数字调制系统仿真分析liu

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数字调制系统分析与仿真

数字调制系统分析与仿真

数字调制系统分析与仿真本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March数字调制系统分析与仿真1 引言1. 1 数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。

根据控制的载波参量的不同,数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式,并可以派生出多种其他形式。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

另外,由于数字通信具有建网灵活,容易采用数字差错控制技术和数字加密,便于集成化,并能够进入综合业务数字网(ISDN网),所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。

因此,对数字通信系统的分析与研究越来越重要,数字调制作为数字通信系统的重要部分之一,对它的研究也是有必要的。

通过对调制系统的仿真,我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素,从而便于改进系统,获得更佳的传输性能。

1. 2 Matlab在通信系统仿真中的应用随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要,通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性.。

计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法.它具有利用模型进行仿真的一系列优点,如费用低,易于进行真实系统难于实现的各种试验,以及易于实现完全相同条件下的重复试验等。

Matlab 仿真软件就是分析通信系统常用的工具之一。

Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。

Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。

应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。

数字调制系统误比特率(BER)测试的仿真设计及分析

数字调制系统误比特率(BER)测试的仿真设计及分析

数字调制系统误⽐特率(BER)测试的仿真设计及分析数字调制系统误⽐特率(BER)测试的仿真设计与分析⽬录⼀、概述 (2)⼆、课程设计要求及注意事项 (3)三、SystemView动态系统仿真软件 (4)1.SystemView系统的特点 (4)2.使⽤Systemview (4)四、数字调制系统BER测试的仿真设计与分析 (5)五、仿真系统组成及对应结果 (10)⼀、低频相⼲调制解调系统组成与分析 (10)⼆、⾼频相⼲调制解调系统BER测试仿真模型建⽴与分析 (12)三、⾼频差分相⼲调制解调BER测试仿真模型建⽴与分析 (16)四、⾼频差分与相⼲调制解调BER模型对⽐分析 (21)六、⼼得体会 (26)七、参考⽂献 (27)⼀、概述《通信原理》课程设计是通信⼯程、电⼦信息⼯程专业教学的重要的实践性环节之⼀,《通信原理》课程是通信、电⼦信息专业最重要的专业基础课,其内容⼏乎囊括了所有通信系统的基本框架,但由于在学习中有些内容未免抽象,⽽且不是每部分内容都有相应的硬件实验,为了使学⽣能够更进⼀步加深理解通信电路和通信系统原理及其应⽤,验证、消化和巩固其基本理论,增强对通信系统的感性认识,培养实际⼯作能⼒和从事科学研究的基本技能,在通信原理的理论教学结束后我们开设了《通信原理》课程设计这⼀实践环节。

Systemview是ELANIX公司推出的⼀个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化仿真平台。

从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真,直到⼀般的系统数学模型建⽴等各个领域,Systemview 在友好⽽且功能齐全的窗⼝环境下,为⽤户提供了⼀个精密的嵌⼊式分析⼯具。

它作为⼀种强有⼒的基于个⼈计算机的动态通信系统仿真⼯具,可达到在不具备先进仪器的条件下也能完成复杂的通信系统设计与仿真的⽬的,特别适合于现代通信系统的设计、仿真和⽅案论证,尤其适合于⽆线电话、⽆绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统;并可进⾏各种系统时域和频域分析、谱分析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放⼤器、RLC电路、运放电路等)进⾏理论分析和失真分析。

数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析

数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析

数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析数字调制系统是通过数字信号处理技术实现的一种现代通信系统,普遍应用于广播、移动通信、卫星通信、互联网等领域。

在数字调制系统的设计过程中,通过Monte Carlo仿真和性能分析可以对系统的性能进行评估和优化,下面就数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析进行介绍。

一、Monte Carlo仿真Monte Carlo方法是通过随机抽样的方式进行试验,通过试验结果的统计分析得出所求问题的数值解。

在数字调制系统中,Monte Carlo方法可以用于评估系统的误码率、功率谱等性能指标。

其步骤如下:1. 确定系统的模型和信道模型2. 定义误码率、功率谱等性能指标3. 确定仿真参数,如信噪比、码率、符号周期等4. 进行多次随机仿真,并统计所求性能指标5. 根据仿真结果对系统进行分析和优化。

