基于simulink的qpsk的調(diào)制及解調(diào)

1、基于SIMULINK的QPSK的調(diào)制與解調(diào)仿真設(shè)計(jì)通信仿真設(shè)計(jì)學(xué) 院 ： 理學(xué)院專 業(yè) ： 電子信息工程姓名： 學(xué)號(hào)：摘要隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，以前在數(shù)字通信系統(tǒng)中采用FSK、ASK、PSK等調(diào)制方式，逐漸被許多優(yōu)秀的調(diào)制技術(shù)所替代。本文設(shè)計(jì)出一個(gè)產(chǎn)生QPSK信號(hào)的仿真模型，通過此次實(shí)驗(yàn)，可以更好地了解QPSK系統(tǒng)的工作原理。正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。四相絕對(duì)移相鍵控(QPSK)技術(shù)具有抗干擾能力好、誤碼率低、頻譜利用效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)正廣泛地應(yīng)用于數(shù)字微波通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶接入、移動(dòng)通信和有線電視系統(tǒng)之中。論文主要介紹了正交相移鍵控(QPSK)的概況，以及正交相移

2、鍵控(QPSK)的解調(diào)概念和原理，了解Simulink中涉及到QPSK的各種模塊的功能，利用Matlab中的Simulink模塊對(duì)QPSK的調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對(duì)QPSK調(diào)制性能進(jìn)行了分析。從中了解QPSK調(diào)制的原理及對(duì)現(xiàn)代通信的影響和意義。關(guān)鍵詞：QPSK調(diào)制 Simulink仿真 Matlab目錄1.緒 論31.1 引 言31.2 概念及其基本組成部分31.3 QPSK的系統(tǒng)簡(jiǎn)介41.4 課題研究現(xiàn)狀61.5 本文主要研究工作及研究目的71.5.1 研究工作71.5.2 選題的目的和意義72.QPSK的調(diào)制與解調(diào)原理82.1 數(shù)字調(diào)相82.1.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)82.1.2 正弦載波數(shù)

3、字調(diào)制系統(tǒng)92.2 QPSK調(diào)制和解調(diào)原理92.2.1 調(diào)制原理92.2.2 解調(diào)原理113.Matlab/Simulink簡(jiǎn)介133.1 Matlab簡(jiǎn)介133.2 Simulink簡(jiǎn)介133.2.1 Simulink概述143.2.2 Simulink的特點(diǎn)153.2.3 Simulink常用模塊庫164.基于Simulink的QPSK系統(tǒng)仿真分析174.1 QPSK信號(hào)的相干解調(diào)174.1.1 QPSK解調(diào)過程主要組件的功能及參數(shù)設(shè)置184.1.2 QPSK調(diào)制與解調(diào)過程主要組件的參數(shù)設(shè)置194.1.3 QPSK調(diào)制解調(diào)過程及其波形圖224.1.4 QPSK調(diào)制解調(diào)仿真過程正確性的驗(yàn)證2

4、65.仿真結(jié)果分析285.1 仿真電路的誤碼率分析285.2碼元速率與系統(tǒng)誤碼率的關(guān)系286.總結(jié)29參考文獻(xiàn)291. 緒 論1.1 引 言數(shù)字通信是用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸消息,或用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它可傳輸電?bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào),也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字化有多種方法,最基本的是脈碼調(diào)制(PCM)、差值編碼(DPCM)、自適應(yīng)差值編碼(ADPCM)以及各種類型的增量調(diào)制。數(shù)字通信的早期歷史是與電報(bào)的發(fā)展聯(lián)系在一起的。1937 年,英國(guó)人A.H.里夫斯提出脈碼調(diào)制(PCM),從而推動(dòng)了模擬信號(hào)數(shù)字化的進(jìn)程。 1946年,法國(guó)人E.

5、M.德洛雷因發(fā)明增量調(diào)制。1950 年C.C.卡特勒提出差值編碼。1947 年,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出供實(shí)驗(yàn)用的24 路電子管脈碼調(diào)制裝置,證實(shí)了實(shí)現(xiàn)PCM 的可行性。1953 年發(fā)明了不用編碼管的反饋比較型編碼器,擴(kuò)大了輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。1962 年,美國(guó)研制出晶體管24 路1.544兆比/秒脈碼調(diào)制設(shè)備,并在市話網(wǎng)局間使用。數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。它抗干擾能力強(qiáng),通信質(zhì)量不受距離的影響,能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)的要求,便于采用大規(guī)模集成電路,便于實(shí)現(xiàn)保密通信和計(jì)算機(jī)管理。不足之處是占用的信道頻帶較寬。20 世紀(jì)90 年代,數(shù)字通信向超高速大容量長(zhǎng)距離方向發(fā)展,高效編碼技術(shù)日益成熟,

6、語聲編碼已走向?qū)嵱没?新的數(shù)字化智能終端將進(jìn)一步發(fā)展。1.2 概念及其基本組成部分?jǐn)?shù)字通信是用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸消息,或用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它可傳輸電?bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào),也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號(hào)。圖1-1顯示了一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)的功能性框圖和基本組成部分，信源輸出的可以是模擬信號(hào)，如音頻或視頻信號(hào)，在數(shù)字通信中，由信源產(chǎn)生的信息變換成二進(jìn)制數(shù)字序列。理論上，應(yīng)當(dāng)用盡可能少的二進(jìn)制數(shù)字表示信源輸出（消息）。換句話說，我們要尋求一種信源輸出的有效表示方法，使其很少產(chǎn)生或不產(chǎn)生冗余。將模擬或數(shù)字信源的輸出有效地變成二進(jìn)制序列的處理過程成為信源編碼

