实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验(参考)(3)

图3.4 ?f?4kHz时2FSK功率谱密度

信源的码元速率为1000Baud，对于2FSK已调信号功率谱密度曲线来说，当

图3.3 ?f?2kHz时2FSK功率谱密度

?f?1kHz时为单峰；当?f?2kHz时刚刚分离为双峰；当?f?4kHz为完全分离的双

峰。即，当?f小于码元速率两倍时，2FSK已调信号功率谱密度曲线为单峰，出现混叠现象；当?f等于两倍码元速率时，恰好出现双峰；当?f远远大于两倍码元速率时，功率谱密度曲线为双峰，频谱基本不再混叠。

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3.3 最小频移键控（MSK）

最小频移键控MSK二进制频移键控（2FSK）的改进，其Simulink 仿真模型如图3.5所示

从上图可以看出，与2FSK调制频谱相比，MSK 信号的频谱比较紧凑，在主瓣之外，频谱旁瓣的下降非常迅速。这说明MSK 信号的功率主要包含在主瓣之内。因此，MSK 信号比较适合在窄带信道中传输，对邻道的干扰也较小。

图3.6 MSK的仿真模型 图3.5 MSK的仿真模型

将信号源的Sample time 设为1/2，其余参数可参照2-FSK，两者参数类似。

3.4 二进制相移键控（2PSK）

利用随机整数信号发生器（Random Integer Generator）成生数字信号，利用Simulink 通信工具箱中提供了专门的BPSK 调制和解调模块，应用BPSK 调制模块能可方便地产生2PSK 信号，根据图3.7所示仿真框图。

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重要模块参数设置如下： 信源：m-ary number：2 Initial seed :12345 Sample time : 0.001 调制解调器：m-ary number：2

Inputtype：integer Phase rotation :pi/4

Output data type :double

信道、误码器、延时器、频谱器参数设置参考2FSK。

根据上述参数设置各模块，运行后，得出如下结果，系统的功率谱密度曲线如图3.8所示。

在数字调制中，2PSK（后面将会看到2DPSK也同样）的频谱特性与2ASK十分相似。相位调制和频率调制一样，本质上是一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字

图3.8 2PSK功率谱密度曲线 图3.7 2PSK仿真模型

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调相信号当作线性调制信号来处理了。但是不能把上述概念推广到所有调相信号中去。

3.5 二进制差分相移键控（2DPSK）

利用随机整数信号发生器（Random Integer Generator）成生数字信号，利用Simulink 通信工具箱中提供了专门的DBPSK 调制和解调模块，应用DBPSK 调制模块能可方便地产生2DPSK 信号，根据图3.9所示仿真框图。

图3.9 2DPSK仿真模型

重要模块参数设置：调制解调器：Phase rotation :pi/4 Output data type :double 其余参数与2PSK相同。

根据上述参数设置各模块，运行后，得出如下结果，系统的功率谱密度曲线如图3.10所示。

图3.10 2DPSK功率谱密度曲线

2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱；2DPSK与2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽Bs的两倍，2DPSK与2PSK信号频带利用率也相同。

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4 数字调制误码率的计算与分析

误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。如果有误码就有误码率。

另外，也有将误码率定义为用来衡量误码出现的频率。IEEE802.3标准为1000Base-T网络制定的可接受的最高限度误码率为10-10。这个误码率标准是针对脉冲振幅调制(PAM-5)编码而设定的,也就是千兆以太网的编码方式。

误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。各种不同规格的设备，均有严格的误码率定义，如通常视/音频双向光端机的误码率应该在：（BER）≤10E-9。

由于种种原因,数字信号在传输过程中不可避免地会产生差错。例如在传输过程中受到外界的干扰,或在通信系统内部由于各个组成部分的质量不够理想而使传送的信号发生畸变等。当受到的干扰或信号畸变达到一定程度时,就会产生差错。

什么是差错?在数据通信中,如果发送的信号是“1”,而接收到的信号却是“0”,这就是“误码”,也就是发生了一个差错。在一定时间内收到的数字信号中发生差错的比特数与同一时间所收到的数字信号的总比特数之比,就叫做“误码率”，也可以叫做“误比特率”。误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。

误码率=接收出现差错的比特数/总的发送的比特数。

误码率是最常用的数据通信传输质量指标。它表示数字系统传输质量的式是“在多少位数据中出现一位差错”。举例来说，如果在一万位数据中出现一位差错，即误码率为万分之一，即10E-4。

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