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摘要：介紹了BPSK，QPSK，16PSK，FSK，MSK及GMSK 6種數(shù)字調(diào)制方式的特點(diǎn)，采用Matlab中的Simulink建立了各種調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)DS/FH混合擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真模型。重點(diǎn)研究了跳/擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在具有掃頻干擾、跟蹤干擾以及兩者共存的環(huán)境下，采用不同調(diào)制方式時(shí)抗干擾性能的差異，并通過仿真計(jì)算誤碼率給出比較結(jié)果，由此得到的結(jié)論是：3種相移鍵控中的BPSK抗干擾性能最好，3種頻移鍵控中的2FSK抗干擾性能最好，并且BPSK的抗干擾性能優(yōu)于2FSK。

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關(guān)鍵詞：DS/FH混合擴(kuò)頻；數(shù)字調(diào)制；掃頻干擾；跟蹤干擾；Simulink仿真

中圖分類號(hào)：TN91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-3824(2014)04-0006-03

0引言

數(shù)字調(diào)制是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中一個(gè)極其重要的組成部分，采用什么樣的調(diào)制方式將直接影響到通信系統(tǒng)的性能[1]。本文選取了在跳擴(kuò)頻通信電臺(tái)中常用的、具有代表性的幾種調(diào)制方式，如BPSK，QPSK，16PSK，2FSK，MSK和GMSK調(diào)制方式，分析它們的特點(diǎn)以及在DS/FH超短波通信電臺(tái)實(shí)際應(yīng)用中的抗干擾能力，著重研究在相同的仿真環(huán)境下采用不同調(diào)制方式對(duì)DS/FH通信系統(tǒng)抗掃頻干擾[2]和跟蹤干擾[3]性能的影響并進(jìn)行比較，給出結(jié)論。

1幾種數(shù)字調(diào)制方式

擴(kuò)跳頻通信系統(tǒng)中主要采用數(shù)字調(diào)制?；镜亩M(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有幅移鍵控(2ASK)、頻移鍵控(2FSK)和相移鍵控(2PSK或BPSK)，其中應(yīng)用最廣泛的是BPSK[4-5]。

在二進(jìn)制鍵控體制中，每個(gè)碼元只能傳輸1bit的信息，為了使每個(gè)碼元能夠攜帶更多的信息量，進(jìn)而提高傳輸效率，又在二進(jìn)制鍵控體制的基礎(chǔ)上發(fā)展出了多進(jìn)制鍵控體制[6]，例如文章仿真中所用到的正交相移鍵控(4PSK或QPSK)以及十六進(jìn)制相移鍵控(16PSK)，它們與BPSK相比提高了傳輸?shù)念l帶利用率[7]。

由于2FSK調(diào)制在基帶信號(hào)變換時(shí)會(huì)引起載波的相位突變等問題，便發(fā)展出MSK(最小頻移鍵控)調(diào)制，它是恒包絡(luò)信號(hào)，功率譜性能好，具有較強(qiáng)的抗噪聲干擾能力，且比2FSK的傳輸帶寬小，廣泛應(yīng)用于目前的無線移動(dòng)通信等現(xiàn)代通信技術(shù)中[89]。

為了進(jìn)一步降低傳輸帶寬，又進(jìn)一步發(fā)展出GMSK(高斯?jié)L降最小頻移鍵控)。GMSK是MSK的改進(jìn)技術(shù)，是在基帶碼流進(jìn)入VCO(壓控振蕩器)之前，先以預(yù)調(diào)制高斯濾波器進(jìn)行處理，它具有恒包絡(luò)、相位連續(xù)的特點(diǎn)。GMSK調(diào)制后的信號(hào)功率譜主瓣窄，帶外衰減快，對(duì)鄰道的干擾小，頻譜效率較高[10-11]。

2仿真模型的建立

基于Simulink的DS/FH混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型如圖1所示。其中，在信道中疊加了掃頻干擾和跟蹤干擾，即圖1中的“saopin”模塊與“genzong”模塊。仿真過程中，既可以對(duì)單獨(dú)疊加掃頻干擾或者跟蹤干擾的系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真研究，也可以對(duì)同時(shí)疊加掃頻干擾與跟蹤干擾的系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真研究。

BPSK信息調(diào)制的仿真模型對(duì)應(yīng)圖1中的random integer generator及MPSK模塊。random integer generator模塊產(chǎn)生二進(jìn)制隨機(jī)比特序列，并且在如圖2所示的此模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，由參數(shù)sample time的值來決定信息比特的寬度。

QPSK，16PSK，2FSK，MSK和GMSK調(diào)制方式在仿真建模中主要由simulink中的modulator以及對(duì)應(yīng)的demodulator模塊來實(shí)現(xiàn)，modulator模塊如圖3所示。對(duì)不同調(diào)制方式仿真時(shí)，僅需對(duì)圖1中的相應(yīng)模塊進(jìn)行替換即可。其中，BPSK，QPSK和16PSK調(diào)制模塊皆可由simulink中的MPSK modulator baseband模塊實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。不同進(jìn)制的調(diào)制方式只需對(duì)圖4中Mary numberr的值作相應(yīng)修改即可。對(duì)應(yīng)的解調(diào)模塊的參數(shù)與調(diào)制模塊的參數(shù)一一對(duì)應(yīng)。