二、性能分析性能分析是通过数学解析的方式来分析系统的性能指标。

在数字调制系统中,常用的性能分析方法有极限分析、误差分析和波形分析等。

其主要特点是可以有效地分析系统的性能和优化设计,但需要对系统具有较深的理解和掌握。

1. 极限分析极限分析是通过系统的数学模型和信道模型,使用极限条件来分析系统的性能极限。

例如,在高斯信道中,通过无穷小误差的假设,可以推导出系统的误码率上限,对系统的性能进行分析和优化。

2. 误差分析误差分析是通过对系统中各参数误差的分析,来分析系统的误差传递和影响。

例如,在数字调制系统中,由于声学振荡器(VCO)的频率稳定度存在限制,会对系统的调制误差率产生影响,通过对VCO的误差进行分析和优化,可以提高系统的性能。

3. 波形分析波形分析是通过对传输波形的解析,来分析系统的性能。

例如,在OFDM系统中,通过对多个子载波的功率谱分析,可以优化系统的频带利用率和错误率性能。

总之,数字调制系统的Monte Carlo仿真和性能分析是对系统性能评估和优化的重要手段,在系统设计过程中应该充分运用这些方法,对系统进行全面深入的分析,提高系统的性能和稳定性。

基于Matlab的数字调制系统仿真与分析

基于Matlab的数字调制系统仿真与分析

基于Mat lab的数字调制系统仿真与分析摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改良也是通信系统性能提高的重要途径。

本文第一分析了数字调制系统的五种大体调制解调方式,然后,运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方式的仿真模型。

通过仿真,观察了调制解调进程中各环节时域和频域的波形,并结合这几种调制方式的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的靠得住性。

最后,在仿真的基础上分析比较了各类调制方式的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。

关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面。

ABSTRACTIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-FSK, 2-DPSK and MSK,have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory.Keywords:Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK.目录1引言 (1)数字调制系统概述 (1)1.1.1数字通信系统的组成 (1)1.1.2数字通信系统的特点 (2)数字调制的意义 (5)Matlab在通信系统仿真中的应用 (6)2数字调制系统的相关原理 (7)二进制幅度键控(2-ASK) (7)二进制频移键控(2-FSK) (7)二进制相移键控(2-PSK) (8)多进制数字调制 (8)3数字调制系统的仿真设计 (9)数字调制系统各个环节分析 (9)3.1.1仿真框图 (10)3.1.2信号源仿真及参数设置 (11)3.1.3调制与解调模块 (11)3.1.4信道 (12)仿真模型的设计及结果分析 (13)2-ASK (13)2-FSK (18)2-DPSK (22)2-MSK (25)3.2.5M-DPSK (27)数字调制的性能比较 (30)3.3.1各类仿真模型的性能比较 (30)3.3.2仿真模型性能与理论性能的比较 (32)4结论 (33)致谢 (3)4参考文献 (35)基于Matlab的数字调制系统仿真与分析1引言数字调制系统概述数字载波调制(简称数字调制)与模拟调制没有本质上的区别,它是用数字基带信号作为原始信号,去控制高频正弦载波信号的振幅、频率和相位,相应的有三种大体的调制方式:数字振幅调制(ASK)、数字频率调制(FSK)、数字相位调制(PSK)。

