信號調(diào)制通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p>　　信號調(diào)制通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1前言部分（闡明課題的研究背景和意義）</p><p>　　本課題研究的是設(shè)計(jì)信號調(diào)制系統(tǒng)，之所以要設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目，是因?yàn)樾盘栒{(diào)制在人

2、們的生活中已經(jīng)不可分割了。信號調(diào)制在信號的傳輸中起了不可代替的作用。</p><p>　　很久很久以前，人們曾經(jīng)尋找各種方法，用來實(shí)現(xiàn)信號傳輸。例如，我們古代利用烽火來傳送邊疆報(bào)警信號，這種光信號的傳輸成為了我國最造的通信系統(tǒng)。1837年的莫爾斯發(fā)明了電報(bào)。后來在1876年，貝爾發(fā)明了電話，將聲信號轉(zhuǎn)換為點(diǎn)信號沿著導(dǎo)線直接傳送。19世紀(jì)，人們又開始研究用電磁波傳送無線電信號。[1]一直到今天，傳送信號的速度越來越

3、快，這些就是歸功于信號的快速傳輸。而信號的傳輸并非直接傳輸，而是要經(jīng)過特殊的處理之后，才能有效的，高速的，正確的接收到信號。而且，信號的長距離傳輸必定會損耗能量，影響最后的接收。</p><p>　　所以，為了減少在傳輸時(shí)的耗損，人們一般是先對傳輸信號進(jìn)行特殊處理，然后再傳遞。把原始的待傳信號托附到高頻振蕩的過程稱為調(diào)制，只有這樣，信號才能在載波的作用下，以極少的能量在傳輸過程中損耗，使接收端收到有效信。<

4、/p><p>　　首先我們必須對信號調(diào)制的概念要做個(gè)簡要的敘述：調(diào)制就是將我們所需的信號進(jìn)行加工處理，然后加載到高頻載波上，使它成為有益于信號傳播的形式的過程。其實(shí)說明白點(diǎn)就是使載波隨著信號而改變的技術(shù)。一般來說，我們所需的有用信號（信號源），存在直流分量和低頻頻率的分量，這信號叫作基帶信號?；鶐盘柺菬o法進(jìn)行長遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?，因?yàn)槟芰吭谥型局蟹浅Ｈ菀讚p耗的。所以必須要把低頻的基帶信號轉(zhuǎn)換成高頻的基帶信號來進(jìn)行傳播。而

5、這已變成的高頻率基帶信號就叫做調(diào)制信號，這個(gè)信號叫已調(diào)信號。調(diào)制信號就是通過改變高頻載波的幅度，相位，頻率，使它隨著基帶信號的改變而改變來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的。當(dāng)然，有調(diào)制，就肯定有解調(diào)，沒有解調(diào)的信號是不能接收使用的。而解調(diào)就是將信號從載波中提取出來，然后進(jìn)行一些處理是接收者使用。這里就對解調(diào)不做作詳細(xì)的介紹了。[2]</p><p>　　信號調(diào)制的作用不僅僅能減少信號在長遠(yuǎn)距離傳輸過程中所要消耗的能量，而且還有其它的作

6、用。由于天線的尺寸一定要與信號的波長相匹配，而低頻信號的波長很長，無法制作相對長度的天線尺寸，所以必須要對信號進(jìn)行調(diào)制處理，使信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l載波上而使波長變短，有利于天線的制作。</p><p>　　還有一個(gè)作用就是，將低頻信號調(diào)制到高頻信號可以實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。</p><p>　　調(diào)制技術(shù)主要用來將模擬信號或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成特殊的模擬信號。常用的模擬信號的調(diào)制技術(shù)有三種：（1）改變載波的振

7、幅稱振幅調(diào)制。（2）改變載波的頻率稱頻率調(diào)制。（3）改變載波的相位稱相位調(diào)制。[4]</p><p>　　在通信中，信號調(diào)制是必不可少的。調(diào)制在通信系統(tǒng)中有非常重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于傳播的高頻已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸可靠性和傳輸?shù)挠行杂兄艽蟮奶岣?，調(diào)制方式往往是決定一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。</p><

8、p>　　本課程設(shè)計(jì)是采用FPGA技術(shù)來完成信號調(diào)制通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所謂FPGA，全名是：Field－Programmable Gate Array。中文名叫：現(xiàn)場可編程門陣列。它是在CPL、PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的成果。它是作為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，不僅解決了定制電路的不足方面，而且克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。[3]</p><p>　　目前以硬件描述

9、語言（Verilog 或 VHDL）所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄到FPGA 上進(jìn)行測試，是一種現(xiàn)代 IC 設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。這些可編輯元件可以實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門電路或者復(fù)雜的組合功能，比如解碼器或數(shù)學(xué)方程式。在大部分的FPGA里面，這些可編輯的元件里也包含記憶元件例如觸發(fā)器（Flip－flop）或者其他更加完整的記憶塊。①</p><p>　　2主題部分（闡明課題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)

10、展方向，以及對這些問題的評述）</p><p>　　如今，信號調(diào)制這個(gè)技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展可以突飛猛進(jìn)。信號調(diào)制的方式在目前的開發(fā)中還只有存在兩種：它們分別是模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。其中，模擬調(diào)制系統(tǒng)，不僅我國，還有國外的其它國家都采用兩種調(diào)制方法：幅度調(diào)制（線性調(diào)制），角度調(diào)制（非線性調(diào)制）。而在幅度調(diào)制中采用了雙邊帶調(diào)制（DSB）、單邊帶調(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制。另一個(gè)調(diào)制角度調(diào)制則采用了頻率調(diào)制（FM）。這么

