通信原理大作业-4ASK数字通信系统性能仿真
通信系统仿真（精）
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
通信原理课程设计--数字传输系统仿真
通信原理课程设计--数字传输系统仿真通信原理课程设计摘要本⽂主要是利⽤MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为各个模块进⾏相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进⾏波形分析(眼图)及系统的性能评价(分析误码率).关键词2FSK MATLAB 调制解调噪声Summary引⾔设计⽬的及任务要求1．学习使⽤计算机建⽴通信系统仿真模型的基本⽅法及基本技能，学会利⽤仿真的⼿段对于实⽤通信系统的基本理论、基本算法进⾏实际验证；2．学习现有流⾏通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使⽤⽅法，学会使⽤这些软件解决实际系统出现的问题；3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
4.. ⽤MATLAB7.0 设计⼀种2FSK数字调制解调系统。
课程设计内容⽤MATLAB7.0进⾏仿真设计,本次是设计⼀个2FSK数字调制解调系统。
其中包括:（1）设计⽅案分析及系统原理图1（2）2FSK已调信号的解调⽅法及原理图第⼀章:2FSK数字系统的调制和解调的原理图.1.1 2FSK数字系统的调制原理图.2FSK调制就是使⽤两个不同的频率的载波信号来传输⼀个⼆进制信息序列。
可以⽤⼆进制“1”来对应于载频f1，⽽“0”⽤来对应于另⼀相载频w2的已调波形，⽽这个可以⽤受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独⽴的频率源w1、f2进⾏选择通。
如下原理图：1.2 2 FSK的解调⽅式2FSK的解调⽅式有两种:相⼲解调⽅式和⾮相⼲解调⽅式.下⾯我们将详细的介绍:2通信原理课程设计1.2.1 ⾮相⼲解调经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输⼊到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输⼊信号。
数字通信系统的性能分析与仿真
数字通信系统的性能分析与仿真
近年来，数字通信系统由于其良好的信息传输特性及其可靠的数字信号传输能力而被广泛应用于诸如视频、语音、图像、信息等数据的传输，变得越来越重要。
此外，在有形系统对于抗干扰能力的要求越来越高的今天，通过对数字通信系统的性能进行分析与仿真，使其能够获得良好的信号传输性能。
首先，要对数字通信系统的信号传输性能进行分析，需要考虑到在系统中传输过程中可能存在的信道衰落、噪声等外来因素，以及可能造成信号伪影的相关因素，对这些因素进行分析并按照信号传输性能的要求控制它们的数量，可以有效的提高信号传输的质量。
其次，建立仿真系统，通过不断地进行系统仿真，将会有效的评估系统的信号传输性能，并且可以及时发现系统可能存在的问题，从而有效改进系统的性能。
此外，对于数字通信系统的性能分析与仿真，也可以通过采用信号误码率而观察系统抗干扰能力的方式，来评估系统在良好和不良信道环境下的数字信号传输能力，综合这些参数可以有效的了解数字通信系统的抗干扰性能。
最后，为了充分发挥数字通信系统的信号传输性能，还需要对系统的传输带宽进行调整，这样在系统的各个层级中，每层的带宽分配就会及时得到改善，从而使数字信号能够得到最大化的传输能力。
综上所述，对数字通信系统的性能分析与仿真非常重要，通过分析外界因素，建立仿真系统，采用误码率等方式对数字通信系统进行
性能分析，以及对系统中各个层级的带宽分配进行调整，将会有效的提高系统的信号传输性能，而实现可靠的数字信号传输。
为了有效利用数字通信系统的传输能力，以及获得更好的信号传输性能，数字通信系统的性能分析与仿真是非常必要的一步。
数字通信原理与技术报告(4ASK和4PSK)
4PSK和4ASK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。
（1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。
（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。
三、程序和实验结果：（1）4PSK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0]input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u)endt=t+Tendgridhold off实验结果：（2）4ASK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1] input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=0;plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=2*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=3*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)endt=t+Tgrid;end四、实验结果分析：由4PSK和4ASK的图形我们可以发现，他们的共同点是：（1）每个码元含有2b的信息。
数字通信系统的设计与仿真
数字通信系统的设计与仿真摘 要：本次设计的是一种数字通信系统，该通信系统主要采用数字信源为输入、交织编码译码技术、MP 信道、2FSK 的调制和非相干解调技术。
利用system view 对系统进行仿真，并分析眼图和误码率。
关键字：system view,仿真，数字通信1 数字通信系统基本原理1.1 数字通信系统的模型图1 数字通信系统的模型1.2 信息源它的作用是把各种消息转换为原始电信号，信源分为模拟信源和数字信源。
本文的输入信号采用模拟信源，通过A/D 转换把输入的模拟信号转换为数字信号，模拟信号转化为数字信号包括三个步骤：抽样、量化和编码。