7、或信源碼。信道和輸入變換器信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器輸出變換器輸出信號(hào)圖1-1 數(shù)字通信系統(tǒng)基本組成部分由信源編碼器輸出的二進(jìn)制序列成為信息序列，它被傳送到信道編碼器。信道編碼器的目的是在二進(jìn)制信息序列中以受控的方式引入一些冗余，以便于在接收機(jī)中來克服信號(hào)在信道中傳輸所受的噪聲和干擾的影響。因此，所增加的冗余是用來提高接收數(shù)據(jù)的可靠性以及改善接收信號(hào)的逼真度。事實(shí)上，信息序列中的冗余有助于接收機(jī)譯出期望的信息序列。信道編碼器輸出的二進(jìn)制序列送至數(shù)字調(diào)制器，它是通信信道的接口。因?yàn)樵趯?shí)際中遇到的幾乎所有的通信信道都能夠給傳輸電信號(hào)（波形），所以數(shù)字調(diào)制的主要

8、目的是將二進(jìn)制信息序列映射成信號(hào)波形。通信信道是用來將發(fā)送機(jī)的信號(hào)發(fā)送給接收機(jī)的物理媒質(zhì)。在無線傳輸中，信道可以是大氣。另一方面，電話信道通常使用各種各樣的物理媒質(zhì)，包括有線線路、光纜和無線等。無論用什么物理媒質(zhì)來傳輸信息，其基本特點(diǎn)是發(fā)送信號(hào)隨機(jī)地受到各種可能機(jī)理的惡化。在數(shù)字通信系統(tǒng)的接收端,數(shù)字解調(diào)器對(duì)受到信道惡化的發(fā)送波形進(jìn)行處理,并將該波形還原成一個(gè)數(shù)的序列,該序列表示發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)的估計(jì)值。這個(gè)數(shù)的序列被送至信道編碼器,它根據(jù)信道編碼器所用的關(guān)于碼的知識(shí)及接收數(shù)據(jù)所含的冗余度重構(gòu)初始的信息序列。解調(diào)器和譯碼器工作性能好壞的一個(gè)度量是譯碼序列忠發(fā)生差錯(cuò)的頻度。更準(zhǔn)確地說,在譯碼器輸出端

9、的平均比特錯(cuò)誤概率是解調(diào)器-譯碼器組合性能的一個(gè)量度。作為最后一步,需要模擬輸出時(shí),信源譯碼器從信道譯碼器接收其輸出序列,并根據(jù)所采用的信源編碼方法的有關(guān)知識(shí)重構(gòu)由信源發(fā)出的原始信號(hào)。由于信道譯碼的差錯(cuò)以及信源編碼器可能引入失真,在信源譯碼器輸出端的信號(hào)只是原始信源輸出的一個(gè)近似。在原始信號(hào)與重構(gòu)信號(hào)之間的信號(hào)差或信號(hào)差的函數(shù)就是數(shù)字通信系統(tǒng)引入失真的一個(gè)量度。1.3 QPSK的系統(tǒng)簡(jiǎn)介 數(shù)字通信現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)頻段和各種通信方式中, 成為當(dāng)今通信發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。所謂數(shù)字通信即用數(shù)字信號(hào)傳送信息進(jìn)行通信, 也可以說通信的數(shù)字化。數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)在于用數(shù)字信號(hào)傳送信息易于再生, 可減小傳

10、輸中的失真易于用脈沖數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn), 設(shè)備可做到體積小、重量輕可以引入計(jì)算技術(shù), 應(yīng)用微處理器及單片微機(jī), 發(fā)揮各種數(shù)字信號(hào)處理及智能化控制功能數(shù)字信號(hào)易于加密便于采用糾錯(cuò)編碼和擴(kuò)頻技術(shù), 提高抗干擾能力。數(shù)字通信之所以取得迅速的發(fā)展不是偶然的現(xiàn)象, 有其理論上、技術(shù)上和客觀需求上的基礎(chǔ)從理論分析開始, 人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到數(shù)字通信在理論上比模擬通信具有一系列優(yōu)點(diǎn)。除上述各點(diǎn)外, 在頻帶和功率的有效利用方面也更為有利計(jì)算技術(shù)和微電子學(xué)的進(jìn)展為通信的數(shù)字化提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)人們?cè)谏鐣?huì)生活中對(duì)多種功能綜合服務(wù)的需要是數(shù)字通信發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。全數(shù)字調(diào)制技術(shù)作為通信領(lǐng)域中極其重要的一個(gè)方面，近些年得到了飛

11、速的發(fā)展。數(shù)字專用集成電路的發(fā)展使得通信傳輸中的發(fā)送與接收設(shè)備可以更加變得更加緊湊，使用的成本更低，并大大減小了功耗，同時(shí)也提高了設(shè)備的安全性。另一方面，全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的采用有可能使各類現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)技術(shù)融合一體，使該調(diào)制解調(diào)器不僅適用于各種調(diào)制和解調(diào)的體制，同時(shí)它還具有可變速率這一特性。目前，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務(wù)中都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。與模擬通信相比，數(shù)字通信具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：易于控制傳輸中的差錯(cuò)。具有較強(qiáng)的抗干擾能力，且噪聲不積累。易于加密處理，且保密性好。易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕。便于和

12、現(xiàn)今用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)去處理、存儲(chǔ)需要的數(shù)字信息。QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的縮略語簡(jiǎn)稱,意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。四相相移調(diào)制是利用載波的四種不同相位差來表征輸入的數(shù)字信息,是四進(jìn)制移相鍵控。QPSK是在M=4時(shí)的調(diào)相技術(shù),它規(guī)定了四種載波相位,分別為 45,135,225,315,調(diào)制器輸入的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)字序列,為了能和四進(jìn)制的載波相位配合起來,則需要把二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換為四進(jìn)制數(shù)據(jù),這就是說需要把二進(jìn)制數(shù)字序列中每?jī)蓚€(gè)比特分成一組，共有四種組合,即00,01,10,11,其中每一組稱為雙比特碼元。每一個(gè)雙比特碼元是由兩位二進(jìn)制信息比

