，因为模拟技术是通信理论的基础、 而数字通信有很多优点，通过抽样，量化，编码三个步骤就能对模拟信号数字化，经过对模拟信号的离散化处理，然后就可以进行进行编码。 随着通信技术发展，根据这两种通信信号的调制方式已经越来越多，比如模拟信号有 ,等；而数字信号的也有 等；根据统计，目前通信信源的种类达到 20 多种。下面将跟随我们的论文，初步了解模拟通信和数字通信信源的实质。 于 真的模拟调制信号 模拟调制技术在 20世纪中曾有较大的应用，如军事通信、短波通信、模拟移动通信、模拟调频广播和模拟调幅广播等。模拟通信是利用模拟信号作为载体来传送消息的。例如，在电话通信中，用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的，这个变化的电信号无论在时间上还是在幅度上都是连续的，这种信号称为模拟信号。 模拟通信系统一般模型可以由图 1 略加修改得到，即将其中的发送设备和接受设备分别用调制器和解调器替代。如下面图 2 所示。 10 图 2 模拟通信系统模型 本文 研究了各种模拟调制技术的 真，包括幅度调制，常规幅度调制抑制载波双边带调幅 单边带调幅 和频率调制 ，相位调制 M 模拟信号相位调制仿真 相位调制，是角度调制的一种。就是用基带调制信号去控制载波的 相位，即载波角度变化。 相位调制 频率调制 常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。如果将调制信号先微分，而后进行调频，则得到的是调相信号（如下图 a 所示）。同样，如果将调制信号先积分，而后进行调相则得到的是调频信号（如下图 b 所示）。 图 3 调相信号与调频信号产生模型 11 调相信号的时域和频域表达式： )t(c o s ()(S p m 式中， A 为载波的恒定振幅； )(c o s )(S p m tK p 通过 m=t)信号进行仿真，使用 u=*pi*fc*t+语句，实现了 制。详细的程序请参考后面附录程序。图 4 信号的相位调制 从图中可以看出，由于相位的改变，相位调制后的波形产生变化，变成相位不一的正弦信号。 M 模拟信号频率调制仿真 而角度调制的另外一种方式就是频率调制。同样的，就是通过基带调制信号去控制 载波的频率，即载波角度变化，就是频率调制 根据上面关于角度调制的分析，如果将调制信号先积分，而后进行调相则得到的是调频信号。由此我们可以推出频率调制的表达式。 )(co s )(S f m t 12 鉴于在实际应用中多采用 号，下面集中讨论频率调制。调频信号的产生与解调 1. 调频信号的产生 产生调频信号的方法通常有两种：直接法和间接法。 （ 1）直接法 就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。 振荡频率由外部电压控制 的振荡器叫做压控振荡器（ 它产生的输出频率正比于所加的控制电压， 即 )()(w0 其中， 外加控制电压为 0 时压控振荡器的自由振荡频率，也就是压控振荡器的中心频率。若用调制信号作控制电压，产生的就是 。 直接法的主要优点是在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏。缺点是频率稳定度不高，往往需要附加稳频电路来稳定中心频率。 （ 2）间接法 如前所述，间接调频法是先对调制信号积分，再对载波进行相位调制，从而产生调频信号 。但这样只能获得窄带调频信号。为了获得宽带调频信号，可利用倍频器再把 号变换成 号。其原理如下图示。 图 5 间接调频框图 图 6 窄带调频信号产生 采用右图所示的方框图来实现窄带频率调制。 通过 m=t)信号进行仿真，使用 u=*pi*fc*t+2*pi*kf*语句，实现了 制。详细的程序请参考后面附录程序。 得到的 率调制信号如下图所示： 13 图 7 信号的频率调制 从图中可以看出，由于频率的改变，频 率调制后的波形产生变化，变成频率不一的正弦信号。 另外，信号频率调制的波形与相位调制的波形很相似。两种调制方式下，载波的幅度都是恒定不变的。如果单从信号波形来看，很难判断已调信号时调相信号还是调频信号。可见，只有与调制信号结合来看，才能区分波形是调频波还是调相波。 M 模拟信号调幅仿真 通过基带调制信号控制载波幅度改变，以实现基带信号的频谱搬移，这是幅度调制。幅度调制是指正弦载波的幅度随调制信号线性变化的过程。 若载波信号为 )0c o s ()(c A 为载波幅度， 载波角频率。则调制后的已调信号为： )t) ( c o s()(S 0 式中 m(t)是基带调制信号。假设基带调制信号 m(t)的频域为 M(w)，而幅度调制信号的频谱为： 从 式子看出，幅度调制信号的频谱已经从基带域搬移到另外一个频域。通过 14 m=t)信号进行仿真，使用 u=(1+a*c; 的语句，实现了 制。