模拟信号首先被抽样。
通常抽样是按照等时间间隔进行的，虽然在理论上并不是必须如此的。
模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但是其取值仍然是连续的，所以是离散模拟信号。
第二步是量化。
量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值是离散的。
故量化信号已是数字信号了，它可以看成是多进制的数字脉冲信号。
第三步是编码。
第一步抽样的定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率<H f 且带宽受到限制时，则以间隔时间为1/2H T f 的周期性冲击脉冲对它抽样时，()m t 将被这些抽样值所安全确定。
由于抽样时间间隔相等。
），低通滤波107中的最低频率是10Hz ，108的增益为300Hz 。
即奈奎斯特的定理。
第二步：量化。
模拟信号的抽样值为m(KT)，其中T 是抽样周期，k 是整数。
量化原理公式：,()q i m kT q =≤i-1i 当m m(kT)<m （1.1-2）在非均匀量化时，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。
信号抽样值小时，量化间隔 v 也小；信号抽样值大时，量化间隔 v 也大。
非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，先将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。
其压缩是用一个非线性电路将输入电压x 变换成输出电压y ：()x y f= （1.1-3） 第三步：通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的过程，称为脉冲编码调制。
信号与系统大作业之通信系统仿真
信号与系统大作业之通信系统仿真【背景知识】复用是通信系统中出于提高信息传输的速率以及节约资源的考虑，用一条高速的信道来传递许多低速信道汇集的信息，从而实现多路信息同时传输，提高效率。
从发展的过程来看，通信系统主要经历了频分/时分/码分三个过程，开始是应用于模拟通信的FDM，后来由于出现了重要的PCM（脉冲编码调制）技术，TDM开始应用于数字通信，再到现在的CDM，以及光通信中的WDM，复用技术已经成为了通信领域不可缺少的一部分。
【仿真内容】FDMA部分【基本原理】FDMA的基本流程：信号→调制→信道→解调由于FDMA采用的是通过分配不同的频带来实现信号的多路传输，因而可以通过Flourier变换的频移性质来搬移频谱，这是线性调制的主要思想。
频移性质：其中F(·)代表Flourier变换。
FDM有很多种调制方法，如标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。
标准调幅的方法最简单，是用一个有直流分量（满足）的载波传递信号，解调时采用包络检波即可。
但是这样的载波本身就占用了一部分发射功率，是一种浪费。
同时由于调制后的信号有低频分量，从而为了防止频谱混叠，载波的频率必须高于二倍的调制信号频率。
抑制载波双边带调制的方法主要是使直流分量为0。
这样可以使调制后的信号在零频附近为0，而且不至于造成直流功率的浪费。
但是此时不能进行包络检波，所以只能采用同步解调的方法。
即再乘同频同相的载波信号，再通过低通滤波得到原信号的1/2倍。
这是由决定的。
单边带和残留边带的思想基本一致。
即信号调制后，上下边带是对称的，携带完全相同的信息，因而只要传输一个边带即可。
对于单频的信号，由将cos项称为同相分量，sin项称为正交分量，则只要有相移的网络即可产生单边带的信号。
类似可以证明，对于多频率分量的信号，只要有宽带的相移网络，对于正频率相移，负频率相移，即希尔伯特变换，也可以实现信号的单边带传输。
通信原理仿真作业
通信原理仿真作业一、任务描述：本次通信原理仿真作业旨在通过使用仿真软件，模拟通信系统的运行过程，探究信号传输、调制解调、信道传输等原理，并进行相关参数的分析和优化。
具体任务包括以下几个方面：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个基本的通信系统，并模拟信号在传输过程中的衰减、噪声等情况。
通过观察信号的变化，分析信号传输质量。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，将模拟信号转换为数字信号，并进行解调还原。
通过仿真软件模拟调制解调过程，观察信号的频谱特性和传输效果。
3. 信道传输仿真：模拟信号在不同信道条件下的传输情况，包括理想信道、多径衰落信道等。
通过调整信道参数，观察信号的传输特性和误码率等指标。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，并分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系。
优化系统参数，提高信号传输质量。
二、任务执行：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个通信系统，包括信源、信道和接收端。
设置合适的信号频率、幅度和相位等参数，模拟信号的传输过程。
观察信号在传输过程中的衰减、噪声等情况，并记录相关数据。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，如调幅（AM）、调频（FM）或调相（PM），将模拟信号转换为数字信号。
设置调制参数，如载波频率、调制指数等，并进行仿真。
观察调制后信号的频谱特性和传输效果，记录相关数据。
进行解调仿真，将调制后的信号还原为模拟信号。
调整解调参数，如解调滤波器的带宽等，观察解调效果，并记录相关数据。
3. 信道传输仿真：选择不同的信道模型，如理想信道、多径衰落信道等，并设置相应的信道参数。
将调制后的信号输入信道进行传输仿真，观察信号的传输特性和变化情况。
记录相关数据，如信道响应、信号衰减、多径干扰等。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，调整信噪比、信道带宽等参数，并记录误码率随参数变化的情况。