13、特組成,它們分別代表四進(jìn)制四個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)。QPSK中每次調(diào)制可傳輸2個(gè)信息比特,這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相位來判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。 在數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強(qiáng)的抗干擾性、在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡(jiǎn)單。 在HFC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,從用戶線纜調(diào)制解調(diào)器發(fā)往上行通道的數(shù)據(jù)采用QPSK方式調(diào)制并用TDMA方式復(fù)用到上行通道。 在有線電視系統(tǒng)中,衛(wèi)星,大鍋,輸出的就是QPSK信號(hào)。在實(shí)際的調(diào)諧解調(diào)電路中,采用的是非相干載波解調(diào)。本振信號(hào)與發(fā)射端的載波信號(hào)存在頻率偏差和相

14、位抖動(dòng)因而解調(diào)出來的模擬I、Q基帶信號(hào)是帶有載波誤差的信號(hào)。這樣的模擬基帶信號(hào)即使采用定時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘進(jìn)行取樣判決,得到的數(shù)字信號(hào)也不是原來發(fā)射端的調(diào)制信號(hào),誤差的積累將導(dǎo)致抽樣判決后的誤碼率增大,因此數(shù)字QPSK解調(diào)電路要對(duì)載波誤差進(jìn)行彌補(bǔ),減少非相干載波解調(diào)帶來的影響。此外,ADC的取樣時(shí)鐘也不是從信號(hào)中提取的,當(dāng)取樣時(shí)鐘與輸入的數(shù)據(jù)不同步時(shí),取樣將不在最佳取樣時(shí)刻進(jìn)行所得到的取樣值的統(tǒng)計(jì)信噪比就不是最高，誤碼率就高，因此，在電路中還需要恢復(fù)出一個(gè)與輸入符號(hào)率同步的時(shí)鐘，來校正固定取樣帶來的樣點(diǎn)誤差，并且準(zhǔn)確的位定時(shí)信息可為數(shù)字解調(diào)后的信道糾錯(cuò)解碼提供正確的時(shí)鐘。校正辦法是由定時(shí)恢復(fù)和載波恢

15、復(fù)模塊通過某種算法產(chǎn)生定時(shí)和載波誤差，插值或抽取器在定時(shí)和載波誤差信號(hào)的控制下，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的取樣值進(jìn)行抽取或插值濾波，得到信號(hào)在最佳取樣點(diǎn)的值，不同芯片采用的算法不盡相同，例如可以采用據(jù)輔助法(DA)載波相位和定時(shí)相位聯(lián)合估計(jì)的最大似然算法。1.4 課題研究現(xiàn)狀人類社會(huì)通信建立在信息交流的基礎(chǔ)上，通信是推動(dòng)人類社會(huì)文明進(jìn)步與發(fā)展的巨大動(dòng)力。近年來，移動(dòng)通信已顯著的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)越性能得以迅速發(fā)展，已經(jīng)得到社會(huì)各界用戶的廣泛認(rèn)同。隨著這個(gè)通信行業(yè)向3G時(shí)代發(fā)展的同時(shí)基帶調(diào)制技術(shù)也在飛速發(fā)展，目前應(yīng)用的主流技術(shù)為8PSK,16QAM和64QAM.但在建筑物較多、地形復(fù)雜的地區(qū)就必須用QPSK調(diào)制

16、確保信噪比從而確保通信的準(zhǔn)確性和有效性。QPSK調(diào)制全稱Quadrature Phase Shift Keying意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。QPSK是一種頻譜利用率高、抗干擾性強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制方式，它被廣泛用于各種通信系統(tǒng)中，適合衛(wèi)星廣播。目前已經(jīng)廣泛用于無線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展與應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要。數(shù)字信號(hào)傳輸系分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),該系統(tǒng)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其頻譜搬移到適合信道傳輸?shù)念l帶上數(shù)字調(diào)制信號(hào)又稱為鍵控信號(hào)。在調(diào)制的過程中可用鍵控的方法由基帶信號(hào)對(duì)載頻信號(hào)

17、的振幅，頻率及相位進(jìn)行調(diào)制。在技術(shù)和工藝進(jìn)步的基礎(chǔ)上，數(shù)字通信中調(diào)制解調(diào)算法的實(shí)現(xiàn)已不再是一件可望不可及的事情?？梢哉f，無論是通信系統(tǒng)的內(nèi)在要求 （即算法復(fù)雜性決定接收的質(zhì)量），還是外在條件（技術(shù)和工藝）都在促使通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)向數(shù)字化發(fā)展。1.5 本文主要研究工作及研究目的1.5.1 研究工作本文研究的主要內(nèi)容是利用軟件來實(shí)現(xiàn)QPSK的調(diào)制。本次課題利用的軟件是MATLAB軟件SUMLINK仿真功能模塊來進(jìn)行對(duì)QPSK調(diào)制過程的仿真。其主要內(nèi)容包括：1.研究QPSK的調(diào)制原理和解調(diào)原理；2.分析QPSK的調(diào)制過程；3.利用SUMULINK設(shè)計(jì)QPSK調(diào)制仿真模型，并使用示波器顯示調(diào)制過程中

18、各點(diǎn)波形，驗(yàn)證是否與理論相符。4.掌握Matlab的基本用法，以及Simulink的基本方法使用，和Simulink中各個(gè)模塊的使用。1.5.2 選題的目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)?；牟粩喟l(fā)展，人們對(duì)通信的要求也越來越高。本文主要研究“基于Simulink的QPOSK通信系統(tǒng)仿真”利用MATLAB軟件SUMLINK仿真實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制方式。QPSK調(diào)制系統(tǒng)目前正廣泛地應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域，它具有較高的頻譜利用率，較強(qiáng)的抗干擾性，在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡(jiǎn)單。使用SUMLINK對(duì)QPSK調(diào)制、解調(diào)進(jìn)行模擬。具體解決了二進(jìn)制信息在QPSK調(diào)制過程中的串-并變換，解調(diào)過程中對(duì)已調(diào)信號(hào)的濾波、抽樣判決、并-串變換一