11、多種類的調(diào)制方式，完全可以在各種領(lǐng)域中得到應(yīng)用了。不僅調(diào)制方式有多種，連信號調(diào)制通信系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)也層出不窮。目前最流行的技術(shù)是一種基于DDS技術(shù)的通信信號調(diào)制。所謂DDS，就是直接數(shù)字頻率合成。它首先由J.Tierncy提出的。它是以數(shù)字信號處理理論為基礎(chǔ)的，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種信得全數(shù)字技術(shù)的頻率合成方法。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，DDS技術(shù)有了飛速的發(fā)展，逐漸成為了最重要的頻率合成技術(shù)了。[5][6]</p&

12、gt;<p>　　正巧，利用FPGA可實(shí)現(xiàn)DDS技術(shù)的信號調(diào)制。而FPGA也是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，兩種應(yīng)用最廣泛的技術(shù)的完美組合，使通信信號調(diào)制技術(shù)突飛猛進(jìn)。[7]</p><p>　　目前，Altera公司，Xilinx公司，Actel公司和Lattice公司都推出了FPGA技術(shù)。他們是FPGA的領(lǐng)頭羊。其中Altera公司和Xilinx公司主要生產(chǎn)一般用途FPGA，其主要產(chǎn)品采用RAM工藝

13、。，Actel公司主要提供非易失性FPGA，產(chǎn)品主要基于反熔絲工藝和FLASH工藝。[8]</p><p>　　調(diào)制在電子通信學(xué)中是非常重要的。其發(fā)展方向是：①由于數(shù)字業(yè)務(wù)的不斷增加，數(shù)字通信系統(tǒng)的容量需要不斷擴(kuò)充，這就必須發(fā)展超高速率的數(shù)字調(diào)制技術(shù)；②為了充分利用無線電頻譜資源，要求進(jìn)一步研究頻譜效率高的和誤碼率低的調(diào)制方式；③在相干光通信和光盤存儲設(shè)備方面，光相位調(diào)制、頻率調(diào)制和偏振調(diào)制等的研究也是重要的研究

14、課題。[9]</p><p>　　不僅如此，隨著通信技術(shù)的進(jìn)步和調(diào)制方式的發(fā)展，自然在通信信號調(diào)制的模式中也不斷面臨挑戰(zhàn)，研究者嘗試著將各種新方法、新技術(shù)、新工具和新理論運(yùn)用于其中，以期望能有更好的識別效果。當(dāng)然，也還有很多問題或不足的方面仍需要進(jìn)一步的研究：</p><p>　　(1)如何提高有限樣本特別是小樣本情況下不同調(diào)制類型信號的識別率；</p><p>　

15、　(2)如何提高大信噪比變化范圍內(nèi)特別是低信噪比情況下不同調(diào)制類型信號的識別率；</p><p>　　(3)基于現(xiàn)代信號處理方法尋找計(jì)算量更小、識別性能更好的新識別特征參數(shù)；</p><p>　　(4)目前對通信信號調(diào)制識別的研究是在同一接收信道中同時(shí)只存在一個(gè)信道的前提下進(jìn)行的；[10]</p><p>　　隨著無線電通信技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)通信信號的現(xiàn)

16、象難以避免，如何實(shí)現(xiàn)對共信道的多個(gè)通信信號的調(diào)制模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識別，值得進(jìn)一步研究；</p><p>　　(5)調(diào)制識別方法在軟件無線電中的應(yīng)用，也是一個(gè)值得研究的方向。利用軟件無線電、自動(dòng)化控制技術(shù)，結(jié)合硬件解調(diào)及數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)信號的自動(dòng)接收和解調(diào)，具有重要的應(yīng)用前景。</p><p>　　3總結(jié)部分（將全文主題進(jìn)行扼要總結(jié)，提出自己的見解并對進(jìn)一步的發(fā)展方向做出預(yù)測）</p>

17、<p>　　本文主要介紹了通信信號調(diào)制的作用和調(diào)制的方法。21世紀(jì)是信息化時(shí)代，也就是說是信息高速傳送的時(shí)代，信息的傳送就必須依靠信號的調(diào)制這一必不可少的通信技術(shù)。假設(shè)沒有了信號的調(diào)制，就無法使發(fā)送端的信號傳送到接收端了，更不用說是在宇宙中的信號傳送了這樣，我們生活中的所有電腦，手機(jī)，電視機(jī)，收音機(jī)等都將成為廢鐵，只能靠報(bào)紙緩慢的傳播信息了，就等于我們又回到了100年前的時(shí)代了。所以說，信號調(diào)制的作用是無可厚非的，也是無可

18、取代。[11][12]</p><p>　　或許有人會認(rèn)為，既然已經(jīng)有了信號調(diào)制技術(shù)，就不用再在這方面研究了。那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。隨著科技的發(fā)展，從簡單的文字信息發(fā)展到語音信息，再到視圖信號，而調(diào)制不同信號種類的方法也截然不同，從文字信號到視圖信號對應(yīng)的調(diào)制方法技術(shù)逐漸提高。前者的調(diào)制方法無法調(diào)制后者信號。所以調(diào)制方式要與信號源一一對應(yīng)。[13]目前，我們無法預(yù)測將來的信號是以什么形式出現(xiàn)，所以我們對未來的調(diào)制技術(shù)也

19、是未知數(shù)，這就要求我們繼續(xù)不斷的研究來適應(yīng)新型的信號源。</p><p>　　不僅如此，現(xiàn)在全球提倡節(jié)能。因此我們還須努力研究如何降低信號調(diào)制通信系統(tǒng)的功耗，使功耗盡可能達(dá)到最低。[14][15]</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄭君里，楊為理.信號與系統(tǒng).高等教育出版社.2008.</p>

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