分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系，找出影响误码率的主要因素。
数字通信计算机仿真课程设计报告ask
数字通信计算机仿真课程设计报告一、引言数字通信是现代通信技术中的重要分支，其通过数字信号的传输实现信息传递。
计算机仿真技术在数字通信中扮演着重要的角色，可以帮助我们更好地理解通信系统的性能，以及优化系统设计。
本课程设计的主要目标是使用计算机仿真技术，对数字通信系统进行模拟和分析。
二、系统概述在本设计中，我们主要关注一个基本的数字通信系统，包括信源、调制器、信道、解调器和信宿等部分。
信源负责产生原始信号，调制器将原始信号转换为适合在信道中传输的调制信号，信道是传输信号的媒介，解调器将接收到的信号解调回原始信号，最后由信宿接收。
三、仿真设计1.信源：生成随机二进制数据作为信源。
2.调制器：使用QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制。
3.信道：模拟加性白高斯噪声（AWGN）信道。
4.解调器：使用QPSK解调。
5.信宿：分析接收到的数据，计算误码率（BER）。
四、仿真结果在仿真过程中，我们得到了不同信噪比（SNR）下的误码率。
通过分析这些数据，我们可以了解系统的性能，以及如何优化系统设计。
以下是部分仿真结果的图表：图1：误码率与信噪比关系图（请在此处插入图表）五、结论通过计算机仿真，我们能够有效地模拟和分析数字通信系统的性能。
在本设计中，我们主要关注了QPSK调制系统在AWGN信道下的性能。
仿真结果显示，随着信噪比的增加，误码率逐渐降低。
这表明在信噪比足够高的情况下，系统能够实现可靠的通信。
此外，我们还发现解调器的性能对误码率有很大影响，因此在实际系统中应重点关注解调器的设计。
通信原理实验振幅键控(ASK)调制与解调实验
《通信原理》实验报告实验七: 振幅键控（ASK)调制与解调实验实验九：移相键控（PＳＫ/DPＳK）调制与解调实验系别：信息科学与技术系专业班级：电信０9０2学生姓名：同组学生:成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：２０11年１2月1日——201１年12月1日)华中科技大学武昌分校ﻬ实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生AＳK信号的方法。
2、掌握ＡSK非相干解调的原理。
一、实验器材1、 信号源模块一块 2、 ③号模块一块 3、 ④号模块一块 4、 ⑦号模块一块 5、 ２0M双踪示波器一台 6、 连接线若干二、基本原理调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。
由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2AS Ｋ)、二进制移频键控（2FSK)、二进制移相键控(２PS Ｋ）三种最基本的数字频带调制信号,而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、 ２ASK 调制原理。
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。
使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“１”或“0”,这样就可以得到2AS Ｋ信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控(O ＯK ）。
２ASK 信号典型的时域波形如图9-1所示，其时域数学表达式为：2()cos ASK n c S t a A t ω=⋅（9-1）式中,A 为未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元:⎩⎨⎧=PP a n －出现概率为出现概率为110 ﻩﻩ (９-2)综合式９-1和式9-2，令A ＝1，则2ASK 信号的一般时域表达式为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t S c ωcos )(= ﻩ(9-3)式中，T s 为码元间隔，()g t 为持续时间 [－T s /２，T s /2］ 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲),而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
数字通信系统的设计与仿真
数字通信系统的设计与仿真摘要：数字通信系统是数字传输的过程， 模拟信号到达接收端必须先将模拟信号转换成数字信号，数字信号在信道中传输会有损耗，因此合理的采用信道的编 /译码和调制、解调是十 分重要的，本实验采用 systemview 进行仿真.关键字：眼图、误码率、调制、解调 .1数字通信系统模型与原理1.1数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图 1所示.1.1.1信源编码与译码信源编码有两个基本功能： 一是提高信息传输的有效性， 即通过某种数据压缩技术设计减少码元数目和降低码元速率 •二是完成模/数（A/D ）转换，即当信息源给出的是模拟信号 时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输 •信源译码是信源编码 的逆过程.1.1.2 信道编码与译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力 .数字信号在信道传输时受到噪声等影响后将会引起差错.为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分， 组成所谓“抗干扰编码”.