详细的程序请参考后面附录程序。 如下图所示 。 用 拟幅度调制的过程。 图 8 信号的幅度调制 从图中可以看出，在时域上，原信号是一个完整的正弦信号，载波信号是频率不同的另外一个正弦信号。两者相乘以后，基带调制信号控制了载波幅度产生改变。产生幅度调制信号波形。而在频域上，原函数的频谱处于基带处，在载波信号作用下，原信号的频 谱结构在频域中简单搬移，而频谱结构并没有改变。 号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故 号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍。 拟信号双边带调幅仿真 在常规双边带调幅中载波功率是无用的，因为载波不携带任何信息，信息完全由边带传送。如果要将载波抑制，只需不附加直流分量即可得到抑制载波的双边带调幅。 这种调制方式叫做抑制载波双边带调幅方式，简 称为双边带调幅，也称 种调 15 幅方式是在标准 幅波中去除其中的载波分量得到的，优点在于这种调幅波的发射功率在不影响信号传输的同时要比 小，节省了发射功率，但其解调电路要比解调电路更复杂。 此时的 号实质上就是原信号 m(t)与载波 的时域表达式是： cc o s)()(S D 使用 m=t)信号进行仿真，使用 c=*pi*t)的语句，实现了 制。详细的程序请参考后面附录程序。 下图是用 拟幅度调制的过程 。 图 9 边带信号仿真波形 从图中可以看出， 号波形类似于 度调制的波形，但是周期比 制小，所以功率也比 少很多。 拟信号单边带调幅仿真 单边带信号 本质上来说也是一种调幅信号，它出自于调幅，但是不同于幅度调制。调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化 的调制方式。只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握单边带。 调幅的信号进行分解将得到两种有用频谱。频率低于载频的谱线为下边带（ 16 频率高于载频的谱线为上边带（ 在实际应用中，调幅波要发射出去 3 个频率分量 (载波 ,上边带 ,下边带 ),而且不携带有用信息 (音频 )的载波在发射功率中又占了大部分功率份额 在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息 ,而且载波并不含有有用信息。那么 ,只传送一个边带也就可以完成信息的传送 ,为了提高发射功率的效率 ,而把其中一个边 带和载波都消除掉。这个过程就叫做单边带调制，而最终输出的无线电信号就叫做单边带信号（ 根据发送边带的不同单边带信号有可分为上边带信号（ 下边带信号（ 图 10 边带信号模型 号的时域表示式如下： cC s 21c o s)(21)(S 式中， “ ”对应上边带信号 “+”对应下边带信号 使用 m=t)信号进行仿真，使用 c=pi*t)和 b=pi*t)语句分别实现同向分量和正交分量的仿真，实现了 制。详细的程序请参考后面附录程序。 下图是用 拟幅度调制的过程 。 17 图 11 边带信号仿真波形 如图所示， 边带信号仿真波形的时域与频域分析仿真出来了。明显上下边带的调幅，对于信号的改变是显著的。从 号调制波形中可以清楚地看出， 号频谱的一个边带，其带宽为 号的一半，与基带信号带宽相同。单边带幅度调制的效率也为 100%。从 号调制原理中不难看出， m(t)成正比，因此 号的解调也不能采用简单的包络检波，需采用相干解调。 真结果及分析 仿真结果见上面各图，经过仿真后，幅度调制 率调制 位调制 边带调幅 边带调幅 波形各有特色。在现实生活中，每种调制方法都各有擅长： （ 1） 制的优点是接受设备简单，但是缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，信号带宽较宽。因此 用于中波和短波的调幅广播中。 （ 2） 优点是功率利用高，但带宽与 同 ，存在频带利用率不高的问题。设备要求复杂，只用于点对点通信。 （ 3） 优点是功率利用和频带利用率都较高，抗干扰和抗衰落能力都优于 且带宽只有 半、同样，设备都比较复杂，所以多用于短波的无线电广播和频 18 分复用系统中。 （ 4） 幅度恒定不变，给 来抗快衰落能力。因而从 生出来的 用于小型通信机。 字载波调制信号及其仿真 数字调制就是用数字基带信号对载波的某些参量进行 调制。是载波的这些参量能够反映基带信号的变化。实现将信号频谱搬移到较高的带通型信道的通带内。 现代通信发展趋势为数字化，随着现代通信技术的不断发展，数字调制技术日趋成熟，在各个领域都得到了广泛的应用和认同。下面将对几种常用的数字调制信号进行仿真，包括有：二进制振幅键控 2进制频移键控 2进制相移键控 2字载波模拟系统的模型如下： 图 12 数