3.1仿真條件說明

為便于比較誤碼率，對(duì)于跳/擴(kuò)頻通信系統(tǒng)除調(diào)制模塊外，其它模塊均保持不變，即相同的信號(hào)源和擴(kuò)頻序列(同階m序列)、相同的擴(kuò)頻增益(10倍)和跳速(600跳/s)等，從而保證系統(tǒng)的仿真條件一致。

3.2仿真結(jié)果與比較

3.2.1在掃頻干擾環(huán)境下的比較

對(duì)跳/擴(kuò)頻系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下抗掃頻干擾的誤碼率進(jìn)行比較，其仿真結(jié)果如圖5所示。從圖5中可以看出，在相移鍵控中，BPSK調(diào)制的誤碼率最低，并且在10 dB附近誤碼率迅速下降為0，接下來依次是QPSK調(diào)制、16PSK調(diào)制；在頻移鍵控中，2FSK調(diào)制的誤碼率要低于MSK調(diào)制和GMSK調(diào)制，并且MSK調(diào)制以及GMSK調(diào)制的誤碼率曲線基本重合；另外BPSK調(diào)制的誤碼率要低于2FSK調(diào)制。

3.2.2在跟蹤干擾環(huán)境下的比較

對(duì)跳/擴(kuò)頻系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下抗跟蹤干擾的誤碼率進(jìn)行比較，其仿真結(jié)果如圖6所示。從圖6中可以看出，在相移鍵控中，BPSK調(diào)制的誤碼率最低，接下來依次是QPSK調(diào)制、16PSK調(diào)制；在頻移鍵控中，2FSK調(diào)制的誤碼率要低于MSK調(diào)制和GMSK調(diào)制，并且MSK調(diào)制以及GMSK調(diào)制的誤碼率曲線基本重合；BPSK調(diào)制的誤碼率要低于2FSK調(diào)制。

3.2.3在掃頻干擾和跟蹤干擾環(huán)境下的比較

對(duì)跳/擴(kuò)頻系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下抗掃頻干擾和跟蹤干擾的誤碼率進(jìn)行比較，其仿真結(jié)果如圖7所示。從圖7中可以看出，在相移鍵控中，BPSK調(diào)制的誤碼率最低，并且在10 dB附近誤碼率迅速下降為0，接下來依次是QPSK調(diào)制、16PSK調(diào)制；在頻移鍵控中，2FSK調(diào)制的誤碼率要低于MSK調(diào)制和GMSK調(diào)制，并且MSK調(diào)制以及GMSK調(diào)制的誤碼率曲線基本重合；另外BPSK調(diào)制的誤碼率要低于2FSK調(diào)制。 　　4結(jié)論

文章介紹了6種不同的數(shù)字調(diào)制方式特點(diǎn)，并對(duì)Simulink中信息調(diào)制模塊的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了說明，討論了DS/FH混合擴(kuò)頻系統(tǒng)在不同調(diào)制方式的下分別對(duì)抗3種干擾情況，即存在掃頻干擾、跟蹤干擾以及2種干擾共存時(shí)的抗干擾能力。仿真發(fā)現(xiàn)，在其它參數(shù)一定的情況下，3種相移鍵控中的BPSK調(diào)制抗干擾性能最好，3種頻移鍵控中的2FSK調(diào)制抗干擾性能最好，并且BPSK調(diào)制下的抗干擾性能要優(yōu)于2FSK調(diào)制；另外單就BPSK而言，在3種干擾環(huán)境下，同時(shí)加入掃頻干擾與跟蹤干擾時(shí)的系統(tǒng)抗干擾性能最好，而對(duì)16PSK，MSK以及GMSK調(diào)制而言，3種干擾環(huán)境下的系統(tǒng)抗干擾性能總體變化不大。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉立林，胡世安，司兵.幾種數(shù)字調(diào)制方式的仿真與分析[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35(9)：95-98.

[2]席有猷，程乃平.直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)多音掃頻干擾性能分析[J].電訊技術(shù)，2011，51(12)：9-12.

[3]閆云斌，全厚德，崔佩璋.GMSK跳頻通信跟蹤干擾性能分析[J].通信與網(wǎng)絡(luò)，2012，38(5)：109-112.

[4]趙剛.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)用仿真技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[5]何秋生，郝建軍，李輝，等.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)研究[J].電視技術(shù)，2006(11)：82-85.

[6]樊昌信.通信原理教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[7]張鈺磊，姜生瑞.QPSK中頻全數(shù)字解調(diào)器的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)試，2012，(11)：42-47.

[8]李逸.2FSK，MSK，GMSK調(diào)制性能的比較及其Matlab/simulink仿真[J].無線互聯(lián)科技，2012，(8)：50-51.

[9]張揚(yáng)，龔金忠.軟件無線電中MSK調(diào)制技術(shù)的仿真研究[J].無線電工程，2013，43(2)：14 -15.

[10]張騫，邵寶杭.一種基于軟件無線電思想的GMSK調(diào)制設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012，20(19)：151-153.

[11]姚文華，秦開宇，李志強(qiáng).軟件無線電中MSK與GMSK信號(hào)分析與優(yōu)化[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009(23)：47-49.

(責(zé)任編輯張誠(chéng))

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的matlab不同调制方式下性能比较,用不同调制方式实现跳/扩频混合通信的抗干扰性能...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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