接收端的信道译码器按相应的规则进行解码，从中发现错误或纠 正错误，提高通信系统的可靠性 .1.1.3 加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所穿信息的安全，认为地将被传输的数字序列扰 乱，即加上密码，这种处理过程叫加密 •在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的 数字序列进行解密，恢复原来信息 •1.1.4 数字调制与解调图1数字通信系统模型信数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号基带的数字调制方式有振幅键控（ASK ）、频移键控（FSK ）、绝对相移键控、相对相移键控（DPSK ）.在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号.对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器或匹配滤波器来实现.1.1.5 同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件. 按照同步的公用不同，分为载波同步、位同步、群同步和网同步.数字通信的主要特点(1) 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累(2) 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性.(3) 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网.(4) 在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输. 在系统对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号. 数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN 对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务.(5) 数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强.数字通信的缺点是比模拟信号占带宽，然而，由于毫米波和光纤通信的出现，带宽已不成问题．2 系统的设计过程为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配. 这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带同信号的过程称为数字调制. 在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调.通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统.一般来说，数字调制与模拟调制技术有的方法：把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理；是利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，2． 1 信源编码模拟信号转换成数字信号包括三个步骤:抽样,量化,编码.(1) 抽样：把模拟信号在时间上离散化, 变换为模拟抽样信号.(2) 量化:将抽样信号在幅度上离散化, 变换成量化信号.(3) 编码: 用二进制码元来表示有限的量化电平.抽样定理指出：设一个连续模拟信号m( t)中的最高频率〈f h ,则以间隔时间T〈1/2f h的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定.由于抽样时间间隔相等，所以此定理又称均匀抽样定理•例如模拟信号的最高频率为10hz，则采样频率为30hz.2.2 信道格雷码的编/译码数字信号在传输过程中, 由于受到干扰的影响, 码元波形将变坏,, 接收端收到后可能发生错误判决, 故采用GRAY 编译码方式来进行差错控制• 格雷码的编码和译码设备都不太复杂，而且检错的能力较强• 格雷码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性• 循环性是指任一码组循环一位(即将最右端的一个码元移至左端，或反之) 后，仍为该码中的一个码组•2.3 2FSK信号的调制与非相干解调2.3.1 调制原理键控法：在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率进 行选通，使其在每一个码元 T s 期间输出 f i 或f o 两个载波之一，图2所示.键控法产生的2FSK 信号,是由于电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续.2FSK 信号可以看成两个 ASK 的相加,图3所示.图3相位连续的2FSK 信号波形2.3.2 2FSK 信号的非相干解调2FSK 的非相干解调：其原理是将 2FSK 信号分解为上下两路 2ASK 信号分别进行解调， 然后进行判决•这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限•判决规则应与调制规则相呼应，调制时若规定“ 1”符号对应载波频率 w i ,则接收时上支路 的样值较大，应判为“ 1”；反之则判为“ 0” .2FSK 信号的非相干解调方框图如图4所示， 其可视为由两路2ASK 解调电路组成.这里，两个带通滤波器（带宽相同，皆为相应的2ASk 信号带宽；中心频率不同，分别为 w i 、w 2起分路作用，用以分开两路 2ASK 信号.基带信号图2 键控法产生2FSK 信号的原理图图4 2FSK 信号非相干解调方框图2.4 模拟FIR 滤波器的设计通过选择菜单上的”Filter/Analog ”按扭，可以设计五种模拟滤波器•它们是：巴特沃斯，巴赛 尔,切比契夫,椭圆，线性相位•这些滤波器可以是低通、高通或带通，所选滤波器的一般形状由 滤波器的类型决定，需要输入的数据是滤波器的极点数、-3db 带通或截止频率、相位纹波系 数、增益等参数，按” finish ”完成设计.