19、系列問題。通過利用MATLAB軟件SUMLINK實(shí)現(xiàn)了QPSK通信系統(tǒng)的仿真，完成了QPSK通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)過程的仿真實(shí)現(xiàn)，使接收端能夠準(zhǔn)確地接收到來自發(fā)放的信息。QPSK調(diào)制方式在通信工程中的應(yīng)用十分廣泛，其誤碼率隨信噪比的增加而減少并最終可能為零。在QPSK調(diào)制方式以后，還會(huì)出現(xiàn)進(jìn)制更多的調(diào)制方式。而我們著重要解決的問題也從如何提高相位譜利用率轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾螠p少誤差以及提高傳送速率。闡述QPSK調(diào)制的實(shí)現(xiàn)過程，并運(yùn)用軟件實(shí)現(xiàn)手段對(duì)信號(hào)變換過程加以分析，希望有所收獲。2. QPSK的調(diào)制與解調(diào)原理2.1 數(shù)字調(diào)相2.1.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)從消息傳輸?shù)慕嵌瓤?，一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)包括兩個(gè)重要的變換

20、，即消息與數(shù)字基帶信號(hào)之間的變換；數(shù)字基帶信號(hào)與信道信號(hào)之間的變換。通常，前一個(gè)變換由發(fā)收終端設(shè)備來完成，它把無論是離散的還是連續(xù)的消息轉(zhuǎn)換成數(shù)字的基帶信號(hào)，而后一變換則由調(diào)制和解調(diào)器完成。在數(shù)字通信中，有些場(chǎng)合可以不經(jīng)過載波調(diào)制和解調(diào)過程而讓基帶信號(hào)直接進(jìn)行傳輸。例如，在市內(nèi)利用電傳機(jī)直接進(jìn)行電報(bào)通信，或者利用中繼方式在長(zhǎng)距離上直接傳輸PCM信號(hào)等。這種不用載波調(diào)制解調(diào)裝置而直接傳送基帶信號(hào)的系統(tǒng)，我們稱它為基帶傳輸系統(tǒng)，它的基本結(jié)構(gòu)如下：信道信號(hào)形成信道接受濾波器抽樣判決器基帶脈沖輸入干擾輸出 圖2-1 基帶傳輸系統(tǒng)圖2-1信道信號(hào)形成器用來產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，信道可以是允許基帶

21、信號(hào)通過的媒質(zhì)（例如能夠通過從直流到高頻的有線線路）；接收濾波器用來接收信號(hào)和盡可能排除信道噪聲和其他干擾；抽樣判決器則是在噪聲背景下用來判定與再生基帶信號(hào)。與此對(duì)應(yīng)，我們把包括了載波調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為頻帶傳輸系統(tǒng)，如圖2-2所示：調(diào)制器信道解調(diào)器基帶脈沖輸入基帶脈沖輸出干擾圖2-2 頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)雖然在實(shí)際使用的數(shù)字通信系統(tǒng)中基帶傳輸不如頻帶傳輸那樣廣泛，但是，對(duì)于基帶傳輸系統(tǒng)的研究仍然是十分有意義的。第一，即使在頻帶傳輸制里也同樣存在基帶傳輸問題，也就是說，基帶傳輸系統(tǒng)的許多問題也是頻帶傳輸系統(tǒng)必須考慮的問題；第二，隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，基帶傳輸這種方式也有迅速發(fā)展的趨

22、勢(shì)，目前，它不僅用于低速數(shù)據(jù)傳輸，而且還用于高速數(shù)據(jù)傳輸；第三，理論上也可以證明，任何一個(gè)采用線形調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)，總是可以由一個(gè)等效的基帶傳輸系統(tǒng)所替代。 2.1.2 正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)上面我們簡(jiǎn)單的提了一下數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。然而，實(shí)際通信中不少信道都不能直接傳送基帶信號(hào)，必須用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化，即所謂正弦載波調(diào)制。下面，我們將以QPSK為主討論以正弦波作為載波的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。從原理上來說，受調(diào)載波的波形可以是任意的，只要已調(diào)信號(hào)適合于信道傳輸就可以了。但實(shí)際上，在大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)中，都選擇正弦信號(hào)作為載波。這是因?yàn)檎倚盘?hào)形

23、式簡(jiǎn)單，便于產(chǎn)生及接收。和模擬調(diào)制一樣，數(shù)字調(diào)制也有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制相比，其原理并沒有什么區(qū)別。不過模擬調(diào)制是對(duì)載波信號(hào)的參量進(jìn)行連續(xù)調(diào)制在接收端則對(duì)載波信號(hào)的調(diào)制參量連續(xù)地進(jìn)行估值；而數(shù)字調(diào)制都是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息，在接收端也只要對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，數(shù)字調(diào)制也可分為線形調(diào)制和非線形調(diào)制。在線形調(diào)制中，已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，只不過頻率位置搬移了；在非線形調(diào)制中，已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不同，不是簡(jiǎn)單的頻譜搬移，而是有其他新的頻率成

