浅谈电子信号下数字仿真的研究与分析

程世进

摘 要：在当今社会中，由于无线通信技术的不断进步，从而使得数字信号模拟信号得到了很大的关注。与模拟信号相比，数字信号往往可以展现出更加优越的系统性能。因此，关于数字信号的调制技术的研究，自然得到更多研究学者的青睐。本文主要针对电子信号下数字仿真展开研究与分析，希望本文的理论研究可以促进无线通信领域的进一步发展，同时也能够为相关领域的理论研究提供理论参考。

关键词：无线通信；电子信号；MATLAB

1 引言

在最近几年时间里，由于电子信息技术得到迅猛的发展，其中互联网的研究自然得到了很大的关注。早在上个世纪的八十年代，美国许多的研究学者便对于无线通信展开大量的理论研究，其中尤其是对于数字通信调制技术，将其推至非常高的研究地位。在当前信息与通信学科的教学过程中，动态的系统仿真软件matlab的得到了广泛的探讨与研究，并且可以很好的给出实际的仿真波形图。因此在本文接下來的研究中，我们主要是针对当前电子信号下数字仿真展开理论性的研究与分析，希望可以为相关领域的理论研究做出铺垫。

2 电子信号的调制解调原理

结合过去的研究可以知道，电子信号的调制解调可以分为以下这么几个方面：

（1）将输入的二进制序列按奇位、偶位进行串并转换。

（2）根据DMR标准中的符号和比特的对应关系表1，将二进制的0、1序列映射为相应的四电平符号流。

就现实情况来说，我们在分析信号的解调过程的时候，为了研究的方便，可以将其理解成是调制的反过程。当信号经过无线信道到达接收端的时候，我们可以采用解调器来对信号实现解调操作。因此可以发现，在过去的数字调制过程中，大多数都是采用相干解调方式来对于信号进行处理。如果说解调之后的信号再经过滤波器进行处理的话，再经抽样判决的话就能够准确的输出四电平符号。解调框图可以整理如下图1所示：

正如前文所述，在整个数字调制仿真过程中，4FSK与2FSK相比可以呈现出更为理想系统性能。因此在本文接下来的研究中，我们主要将研究重点放在4FSK上。

3 电子信号的调制系统硬件设计

在并转换电路图中，串并转换模块电路主要是由二位移位寄存器以及对称式多谐振荡器构成的。就现实情况来说，对称式多谐振荡器主要还是用来形成移位脉冲以及串行输入信号的。此时如果我们以第一个触发器FF0举例来研究的话，当其输入端接收串行输入信号的话，对于其他的寄存器来说，输入端也会和前一个触发器的Q端进行连接。

结合数字电路的相关知识我们可以发现，假设一个CP的上升沿达到输出端的新状态的时候，那么就一定出产生某种程度上的时延。由此我们可以得出结论，假设系统的所有CP的上升沿同时作用于所有的触发器的话，那么他们的输入端并不会发生根本性的变化。此时，FF1的系统状态，则是由Q0原来的状态进行反转。

4电子信号数字仿真的结果分析

4.1 MATLAB仿真平台介绍

为了能够准确验证上述系统是否有效，在本章节的研究中，我们采用matlab仿真软件，对于4FSK调制解调过程中的详细结果做出分析研究。

4.2 调制过程仿真

先将截取的二进制比特流，根据奇数位偶数位来分开，再按照前面所述的映射关系，将二进制序列映射为四电平符号，得到的四电平符号局部如下图2所示：

结合上述图1我们可以发现，当对四电平符号进行插值滤波，并进行平滑滤波后得到输入调制信号m（n），滤波器即为前面介绍的平方根升余弦滤波器。

除此之外，插值滤波后生成的局部的与上述四电平符号对应的输入调制信号m（n）显示如下图3：

4.3解调过程仿真

当电子信号在无线信道中传输时，由于存在多径效应，因此信号会产生很大程度上的干扰。此时，我们在分析接收端电子信号的时候，一定要人为的加上一个高斯白噪声。接下来，我们才能够对于电子信号实现解调操作。就现实情况来说，为了能够最大程度上方便我们关于仿真图的分析，我们主要采用解调后得到的信号的频谱；与此同时，我们还取了整个信号频谱的绝对值。详细如下图4所示：

对产生的解调后信号每8点取一个抽样点，得一新序列，对按下面三个门限+2，0，-2依次进行抽样判决，即可得到解调后的四电平符号。

5 结 论

综上所述，在对于数字电路系统的设计过程中，我们不仅仅是分析电路的设计思路，同时还采用matlab仿真软件对其进行验证。本文主要针对当前matlab的电子信号仿真系统展开理论性的分析，从多个角度出发，我们做出细节的系统设计，希望可以促进无线通信领域的进一步发展，同时也能够为相关领域的理论研究提供理论参考。

参考文献：

[1] 胡泽文.基于FPGA的FSK数字调制系统设计[J]. 硕士毕业论文，电子科技大学，2011.

[2] 吴金； 周震； 张麟.一种新颖的1.5 V CMOS 4FSK解调电路[J]. 固体电子学研究与进展，2003，9（9）：93-94.

[3] 张媛媛； 谢小光，4FSK调制解调器建模仿真与抗噪声性能分析[J]. 数字技术应用，2016，5（9）：93-94.

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