通信系统中数字调制技术的研究与仿真本科毕业论文 精品

通信系统中数字调制技术的研究与仿真本科毕业论文 精品

通信系统中数字调制技术的研究与仿真摘要在日常的生活中,通信是人们用来传递信息的方式。

随着数字系统的飞速发展,对数字系统的性能和调制解调技术要求也越来越高。

同时,由于计算技术的发展,通信系统的仿真已日益普遍,已逐渐成为今天设计和分析通信系统的主要工具。

本次设计将使用MATLAB软件设计函数和Simulink建模对数字调相技术进行仿真和研究。

本文在第一章中介绍了通信系统的组成、MATLAB的使用以及Simulink模块的组建。

第二章深入分析了2ASK、2PSK、2FSK的调制解调原理理论知识,熟悉了原理后,在第三章中用MATLAB编程和Simulink对它们进行仿真和研究。

本设计主要实现2ASK、2PSK、2FSK调制解调过程的仿真,并分析它们的性能差异。

最后一章对数字调制与解调作了一个总结。

关键词:MATLAB调制解调2ASK 2PSK 2FSKResearch and Simulation of Digital Modulation Technology in Communication SystemMajor: communication engineeringStudent: Qin Kai Supervisor: Tang QuanAbstractIn day-to-day life,communication is used to convey information. With the rapid development of digital systems,digital system for modem performance and the technical requirements of increasingly high.At the same time,the development of computing technology,simulation of communication systems have become increasingly common,have gradually become the design and analysis of today's main tool for communication systems.In chapter 1, this paper introduces the composition of the communication system, the use of MATLAB and Simulink module is established. The second chapter in-depth analysis of the 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK of demodulation principle theory knowledge, be familiar with the theory, in the third chapter using MATLAB programming and Simulink simulation and research on them. This design mainly realizes 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK demodulation process Simulink, and analyzes the performance of their differences. The last chapter of digital modulation and demodulation made a summary.Key words:MATLAB modem 2ASK 2PSK 2FSK毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

simulink的数字调制解调仿真(最终版)

simulink的数字调制解调仿真(最终版)
由式219可知2psk信号可表示为双极性不归零二进制基带信号与正弦载波相乘则2psk信号的功率谱为2122代入基带信号功率谱密度可得通信系统仿真242123若二进制基带信号采用矩形脉冲且p122psk信号的功率谱简化为2124由式2123和式2124可以看出一般情况下二进制频移键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱组成其结构与二进制振幅键控信号的功率谱密度相类似带宽也是基带信号带宽的两倍
4
通信系统仿真
用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的内容 ,以
此类推,从而可以看到整个模型的细节 ,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系 。在定
义完一个模型后,用户可以通过 Simulink的菜单或 MATLAB 的命令窗口键入命令来对它进行仿真 。
菜单方式对于交互工作非常方便 ,而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用 。采用 Scope 模块
和其他的显示模块 ,可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果 ,若改变模块的参数并再次运
行即可观察到相应的结果,这适用于因果关系的问题研究。仿真的结果还可以存放到 MATLAB 的工
作空间里做事后处理 。模型分析工具包括线性化和整理工具 ,MATLAB 的所有工具及 Simulink 本身
本文主要是以 simulink 为基础平台,对 2ASK、2FSK、2PSK 信号的仿真。文章第一 章内容是对 simulink 的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望;第二章是对 2ASK、 2FSK 和 2PSK 信号调制及解调原理的详细说明;第三章是本文的主体也是这个课题所要 表现的主要内容,第三章是 2ASK、2FSK 和 2PSK 信号的仿真部分,调制和解调都是 simulink 建模的的方法,在解调部分各信号都是采用相干解调的方法,而且在解调的过 程中都对整个系统的误码率在 display 模块中有所显示

毕业设计(论文)-移动通信中的数字调制技术的研究与仿真实现

毕业设计(论文)-移动通信中的数字调制技术的研究与仿真实现

移动通信中的数字调制技术的研究与仿真实现××计算机学院通信工程专业2004级5班指导教师:××摘要:在数字通信系统中,全数字接收机已经得到了广泛的应用。

利用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是实际应用中的一项重要技术。

最小高斯频移键控(GMSK)是一种典型的连续相位调制方式,具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点,可有效降低邻道干扰,提高非线性功率放大器的效率,已在移动通信(如GSM系统)、航天测控等场合得到广泛应用。