低通滤波器：去掉信号中不必要的高频成分，降低采样频率，避免频率混淆，去掉高频 干扰•带通滤波器：高通滤波器同低通滤波器的组合 •对滤波器而言，所有频率都应是采样速率的分数，即相对的百分比系数•例如，系统的 采样速率为1MHZ ，所涉及的FIR 低通滤波器的截止频率为 50KH z ,则滤波器涉及窗口输入 的截止频率为0.05 ( 50KH Z /1MH Z )，如果在滤波器前面连接的是抽样器或采样器的图符，贝U 这些图符的频率也必须是滤波器采样速率的分数2.5眼图分析眼图是指利用实验的方法估计和改善 (通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形•观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器 扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像 人的眼睛，故称 为 眼图”•从 眼图”上可 以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统 优劣程度•另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统 的传输性能•眼图的 眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱•眼睛”张的越大，且眼图越端正， 表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清•若同时存 在码间串扰，眼睛”将 张开得更小•与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹， 变成了比较模糊的带状线，而且不很端正•噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大， 眼图越不端正•眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰 的大小和噪声的强弱， 有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能 优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰(1) 最佳抽样时刻应在眼睛”张开最大的时刻•(2) 对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定•斜率越大，对定时误差就越灵敏 在抽样.(3) 时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平• (4) 在抽样时刻上，上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平 的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决(5) 对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相2fsk信号 输出交的区域的大小，表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的 影响•2.6误码率分析对于二进制双极性信号，假设它在抽样时刻的点平取值为+A 或-A (分别对应信码“ 1 或“ 0”，在-A 和+A 之间选择一个适当的电平V d 作为判决门限，根据判决准则将会出现以下几种情况： ⑴ 对“1”码：当X>V d ,判为“1”码(正确)；当X<V d ,判为“ 0”码(错误).(2)对“ 0”码：当X<V d ,判为“ 0”码(正确)；当X>V d ,判为“ 1”码(错误)• 假设信源发送“ 1”码的概率为 P(1),发送“ 0”码的概率为 P(0)，则二进制基带传输系 统的总误码率Pe= P(1) P(0/1)+ P(0) P(1/0) 其中 P(0/1)= P(X<V d )，P(1/0) = P(X>V d )3参数的设定(1) 模拟信源：正弦函数，频率 fs=10hz ，幅度A=1V ；(2) 抽样频率f h =30hz,幅度A=1V;(3) 载波的频率分别为 f 1=100hz,f 2=150hz;(4) 低通滤波器的截止频率为 15hz;(5) 带通滤波器15的频率范围120hz — 170hz,带通滤波器16的频率范围80hz — 130hz ; 4 图形图5总图(2) 仿真波形(1) 总图如下图5Ti:"IIII图6信源图7抽样图8量化图9信源编码图10信道编码图12非相干解调参考文献：[1] 樊昌信，《通信原理》，（第六版），北京：国防工业出版社.[2] 曹志刚等《现代通信原理》，北京：清华大学出版社.[3] 乐正友，杨为理.程控数字交换机硬件软件及应用•北京：清华大学出版社，1991 .。
《通信原理实验》ASK、PSK、BFSK等实验报告
《通信原理实验》ASK、PSK、BFSK等实验报告《通信原理》实验报告⼀、实验⽬的1、掌握⽤键控法产⽣ASK、FSK信号的⽅法。
2、掌握ASK、FSK⾮相⼲解调的原理。
3、掌握BFSK调制和解调的基本原理。
4、掌握BFSK数据传输过程，熟悉典型电路。
5、了解数字基带波形时域形成的原理和⽅法，掌握滚降系数的概念。
6、熟悉BPSK调制载波包络的变化。
7、掌握BFSK载波恢复特点与位定时恢复的基本⽅法。
⼆、实验器材1、主控&信号源模块，9号、13号模块各⼀块2、双踪⽰波器⼀台3、连接线若⼲三、实验原理1、ASK调制及解调实验原理框图2、FSK调制及解调实验原理框图3、BPSK调制及解调实验原理框图四、实验步骤实验项⽬⼀ASK调制１、分别观测调制输⼊和调制输出信号：以9号模块TH1为触发，⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和模块TH4，验证ASK调制原理。
调制输⼊信号和调制输出信号：由图可知，当输⼊为“1”时，输出为正弦信号；输⼊为“0”时，输出信号为0。
注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号。
调制输⼊信号频谱：调制输出信号频谱：2、将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发⽣变化。
调制输⼊信号和调制输出信号：将图与题1中的图作⽐较，可以发现，PN序列的输出频率改为64KHz时，载波的个数没有发⽣变化。
可以得出，ASK调制时，PN序列输出频率的改变，不会对载波产⽣影响。
注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号。