24、分出現(xiàn)。振幅鍵控屬于線形調(diào)制，而移頻鍵控常屬于非線形調(diào)制。我們主要討論的是多進(jìn)制的相位調(diào)制，因此，先來看看與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相比，它有哪些特點(diǎn)：1.在相同的碼元傳輸速率下，多進(jìn)制系統(tǒng)的信息傳輸速率顯然比二 進(jìn)制系統(tǒng)的高。四進(jìn)制系統(tǒng)的信息速率是二進(jìn)制系統(tǒng)的兩倍；2. 在相同的信息速率下，由于多進(jìn)制碼元傳輸速率比二進(jìn)制的低，因而多進(jìn)制信號(hào)碼元的持續(xù)時(shí)間要比二進(jìn)制的長(zhǎng)。顯然，增大碼元寬度，就會(huì)增加碼元的能量，并能減小由于信道特性引起的碼間干擾的影響。2.2 QPSK調(diào)制和解調(diào)原理2.2.1 調(diào)制原理在無線電通信系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳輸，需要將待傳送信號(hào)的頻譜移到較高的頻率范圍，這種頻譜的搬移稱為信號(hào)

25、的調(diào)制。需要調(diào)制的原因有兩方面。一方面，由電磁波輻射理論可知，只有當(dāng)發(fā)射天線的尺寸等于信號(hào)波長(zhǎng)的1/10或更大些，新號(hào)才能有效的通過天線發(fā)射出去；因?yàn)槁曇?、圖像等形成的電信號(hào)的頻率很低，所以需要的天線尺寸應(yīng)達(dá)到幾十公里甚至幾百公里，這顯然是不可行的。另一方面，即使能把低頻信號(hào)發(fā)射出去，也會(huì)造成各種低頻信號(hào)的相互干擾，無法接受。 利用調(diào)制過程將每一個(gè)信號(hào)的頻譜搬移到互不重疊的頻率范圍，使接受信號(hào)時(shí)，不致相互干擾。這個(gè)問題的解決使得在一個(gè)信道中可以傳輸多個(gè)信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了信道的“頻分多路復(fù)用”。 調(diào)制，通常是由低頻信號(hào)（又稱調(diào)制信號(hào)）去控制一個(gè)高頻振蕩的振幅、頻率或初相位等參數(shù)之中的任意一個(gè)來達(dá)到的

26、，分別稱為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制；頻率調(diào)制和相位調(diào)制又稱角度調(diào)制。QPSK的調(diào)制中，QPSK信號(hào)可以看成是兩個(gè)載波正交的2PSK信號(hào)調(diào)制器構(gòu)成。原理分析如下：基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)QPSK與二進(jìn)制PSK一樣，傳輸信號(hào)包含的信息都存在于相位中。個(gè)別的載波相位取四個(gè)等間隔值之一，如/4, 3/4,5/4,和7/4。相應(yīng)的，可將發(fā)射信號(hào)定義為 （） （2.2-5） 其他 其中，i1，2，3，4；E是發(fā)射信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的能量，T為符號(hào)的持續(xù)時(shí)間，載波頻率f等于nc/T，nc為固定整數(shù)。每一個(gè)可能的相位值對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的二位組。下面介紹QPSK信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)。如圖為典型的QPSK發(fā)射機(jī)框圖。輸入的二

27、進(jìn)制數(shù)據(jù)序列首先被不歸零(NRZ)電平編碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為極性形式，即負(fù)號(hào)1和0分別用和-表示。該二進(jìn)制波形被分接器分成兩個(gè)分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨(dú)立的二進(jìn)制波形，這兩個(gè)二進(jìn)制波形分別用a1(t)和a2(t)表示。此時(shí)，在任何一信號(hào)時(shí)間間隔內(nèi)a1(t)，和a2(t)的幅度恰好分別等于Si1和 Si2，即由發(fā)送的二位組決定。這兩個(gè)二進(jìn)制波形a1(t)和a2(t)被用來調(diào)制一對(duì)正交載波：,。這樣就得到一對(duì)二進(jìn)制PSK信號(hào)。和的正交性使這兩個(gè)信號(hào)可以被獨(dú)立地檢測(cè)。最后，將這兩個(gè)二進(jìn)制PSK信號(hào)相加，從而得期望的QPSK。調(diào)制部分原理方框圖如下：圖2-4 調(diào)制原理框圖2.2.2 解調(diào)原理Q

28、PSK信號(hào)是兩個(gè)正交的2PSK信號(hào)的合成,所以可仿照2PSK信號(hào)的相平解調(diào)法,用兩個(gè)正交的相干載波分別檢測(cè)A和B兩個(gè)分量,然后還原成串行二進(jìn)制數(shù)字信號(hào),即可完成。原理圖如圖2.5所示。低通相乘抽判/2相乘低通抽判并/串載波提取定時(shí)提取-QPSK信號(hào)輸出信號(hào)圖2.5 QPSK解調(diào)原理圖相干解調(diào)中，正交路和同相路分別設(shè)置兩個(gè)相關(guān)器，得到I(t) 和Q(t)，經(jīng)電平判決和并一串變換后即可恢復(fù)原始信息。當(dāng)然，如果調(diào)制端是差分編碼的，那么解調(diào)中并串變換后還需一個(gè)差分解碼。假如已調(diào)信號(hào)為，I(t) 和Q(t) 分別為和正交路，為載波頻率，那么相干解調(diào)后，同相路相乘可得 (2-5) 正交路為 (2-6) 經(jīng)

29、過低通濾波器后，可得 (2-7)經(jīng)過判決電路后，由上式，不難得到如下表所示結(jié)果（同相路和正交路是經(jīng)過極性轉(zhuǎn)換的，1對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)1，-1對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)0）。解調(diào)過程中涉及到信號(hào)的采樣、數(shù)字下變頻、載波同步、位同步等關(guān)鍵技術(shù)。信號(hào)的采樣是模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的一個(gè)通道，是數(shù)字化解調(diào)過程中一個(gè)及其關(guān)鍵的步驟。數(shù)字下變頻DDC(Digital Down Converter)是隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，目前大量使用在數(shù)字中頻技術(shù)中，它的根本任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)數(shù)字中頻到基帶信號(hào)的變換。數(shù)字下變頻的組成與模擬下變頻器類似，包括數(shù)字混頻器、數(shù)字控制振蕩器(NCo)和低通濾波器(LPF)三部分組成。