传统方法设计的GMSK调制解调器不能很好满足全数字化接收机可编程、多模式等需要。

论文重点研究利用全数字化技术设计GMSK 调制解调器,以便更广泛地使用GMSK 调制解调技术。

关键词:移动通信高斯最小频移键控仿真。

Mobile communications in the digital modulation technology research andSimulationKuangzhihuaComputer college Communications EngineeringGrade 2004 Instructor:Tianmin Abstract: In digital communication systems, all-digital receivers become more popular. It hasbecome an important technology that realizes the modulator and demodulator of communication system in digitalization method. Minimum Gaussian frequency shiftkeying (GMSK) is a typical continuous phase modulation method, which has the characteristics of constant envelope, compact spectrum, and anti-jamming performance.GMSK can effectively reduce inter-channel interference, improve the efficiency of non-linear power amplifier, and has been widely used in mobile communications system(such as GSM system) and others systems. The modulator and demodulator designed intraditional method can not meet the need of programmable, multi-mode for all digital receivers.The thesis focuses on the study on digitialization of GMSK modem. KeyWords:mobile communication Gaussian Minimum Shift Keying simulation1 绪论移动通信一般是指通信双方至少有一方在移动的情况下进行信息传输和交换。

各类数字调制系统仿真与误码率分析

各类数字调制系统仿真与误码率分析

各类数字调制系统仿真与误码率分析4.1 2ASK 调制系统仿真分析 4.1.1 理论分析振幅键控(也称幅移键控),记做ASK,或称其为开关键控(通断键控),记做OOK 。

二进制数字振幅键控通常记做2ASK 。

对于振幅键控这样的线性调制来说,在二进制里,2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出,有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。

根据线性调制的原理,一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。

2ASK 信号可表示为0()()cos c e t s t t ω=式中, c ω为载波角频率,s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列。

()()n b ns t a g t nT =-∑其中,g(t)是持续时间为b T 、高度为1的矩形脉冲,常称为门函数;n a 为二进制数字1,0,n P a P ⎧=⎨⎩出现概率为出现概率为(1-)4.1.2 基于MATLAB 的系统实现4.1.3 设计仿真图4-1 2ASK调制解调仿真图4.2 2FSK 调制系统仿真分析 4.2.1 理论分析在二进制频移键控(2FSK )中,当传送“1”码时对应于载波频率,传送“0”码时对应于载波频率。

其中0011f 2w f 2w ππ==,,n θ为频率为1f 的载波的初始相位,n ϕ为频率为f0的载波的初始相位。

令n D 为Dn 的反码,即则有:当Dn=1时,0n =D ;当Dn=0时,1n =D 。

则2FSK 信号可表示为:其中,我们在分析中假设g(t)为单个矩形脉冲序列,其表达式为:由上式可知,相位不连续的2FSK信号可以看成是两个2ASK调幅信号之和。

2FSK信号波形可看作两个2ASK信号波形的合成,下图是相位连续的2FSK信号波形。

图4-2 2FSK调制解调理论图4.2.2 基于MATLAB的系统实现调制解调F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(411);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(412);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;subplot(413);plot(t,e_fsk);title('2FSK信号') st1=fsk.*s1;%与载波1相乘[f,sf1] = T2F(t,st1);%通过低通滤波器[t,st1] = lpf(f,sf1,2*fm);figure(3);subplot(311);plot(t,st1);title('与载波1相乘后波形');st2=fsk.*s2;%与载波2相[f,sf2] = T2F(t,st2);%通过低通滤波器[t,st2] = lpf(f,sf2,2*fm);subplot(312);plot(t,st2);title('与载波2相乘后波形');nosie=rand(1,j); fsk=e_fsk+nosie; subplot(414); plot(t,fsk);title('加噪声信号')for m=0:i-1;4.2.3 设计仿真图4-3 2FSK调制仿真波形图图4-3 2FSK解调仿真波形图4.3 2DPSK调制系统仿真分析4.3.1 理论分析2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。

基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真

基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真

基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真一、本文概述随着信息技术的飞速发展,数字通信在现代社会中扮演着日益重要的角色。