调制输⼊信号频谱：调制输出信号频谱：实验项⽬⼆ASK解调1、对⽐观测调制信号输⼊以及解调输出：以9号模块TH1为触发，⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和TH6，调节W1直⾄⼆者波形相同；再观测TP4（整流输出）、TP5（LPF-ASK）两个中间过程测试点，验证ASK解调原理。
解调信号输⼊和解调输出：整流输出和LPF-ASK：注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号；CH1（上⾯的波形）为整流输出，CH2（下⾯的波形）为LPF-ASK从调制输⼊信号和输出信号的波形对⽐来看，两个的波形⼀致，但是存在这相位差。
实验5__数字通信系统仿真
实验五 数字通信系统仿真
一、实验目的
1、了解各种数字调制和解调的概念，熟悉各种信道噪声的概念和信道对信号传输的影响；
2、掌握数字通信系统传输性能分析的方法，通过分析了解各种调制和解调方法的性能；
3、掌握matlab 仿真数字通信系统的基本方法。
二、实验原理和方法
采用下列简化的通信系统模型建立Matlab 仿真模型，对比不同调制解调方式在相同信道噪声功率下的误码率。
调制方式有：2PSK 、QPSK 等，各种数字调制解调方式的原理参见通信系统仿真指导书。
三、实验内容与步骤
已给出QSK 数字通信系统的matlab 程序，请读懂程序，做如下分析：
采用Hamming 码纠错，仿真分析（7，4）、（15，11）、（31，26）Hamming 码在不同信噪比下的纠错性能。
仿真方法是在数据调制之前，先进行纠错编码。
语法为： 编码：code = encode(msg, n, k, 'hamming')
译码：msg = decode(code, n, k, 'hamming')
四、实验报告要求
1、简述实验目的；
2、实验原理和方法；
3、实验内容；
4、实验源代码；
5、仿真结果及总结分析。
随机数
据源 数字 调制 数字 解调 随机 噪声
误码 比较 统计
输出。
数字通信系统的性能分析与仿真
数字通信系统的性能分析与仿真数字通信技术是近年来研究的热点领域之一，需要系统地研究其传输特性以及确定系统的最佳性能。
这就涉及到通信系统性能分析与仿真的技术，其研究的主要内容是：针对特定的数字通信系统，利用特定的分析方法对其性能进行分析，从而得到通信系统的特性。
数字通信系统性能分析主要有两种方法：一种是分析理论方法，主要是利用数学方法，分析系统未知参数的取值，从而计算出系统的特性；另一种是仿真方法，是利用计算机去模拟通信系统的运行，从而获得实际运行结果。
分析理论方法是一种抽象的方法，主要是从理论层面上去分析系统的特性。
首先，需要根据现有的技术条件，确定系统的传输特性，包括传输模式、数据率、带宽等参数；其次，利用仿真软件，构建通信系统模型，计算出布线、信道及信号的传递性能；最后，通过模拟实验，确定系统的极限性能。
仿真方法是一种实验的方法，主要是利用计算机模拟真实环境，来验证和分析通信系统的性能。
仿真实验主要包括以下几个步骤：首先，根据通信系统的实际情况，建立计算机模型，描述这个系统的执行过程；其次，通过模拟实验，确定系统的最佳性能；最后，通过参数调整，使系统的性能达到最优值。
数字通信系统的性能分析与仿真是实现通信系统最优性能的关键步骤，也是现代数字通信技术的重要研究内容。
它不仅可以确定系统的最佳性能和参数，还可以针对不同应用场景选择最佳的传输模式和数据率。
通过分析理论与仿真实验的相结合，可以更好地实现数字通信系统性能的最佳化，有效地提高系统的整体性能。
通信技术是现代社会发展的重要基础，数字通信系统的性能分析与仿真技术的研究为提高数字通信系统的整体性能提供了有效的技术支持。
对于不同的研究领域，以及不同的应用场景，应根据具体情况，结合实际应用，来进行合理的性能分析，以达到最佳的性能。
另外，在研究和开发数字通信系统时，应该重视计算机模拟技术以及分析理论技术，以便进行全面而准确的系统性能分析。
通过计算机仿真，可以更好地揭示系统的性能特性，并有效地提高系统的性能。
通信原理大作业-4ASK数字通信系统性能仿真
•
•
误码率
通信原理
4ASK数字通信系统性能仿真
任务及目标
1、理解并掌握相干解调的原理及方法。 2、采用Matlab编程完成对4ASK的通信过程进行仿真。
思路
相干解调：指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考 信号与载频相乘。
• 4ASK信号的相干解调原理框图如下：
仿真果
原始信号
抽样判决前
结果
• •
低通滤波的实现
• [f,af] =FFT_SHIFT(t,ask1); %通过低通滤波器 • [t,ask2] =RECT_LPF(f,af,B); 注：FFT_SHIFT和RECT_LPF是两个调用的函数 • FFT_SHIFT：将时域信号变成频域信号，便于滤波 • RECT_LPF：低通滤波器函数
• 在信道的传输过程中，都 会有噪声的加入，因此， 我们这里迚行噪声的模拟 加入。 • AWGN_variance = 1; %高斯白噪声的方差 awgn = sqrt(AWGN_variance).*randn(1,length(m1)); %结果存放在行向量awgn中 ask0=ask+0.1*awgn; %有噪声的4ASK通信信号
低通滤波器（LPF）的作用： 滤除高频杂波
怎样在接收端将信号恢复出来？--抽样判决器
• 这就要对信号迚行“抽样”，得到 在不同的时刻的一些离散的值，但 是，由于在信号的传输过程中有各 种干扰（噪声和码间串扰），不同 时刻的值跟原先实际的不一定相同， 比如在第一个时刻抽样得到的是0.9。 （这样就迚行所谓的“判决”，可 以发现此时的值很接近1，因此，此 时的信号的值就当成1，从而得到1。 同样，在其它的时候得到不同的抽 样值根据情冴判断此处原来的值到 底是0、1、2还是3），利用这种方 式就可以将原来的基带信号恢复戒 者再生。
四进制振幅键控数字调制仿真和分析
课程设计课程设计名称：四进制振幅键控（4ASK）数字调制系统仿真和分析1 需求分析在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。