30、影響數(shù)字下變頻器性能的主要因素有兩個(gè)：一是表示數(shù)字本振、輸入信號(hào)以及混頻乘法運(yùn)算的樣本數(shù)值的有限字長(zhǎng)所引起的誤差；二是數(shù)字本振相位分辨率不夠而引起數(shù)字本振樣本數(shù)值的近似取值。也就是說，數(shù)字混頻器和數(shù)字本振的數(shù)據(jù)位數(shù)不夠?qū)?，存在尾?shù)截?cái)嗟那闆r；數(shù)字本振相位的樣本值存在近似的情況。它主要涉及數(shù)控振蕩器NCO，抽取濾波器(即積分清洗濾波器)等技術(shù)。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的任務(wù)是恢復(fù)出傳輸來的原始數(shù)據(jù)系列。解調(diào)器的構(gòu)成方案通?？梢苑譃閮深悾和浇庹{(diào)和異步解調(diào)。兩者的區(qū)別在于，同步解調(diào)需要一個(gè)相干同步的本地載波。一般地說，同步解調(diào)性能較為優(yōu)良。但是，對(duì)于抑制載波分量的調(diào)制信號(hào)來說，要從接收的信號(hào)中恢復(fù)

31、出參考載波，必須進(jìn)行相應(yīng)的處理。在數(shù)字通信中，除了載波同步外，還需要位同步。因?yàn)橄⑹且淮B續(xù)的碼元系列，解調(diào)時(shí)必須知道碼元的起止時(shí)刻，即碼同步。位同步可分為自同步和外同步兩種。自同步是直接從接收的信號(hào)中提取位同步信息，而外同步是在發(fā)射端專門發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。例如，在基帶信號(hào)頻譜的零點(diǎn)，插入所需的導(dǎo)頻信號(hào)，在接收端，利用窄帶濾波器，就可以從解調(diào)后的基帶信號(hào)中提取所需的同步信息。插入導(dǎo)頻也可以使數(shù)字信號(hào)的包絡(luò)，隨同步信號(hào)的某種波形而變化。在相移或頻移鍵控時(shí)，在接收端只要進(jìn)行包絡(luò)檢波就可得到同步信號(hào)。3. Matlab/Simulink簡(jiǎn)介3.1 Matlab簡(jiǎn)介MATLAB是MATrix LABor

32、atory的縮寫，是一款由美國(guó)Math Works公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB 是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。除了矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言(包括C，C+和FORTRAN)編寫的程序。 盡管MATLAB主要用于數(shù)值計(jì)算,但是因?yàn)榇罅康念~外的工具箱它也適合于不同領(lǐng)域的應(yīng)用,如控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、圖像處理和信號(hào)處理和通信、金融建模和分析等。除了一個(gè)完整的Simulink包,提供了一個(gè)可視化的開發(fā)環(huán)境,通常用于系統(tǒng)仿真、動(dòng)態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等。3.2 Simulink簡(jiǎn)介M

33、atlab是一個(gè)數(shù)值計(jì)算，先進(jìn)的圖形和可視化，高層次的編程語言綜合科學(xué)計(jì)算環(huán)境。 MATLAB工具箱提供面向?qū)I(yè)圖書館延伸MATLAB capabilities.MATLAB編譯MATLAB M文件自動(dòng)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的應(yīng)用程序開發(fā)的C和C代碼。 SIMU字可以用計(jì)算機(jī)模擬，在Simulink和鏈接詞說，它連接到系統(tǒng)，系列模塊連接在一起，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)模型。 Simulink是MATLAB最重要的組成部分，它可以提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和集成環(huán)境的綜合分析。在這種環(huán)境下，工作人員不必編寫復(fù)雜的程序，用鼠標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，你可以構(gòu)造不同的系統(tǒng)。 Simulink中有許多優(yōu)點(diǎn)，以適應(yīng)清除的結(jié)構(gòu)和流

34、程仿真精細(xì)，貼近實(shí)際，高效率，靈活的基于Simulink的上述優(yōu)勢(shì)，廣泛已被廣泛用于在復(fù)雜的模擬和設(shè)計(jì)控制理論與數(shù)字信號(hào)處理。 Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和分析軟件包。 SIMULINK動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（包括連續(xù)系統(tǒng)，離散系統(tǒng)和混合動(dòng)力系統(tǒng)的建模，分析和模擬），這將是一件容易的事情。它提供了一個(gè)圖形化的，互動(dòng)的環(huán)境，只需用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法將能夠迅速建立系統(tǒng)框圖模型，甚至不寫一行代碼。 Simulink系統(tǒng)建模與仿真，其最大的優(yōu)點(diǎn)是易于學(xué)習(xí)，易于使用和依靠基于MATLAB仿真的豐富資源。7Simulink具有如下特點(diǎn)：交互式、圖形化的建模環(huán)境：Simulink中提供了豐富的模塊庫，以幫助用戶

35、快速建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)模型。實(shí)驗(yàn)者只需使用鼠標(biāo)單擊庫中的系統(tǒng)模塊不同的模塊，然后通過連接的設(shè)計(jì)原理建模。 交互式的仿真環(huán)境：Simulink的框圖提供強(qiáng)大的交互式仿真環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以使用命令行模擬，模擬，通過下拉菜單。 專用模塊庫(Blocksets)：Simulink建模系統(tǒng)的補(bǔ)充，MathWorks公司還開發(fā)了一個(gè)特殊的功能塊，如DSP模塊庫和通信模塊庫，包。實(shí)驗(yàn)者使用這些軟件包，用戶可以快速系統(tǒng)建模，仿真和分析。更方便，用戶也可以下載代碼自動(dòng)生成系統(tǒng)模型和生成的代碼應(yīng)用到不同的目標(biāo)機(jī)。 提供了仿真庫的擴(kuò)充和定制機(jī)制： Simulink的開放式架構(gòu)允許用戶擴(kuò)展的模擬環(huán)境：MATLAB，C代

