淺談電子信號下數字仿真的研究與分析

程世進

摘 要：在當今社會中，由于無線通信技術的不斷進步，從而使得數字信號模擬信號得到了很大的關注。與模擬信號相比，數字信號往往可以展現出更加優越的系統性能。因此，關于數字信號的調制技術的研究，自然得到更多研究學者的青睞。本文主要針對電子信號下數字仿真展開研究與分析，希望本文的理論研究可以促進無線通信領域的進一步發展，同時也能夠為相關領域的理論研究提供理論參考。

關鍵詞：無線通信；電子信號；MATLAB

1 引言

在最近幾年時間里，由于電子信息技術得到迅猛的發展，其中互聯網的研究自然得到了很大的關注。早在上個世紀的八十年代，美國許多的研究學者便對于無線通信展開大量的理論研究，其中尤其是對于數字通信調制技術，將其推至非常高的研究地位。在當前信息與通信學科的教學過程中，動態的系統仿真軟件matlab的得到了廣泛的探討與研究，并且可以很好的給出實際的仿真波形圖。因此在本文接下來的研究中，我們主要是針對當前電子信號下數字仿真展開理論性的研究與分析，希望可以為相關領域的理論研究做出鋪墊。

2 電子信號的調制解調原理

結合過去的研究可以知道，電子信號的調制解調可以分為以下這么幾個方面：

（1）將輸入的二進制序列按奇位、偶位進行串并轉換。

（2）根據DMR標準中的符號和比特的對應關系表1，將二進制的0、1序列映射為相應的四電平符號流。

就現實情況來說，我們在分析信號的解調過程的時候，為了研究的方便，可以將其理解成是調制的反過程。當信號經過無線信道到達接收端的時候，我們可以采用解調器來對信號實現解調操作。因此可以發現，在過去的數字調制過程中，大多數都是采用相干解調方式來對于信號進行處理。如果說解調之后的信號再經過濾波器進行處理的話，再經抽樣判決的話就能夠準確的輸出四電平符號。解調框圖可以整理如下圖1所示：

正如前文所述，在整個數字調制仿真過程中，4FSK與2FSK相比可以呈現出更為理想系統性能。因此在本文接下來的研究中，我們主要將研究重點放在4FSK上。

3 電子信號的調制系統硬件設計

在并轉換電路圖中，串并轉換模塊電路主要是由二位移位寄存器以及對稱式多諧振蕩器構成的。就現實情況來說，對稱式多諧振蕩器主要還是用來形成移位脈沖以及串行輸入信號的。此時如果我們以第一個觸發器FF0舉例來研究的話，當其輸入端接收串行輸入信號的話，對于其他的寄存器來說，輸入端也會和前一個觸發器的Q端進行連接。

結合數字電路的相關知識我們可以發現，假設一個CP的上升沿達到輸出端的新狀態的時候，那么就一定出產生某種程度上的時延。由此我們可以得出結論，假設系統的所有CP的上升沿同時作用于所有的觸發器的話，那么他們的輸入端并不會發生根本性的變化。此時，FF1的系統狀態，則是由Q0原來的狀態進行反轉。

4電子信號數字仿真的結果分析

4.1 MATLAB仿真平臺介紹

為了能夠準確驗證上述系統是否有效，在本章節的研究中，我們采用matlab仿真軟件，對于4FSK調制解調過程中的詳細結果做出分析研究。

4.2 調制過程仿真

先將截取的二進制比特流，根據奇數位偶數位來分開，再按照前面所述的映射關系，將二進制序列映射為四電平符號，得到的四電平符號局部如下圖2所示：

結合上述圖1我們可以發現，當對四電平符號進行插值濾波，并進行平滑濾波后得到輸入調制信號m（n），濾波器即為前面介紹的平方根升余弦濾波器。

除此之外，插值濾波后生成的局部的與上述四電平符號對應的輸入調制信號m（n）顯示如下圖3：

4.3解調過程仿真

當電子信號在無線信道中傳輸時，由于存在多徑效應，因此信號會產生很大程度上的干擾。此時，我們在分析接收端電子信號的時候，一定要人為的加上一個高斯白噪聲。接下來，我們才能夠對于電子信號實現解調操作。就現實情況來說，為了能夠最大程度上方便我們關于仿真圖的分析，我們主要采用解調后得到的信號的頻譜；與此同時，我們還取了整個信號頻譜的絕對值。詳細如下圖4所示：

對產生的解調后信號每8點取一個抽樣點，得一新序列，對按下面三個門限+2，0，-2依次進行抽樣判決，即可得到解調后的四電平符號。

5 結 論

綜上所述，在對于數字電路系統的設計過程中，我們不僅僅是分析電路的設計思路，同時還采用matlab仿真軟件對其進行驗證。本文主要針對當前matlab的電子信號仿真系統展開理論性的分析，從多個角度出發，我們做出細節的系統設計，希望可以促進無線通信領域的進一步發展，同時也能夠為相關領域的理論研究提供理論參考。

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