作为数字通信中的关键技术之一,数字调制技术对于提高信号传输的可靠性和效率至关重要。

在众多的数字调制方式中,2ASK (二进制振幅键控)因其实现简单、抗干扰能力强等优点而备受关注。

本文旨在通过MATLAB软件平台,对2ASK数字调制与解调系统进行仿真研究,以深入理解和掌握其基本原理和性能特点。

本文首先介绍了数字调制技术的基本概念,包括数字调制的基本原理、分类和特点。

在此基础上,重点阐述了2ASK调制与解调的基本原理和实现方法。

通过MATLAB编程,本文实现了2ASK调制与解调系统的仿真模型,并进行了性能分析和优化。

在仿真研究中,本文首先生成了随机二进制信息序列,然后利用2ASK调制原理对信息序列进行调制,得到已调信号。

接着,对已调信号进行信道传输,模拟了实际通信系统中的噪声和干扰。

在接收端,通过2ASK解调原理对接收到的信号进行解调,恢复出原始信息序列。

通过对比分析原始信息序列和解调后的信息序列,本文评估了2ASK 调制与解调系统的性能,并讨论了不同参数对系统性能的影响。

本文的仿真研究对于深入理解2ASK数字调制与解调原理、优化系统性能以及指导实际通信系统设计具有重要意义。

通过MATLAB仿真平台的运用,本文为相关领域的研究人员和实践工作者提供了一种有效的分析和优化工具。

二、2ASK数字调制技术原理2ASK(二进制振幅键控)是一种数字调制技术,主要用于数字信号的传输。

它的基本思想是将数字信号(通常是二进制信号,即0和1)转换为模拟信号,以便在模拟信道上进行传输。

2ASK调制的关键在于根据数字信号的不同状态(0或1)来控制载波信号的振幅。

在2ASK调制过程中,当数字信号为“1”时,载波信号的振幅保持在一个较高的水平;而当数字信号为“0”时,载波信号的振幅降低到一个较低的水平或者为零。

数字调制技术的仿真实现及性能研究

数字调制技术的仿真实现及性能研究

课程设计说明书题目数字调制技术的仿真实现及性能研究系(部) 电子与通信工程系专业(班级)姓名学号指导教师起止日期2012.12.10--2012.12.14长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级指导设计题目数字调制技术的仿真实现及性能研究教师指导教师意见:评定等级:教师签名:日期:答辩小组意见:评定等级:答辩小组长签名:日期:教研室意见:教研室主任签名:日期:系(部)意见:系主任签名:日期:说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类;目录1.2 课程设计原理 (2)1.2 数字调制仿真 (2)1.2.1 、仿真流程图 (3)1.2.2、2ASK仿真及结果分析 (4)源程序 (4)仿真结果 (5)1.2.3 、2FSK仿真及结果分析 (6)源程序 (6)仿真结果 (8)1.2.4、2PSK仿真及结果分析 (9)源程序 (9)仿真结果 (12)1.3误码率的分析 (13)1.3.1、源程序 (13)1.3.2、仿真结果 (14)1.4 课程设计总结及心得体会 (14)1.1 课程设计任务1.根据题目,查阅有关资料,掌握数字带通调制技术。

2.设计数字带通调制系统,画出系统仿真流程图。

3.学习MATLAB软件,掌握MATLAB各种函数的使用。

4.根据数字带通调制原理,运用MATLAB进行编程,仿真调制过程,记录并分析仿真结果。

结果图中必须包含:基带信号图、已调信号波形图、已调信号频谱图、解调恢复的基带信号图、误码率信噪比分析图。

其中误码率统计必须根据实际信号进行统计,不能使用误码率公式直接绘图。

6.形成设计报告。

1.2 课程设计原理二进制数字调制技术原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

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通信号的过程称为数字调制。

数字调制系统的设计与仿真

数字调制系统的设计与仿真

******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期通信系统综合训练题目:数字调制系统的设计与仿真专业班级:通信工程(3)班*名:**学号:********指导教师:***成绩:摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的2PSK和2DPSK的调制解调方法,然后,运用MATLAB设计了这两种数字调制解调方法的仿真程序。

通过仿真,分析了在这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并考虑了信道噪声的影响。

关键词:2PSK 2DPSK MATLAB 设计与仿真前言本次课程设计首先分析了数字调制系统的几种基本调制解调方法,然后,运用MATLAB 设计了两种数字调制解调方法的仿真程序,主要包括2PSK,2DPSK。