36、碼生成自定義模塊庫，并有自己的圖標(biāo)和界面。因此，用戶可以使用C鏈接寫的代碼，或購買更先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仿真和分析，使用由第三方開發(fā)商提供的模塊庫。 與MATLAB工具箱的集成：由于Simulink的MATLAB的資源和功能，使用戶可以直接在Simulink的，如數(shù)據(jù)分析，模擬，過程自動(dòng)化，優(yōu)化參數(shù)。工具箱中提供了先進(jìn)的設(shè)計(jì)和分析能力，可以快速集成到模擬過程。 架構(gòu)擴(kuò)展Simulink的基礎(chǔ)上的建模也提供設(shè)計(jì)，實(shí)施，驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)相應(yīng)的工具。 Simulink和MATLAB緊密集成，可以直接訪問大量用于算法開發(fā)，仿真分析和可視化的MATLAB工具，批處理腳本來創(chuàng)建定制的建模環(huán)境，信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)

37、的定義。3.2.1 Simulink概述Matlab是一個(gè)數(shù)值計(jì)算，先進(jìn)的圖形和可視化，高層次的編程語言綜合科學(xué)計(jì)算環(huán)境。 MATLAB工具箱提供面向?qū)I(yè)圖書館延伸MATLAB capabilities.MATLAB編譯MATLAB M文件自動(dòng)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的應(yīng)用程序開發(fā)的C和C代碼。 SIMU字可以用計(jì)算機(jī)模擬，在Simulink和鏈接詞說，它連接到系統(tǒng)，系列模塊連接在一起，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)模型。 Simulink是MATLAB最重要的組成部分，它可以提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和集成環(huán)境的綜合分析。在這種環(huán)境下，工作人員不必編寫復(fù)雜的程序，用鼠標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，你可以構(gòu)造不同的系統(tǒng)。 Simu

38、link中有許多優(yōu)點(diǎn)，以適應(yīng)清除的結(jié)構(gòu)和流程仿真精細(xì)，貼近實(shí)際，高效率，靈活的基于Simulink的上述優(yōu)勢(shì)，廣泛已被廣泛用于在復(fù)雜的模擬和設(shè)計(jì)控制理論與數(shù)字信號(hào)處理。 Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和分析軟件包。 SIMULINK動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（包括連續(xù)系統(tǒng)，離散系統(tǒng)和混合動(dòng)力系統(tǒng)的建模，分析和模擬），這將是一件容易的事情。它提供了一個(gè)圖形化的，互動(dòng)的環(huán)境，只需用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法將能夠迅速建立系統(tǒng)框圖模型，甚至不寫一行代碼。 Simulink系統(tǒng)建模與仿真，其最大的優(yōu)點(diǎn)是易于學(xué)習(xí)，易于使用和依靠基于MATLAB仿真的豐富資源。7Simulink具有如下特點(diǎn)：交互式、圖形化的建模環(huán)境：Sim

39、ulink中提供了豐富的模塊庫，以幫助用戶快速建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)模型。實(shí)驗(yàn)者只需使用鼠標(biāo)單擊庫中的系統(tǒng)模塊不同的模塊，然后通過連接的設(shè)計(jì)原理建模。 交互式的仿真環(huán)境：Simulink的框圖提供強(qiáng)大的交互式仿真環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以使用命令行模擬，模擬，通過下拉菜單。 專用模塊庫(Blocksets)：Simulink建模系統(tǒng)的補(bǔ)充，MathWorks公司還開發(fā)了一個(gè)特殊的功能塊，如DSP模塊庫和通信模塊庫，包。實(shí)驗(yàn)者使用這些軟件包，用戶可以快速系統(tǒng)建模，仿真和分析。更方便，用戶也可以下載代碼自動(dòng)生成系統(tǒng)模型和生成的代碼應(yīng)用到不同的目標(biāo)機(jī)。 提供了仿真庫的擴(kuò)充和定制機(jī)制： Simulink的開放式架構(gòu)

40、允許用戶擴(kuò)展的模擬環(huán)境：MATLAB，C代碼生成自定義模塊庫，并有自己的圖標(biāo)和界面。因此，用戶可以使用C鏈接寫的代碼，或購買更先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仿真和分析，使用由第三方開發(fā)商提供的模塊庫。 與MATLAB工具箱的集成：由于Simulink的MATLAB的資源和功能，使用戶可以直接在Simulink的，如數(shù)據(jù)分析，模擬，過程自動(dòng)化，優(yōu)化參數(shù)。工具箱中提供了先進(jìn)的設(shè)計(jì)和分析能力，可以快速集成到模擬過程。 架構(gòu)擴(kuò)展Simulink的基礎(chǔ)上的建模也提供設(shè)計(jì)，實(shí)施，驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)相應(yīng)的工具。 Simulink和MATLAB緊密集成，可以直接訪問大量用于算法開發(fā)，仿真分析和可視化的MATLAB工具，批處理腳

41、本來創(chuàng)建定制的建模環(huán)境，信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義3.2.2 Simulink的特點(diǎn)Simulink中有豐富的擴(kuò)展模塊庫的預(yù)定義以及交互式圖形編輯，混合和管理的分割模型直觀的框圖設(shè)計(jì)特征的水平，實(shí)現(xiàn)管理復(fù)雜的設(shè)計(jì)模型瀏覽器的導(dǎo)航，創(chuàng)建，任何信號(hào)配置搜索模型，參數(shù)，屬性，生成的模型代碼，并能提供與其他模擬程序或手寫代碼集成的API，可以使用嵌入式MATLAB模塊在Simulink和嵌入式Systemscall的MATLAB算法實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)使用一個(gè)固定的步變步運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式(正常，加速器，快速加速器)確定解釋性運(yùn)行到運(yùn)行或編譯的C代碼，在模型的形式; graphicalof調(diào)試器和分析器來檢