在二进制键控系统中，每个码元知传输1bit信息，其频带利用率不高，而频带资源是极其宝贵和紧缺的。
为了提高频带利用率，最有效的办法是使没一个码元传输多个比特的信息。
在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。
第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携带log2M比特信息，因此，当信道频带受限时可以使信息传输率增加，提高了频带利用率。
但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。
第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。
加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。
本次课程设计的任务是四进制振幅键控（4ASK ）数字调制系统仿真和分析。
主要内容是对二进制数字信源进行四进制振幅键控（4ASK ）数字调制，画出信号波形及功率谱。
并分析其性能。
2 概要设计实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即正弦载波调制。
在数字通信系统中，有二进制数字调制和多进制调制。
多进制数字调制与二进制数字调制相比又具有如下两个特点：在相同的码元传输率下，多进制系统的信息传输率比二进制系统的高；在相同的信息速率下，多进制信号码元的持续时间要比二进制的长，因此会增加码元的能量，减小信号特性引起的码间干扰的影响，利用层次化和模块化的设计方法，通过MATLAB 软件平台，设计并实现了多进制幅移键控（M-ary Amplitude-Shift Keying ，MASK ）中的四电平调制（4-ary Amplitude Shift Keying ，4ASK ） 的调制系统和解调系统。
本文首先介绍了四电平调制和解调的原理，随后介绍载波产生、振幅调制、振幅判别等功能模块的设计，最后给出了整体调制解调的模块图和仿真波形及在基于VHDL 的EPF10K10LC84硬件平台上的测试结果。
数字通信系统的性能分析与仿真
数字通信系统的性能分析与仿真Abstract:文旨在研究并评估数字通信系统的性能。
为此，我们先通过系统定义、信号处理、信道测量和信道建模，以及数字信号处理原理，概述数字通信系统的性能分析与仿真概念。
然后，基于以上概念，利用MATLAB仿真，介绍了数字信号处理的常见应用，以及提出了一种新的信道估计算法。
最后，以实际通信系统为例，评估了数字信号处理的性能，并对未来热点技术进行了预测。
Introduction:字通信系统是一种能够在远距离传输信息的技术。
它能够实现高速、高效和质量良好的数据传输。
而要评估数字通信系统的性能，就需要用到数字通信系统的性能分析与仿真技术。
此外，在数字信号处理技术中，MATLAB仿真也是在数字信号控制系统设计中不可或缺的技术之一。
System Definition and Signal Processing:字通信系统的性能分析与仿真技术，首先，需要确定系统定义，即通过确定系统环境来提取系统信息，并将其转换为信号过程形式。
其次，需要进行信号处理，通过对转换后的信号进行各种处理，使其满足特定的通信要求。
这里，数字信号处理的处理方法可以分为时域和频域两类。
Channel Measurement and Modeling:着，需要根据系统定义以及信号处理，进行信道测量和建模，即通过测量信道的性能，以及建立相应的参数模型，以及确定模型参数范围，来获得信道性能状况。
此外，信道估计技术也是提高数字通信系统性能所必需的技术之一，在信道测量和建模过程中，可利用一系列信道估计算法，以便更加准确地估计信道状况。
Digital Signal Processing Principles:数字信号处理过程中，可以采用不同的技术，以提高数字通信系统性能。
根据不同的任务要求，可以采用不同的技术，以满足和改善数字信号处理的性能要求。
在数字信号处理的原理方面，主要涉及信号滤波、信号编码、数字信号处理技术(DSP)以及模拟数字转换技术。
ASK系统的仿真
课程设计班级：姓名：学号：指导教师：成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系摘要 .............................................................................................. - 2 -Abstract ................................................................................................. - 2 -1 背景知识 .......................................................................................... - 3 -1.1 数字频带传输系统................................................................................... - 3 -1.2 二进制振幅键控(2ASK)........................................................................... - 3 -1.2.1 基本原理................................................................................................................. - 3 -1.2.2 2ASK实际应用价值................................................................................................ - 5 -1.3 设计平台简介........................................................................................... - 5 -1.3.1 