42、查模擬的結(jié)果，可以自我診斷性能和行為異常;可以訪問MATLAB為了對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和可視化，自定義建模環(huán)境，信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，模型分析anddiagnostic工具的定義，以確保模型的一致性確定模型的誤差。3.2.3 Simulink常用模塊庫Simulink有幾個(gè)常用的模塊：1、信宿(Sinks)模塊庫Display顯示輸入的值；Output創(chuàng)建子系統(tǒng)的輸出端口或外部輸出端口；Scope、Float Scope顯示仿真時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)；StopSimulation表示停止仿真；Terminator將未使用的輸出端作為終端來避免告警；XY Graph顯示XY坐標(biāo)圖。2、信源(Sources)模塊庫

43、包括產(chǎn)生各種信號(hào)的模塊。BandLimited White Noise為連續(xù)系統(tǒng)引入白噪聲；Chirp Signal產(chǎn)生一個(gè)掃頻信號(hào)；Clock產(chǎn)生和顯示仿真時(shí)間；Constant產(chǎn)生一個(gè)常量值； Ground表示接地等。3、連續(xù)(Continuous)模塊庫包括線性函數(shù)模型。包括有微分單元(Derivative)、積分單元(Integrator)、線性狀態(tài)空間系統(tǒng)單元(StateSpace)、線性傳遞函數(shù)單元(Transfer Fen)、延時(shí)單元(Transport Delay)、可變傳輸延時(shí)單元(Variable Transport Delay)、指定零極點(diǎn)輸入函數(shù)單元(ZeroPole)

44、。4、數(shù)學(xué)操作(Simulink Math Operations和FixedPoint Blocket Math)模塊庫包含常用的數(shù)學(xué)函數(shù)模塊。包括輸入信號(hào)絕對(duì)值單元(Abs)等。5、通信模塊庫(Comunications Blockset)信源(Comm Sources)：產(chǎn)生需要的隨機(jī)或偽隨機(jī)信號(hào)，或者是文件或模擬壓控振蕩器(VCO)的非隨機(jī)信號(hào)。 Bernoulli Random Binary Generator模塊：產(chǎn)生由伯努利分布得到的二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)。 Binary Vector Noise Generator模塊：產(chǎn)生二進(jìn)制隨機(jī)向量。 RandomInteger Generator模

45、塊：產(chǎn)生一個(gè)在一定范圍內(nèi)的隨機(jī)整數(shù)。 Poission Int Generator模塊：產(chǎn)生洎松分布所需的隨機(jī)整數(shù)。 PN Sequence Generator模塊：產(chǎn)生偽隨機(jī)序列。 Gaussian Noise Generator模塊：產(chǎn)生離散高斯白噪聲。 Rayleigh Noise Generator模塊：產(chǎn)生瑞利分布的噪聲。 Uniform Noise Generator模塊：產(chǎn)生一個(gè)在特定條件下的均勻噪聲。 Voltage-Controlled Oscillator模塊：實(shí)現(xiàn)壓控振蕩器。 信宿(Comm Sinks)：此庫中提供了信宿和顯示的模塊，以使對(duì)通信系統(tǒng)的分析更加簡(jiǎn)便。 Tr

46、iggered Write to File模塊：利用上升沿的觸發(fā)向文件寫入數(shù)據(jù)。Enor Rate Calculation模塊：統(tǒng)計(jì)輸入信號(hào)的誤碼率。6、信源編碼(Source Coding)模塊庫信源編碼分為兩個(gè)步驟：信源編碼和信源譯碼。得到一個(gè)數(shù)字信號(hào)需要用到量化。所得信號(hào)的符號(hào)都是在某個(gè)有限范圍內(nèi)的非負(fù)整數(shù)。信源譯碼就是從傳輸?shù)玫降男盘?hào)恢復(fù)出源信息流。7、信道(Channel)模塊庫提供各種不同通信環(huán)境的信道模型，比如高斯白噪聲信道等。 8、錯(cuò)誤偵測(cè)與校驗(yàn)(Enor Detection Correction)模塊庫利用輸入輸出的數(shù)據(jù)，得到分析數(shù)據(jù)的模塊，比如誤碼率計(jì)算的模塊。 9、調(diào)制解

47、調(diào)(Modulation)模塊分為數(shù)字調(diào)制和模擬調(diào)制，再細(xì)分又可分為相位調(diào)制、幅度調(diào)制和頻率調(diào)制。4. 基于Simulink的QPSK系統(tǒng)仿真分析4.1 QPSK信號(hào)的相干解調(diào)本課題采用MATLAB自帶的SIMULINK來設(shè)計(jì)QPSK解調(diào)的仿真過程，仿真如圖4-1所示。圖4-1 QPSK解調(diào)仿真圖1 正弦相干波產(chǎn)生器4.1.1 QPSK解調(diào)過程主要組件的功能及參數(shù)設(shè)置1 正弦相干載波產(chǎn)生器圖4-1 正弦相干載波產(chǎn)生器功能：如圖4-1所示此模塊組是實(shí)現(xiàn)給輸入的信號(hào)加相干正弦載波，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移。2 積分器及延時(shí)器圖4-5積分器和延時(shí)器的連接功能：如圖4-6所示此模塊組是實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行抽樣判決的作用。3 并/串轉(zhuǎn)換圖4-7 并/串轉(zhuǎn)換器功能：如圖4-7所示此模塊