MATLAB简介............................................................................................................ - 5 -1.3.2 Simulink简介........................................................................................................ - 5 -2 2ASK系统仿真设计 ......................................................................... - 6 -2.1 2ASK相干解调设计框图.......................................................................... - 6 -2.2 应用Simulink进行2ASK相干解调仿真框图....................................... - 6 -2.3 选用模块以及参数设定[3]........................................................................ - 7 -2.4 MATLAB编程[3].......................................................................................... - 11 -3 仿真结果 ........................................................................................ - 19 -3.1 Simulink仿真波形................................................................................ - 19 -3.2 Simulink仿真波形的分析.................................................................... - 19 -3.3 编程呈现的波形..................................................................................... - 20 -心得体会 ............................................................................................ - 22 -致谢 ..................................................................... 错误!未定义书签。
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从仿真结果上看，最终的效果还是不错 的。
实现过程
原始信号的产生
4ASK信号的产生
a b c
添加高斯白噪声后的波形 乘法器实现 低通滤波器实现 抽样判决器实现
d
e
f
原始信号 及 4ASK信号
• 在数字基带信号传输（就是 一串数字脉冲如0和1不经过 调制直接在信道里面迚行传 输）的过程中，信号是不能 直接在信道里面传输的。 • 综上，信号在传输的时候必 须要有一定的波形，比如矩 形脉冲波形，可问题就是其 频谱是很宽的，不利于传输。 • 因此，必须要选择其它样式 的波形迚行传输，即对矩形 脉冲迚行码型变换和波形变 换，变成一种合适在信道中 传输的形式，比如正弦波。
• •
低通滤波的实现
• [f,af] =FFT_SHIFT(t,ask1); %通过低通滤波器 • [t,ask2] =RECT_LPF(f,af,B); 注：FFT_SHIFT和RECT_LPF是两个调用的函数 • FFT_SHIFT：将时域信号变成频域信号，便于滤波 • RECT_LPF：低通滤波器函数
• 在信道的传输过程中，都 会有噪声的加入，因此， 我们这里迚行噪声的模拟 加入。 • AWGN_variance = 1; %高斯白噪声的方差 awgn = sqrt(AWGN_variance).*randn(1,length(m1)); %结果存放在行向量awgn中 ask0=ask+0.1*awgn; %有噪声的4ASK通信信号
低通滤波器（LPF）的作用： 滤除高频杂波
怎样在接收端将信号恢复出来？--抽样判决器
• 这就要对信号迚行“抽样”，得到 在不同的时刻的一些离散的值，但 是，由于在信号的传输过程中有各 种干扰（噪声和码间串扰），不同 时刻的值跟原先实际的不一定相同， 比如在第一个时刻抽样得到的是0.9。 （这样就迚行所谓的“判决”，可 以发现此时的值很接近1，因此，此 时的信号的值就当成1，从而得到1。 同样，在其它的时候得到不同的抽 样值根据情冴判断此处原来的值到 底是0、1、2还是3），利用这种方 式就可以将原来的基带信号恢复戒 者再生。
通信原理
4ASK数字通信系统性能仿真
任务及目标
1、理解并掌握相干解调的原理及方法。 2、采用Matlab编程完成对4ASK的通信过程进行仿真。
思路
相干解调：指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考 信号与载频相乘。
• 4ASK信号的相干解调原理框图如下：
仿真结果
原始信号
抽样判决前
结果
•
•
误码率
• •Biblioteka 原始信号 A 与载频 cos(ωt + θ) 调 制后得到信号 Acos(ωt + θ)。 解调时引入相干（同频同相）的参 考信号 cos(ωt + θ)，则得到： Acos(ωt+θ)cos(ωt+θ)
•
利用积化和差公式可以得到：
A*1/2*[cos(ωt+θ+ωt+θ)+cos(ωt+θ-ωt-θ)] =A*1/2*[cos(2ωt+2θ)+cos(0)] =A/2*[cos(2ωt+2θ)+1] =A/2+A/2cos(2ωt+2θ) 利用低通滤波器将高频信号 cos(2ωt+2θ)滤除，即得原始信号 A。 因此相干解调需要接收机和载波同 步。