通过仿真,分析了这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并考虑了信道噪声的影响。

通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。

最后,对这两种调制解调系统的性能进行了比较。

数字信号的传输可分为基带传输和带通传输,实际中的大多数的信道(如无线信道)因具有带通特性而不能直接传送基带信号,这是因为基带信号往往具有丰富的低频分量,为了使数字信号能在带通信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道相匹配,这种用基带信号控制载波,把数字基带信号变换成数字带通信号的过程称为数字调制。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

在仿真中用到的MATLAB软件是集科学计算(computation) 、可视化(visualization)、编程(programming)于一身,并提供了丰富的Windows图形界面一种设计方法软件。

实验四:数字调制仿真

实验四:数字调制仿真

实验四:数字调制仿真一、实验目的:1、掌握bpsk调制和解调原理;2、认知数字基带信号和bpsk信号的功率五音密度的关系。

3、认知星座图的促进作用二、实验内容:1、仿真bpsk调制模拟信号的过程;2、仿真得到矩形脉冲基带信号和升余弦滚降传输特性基带信号的bpsk信号的频谱图;3、仿真得到不同信噪比下的bpsk和qpsk信号星座图。

三、实验步骤1、bpsk调制解调――矩形基带信号(1)随机产生1000个等概原产的二进制信息序列,态射为幅度为差值1的双极性码;(2)由双极性码产生对应的矩形基带脉冲,绘图并留存;(3)将矩形基带信号与载波相乘,得到bpsk信号,绘图并保存;(4)对bpsk做fft变换,绘出幅度谱并保存;(5)将bpsk信号通过通在频带为fc-fm~fc+fm的远距滤波器,绘制bpsk波形并留存,然后作fft转换,绘制幅度五音并留存,观测波形和频谱出现了什么转换;(6)将通过远距滤波器的bpsk信号与载波相加并通过低通滤波器,获得模拟信号后的基带信号,绘图并留存,观测与传送基带信号较之出现了什么变化。

2、bpsk调制解调――矩形基带信号(1)随机产生1000个等概原产的二进制信息序列,态射为幅度为差值1的双极性码;(2)由双极性码产生对应的再升余弦滚降传输特性基带脉冲,滚降系数为1,绘图并留存;(3)将矩形基带信号与载波相加,获得bpsk信号,绘图并留存;(4)对bpsk搞fft转换,绘制幅度五音并留存;(5)将bpsk信号通过通频带为fc-fm~fc+fm的带通滤波器,绘出bpsk波形并保存,然后作fft变换,绘出幅度谱并保存,观察波形和频谱发生了什么变换;(6)将通过远距滤波器的bpsk信号与载波相加并通过低通滤波器,获得模拟信号后的基带信号,绘图并留存,观测与传送基带信号较之出现了什么变化。

3.bpsk和qpsk信号星座图(1)随机产生1000个等概率分布的二进制信息序列,态射为幅度为差值1的双极性码,即bpsk的耦合基带信号,用scatterplot函数绘制星座图并留存;(2)分别在信噪比信30、20、10、3db时,产生复高斯噪声,叠加在bpsk的等效基带信号上,然后绘制星座图并保存,观察噪声对bpsk星座点的影响;(3)随机产生两组1000个等概率分布的二进制信息序列,分别映射为幅度为正负1的双极性码xi和xq,得到单位功率的qpsk的等效基带信号(xi+j*xq)/sqrt(2),并用scatterplot函数绘制星座图并保存;(4)分别在信噪比信30、20、10、3db时,产生为丛藓科扭口藓高斯噪声,共振在qpsk的耦合基带信号上,然后绘制星座图并留存,观测噪声对qpsk星座点的影响。

数字调制系统的设计与仿真

数字调制系统的设计与仿真

摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的2PSK和2DPSK的调制解调方法,然后,运用MATLAB设计了这两种数字调制解调方法的仿真程序。

通过仿真,分析了在这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并考虑了信道噪声的影响。

关键词:2PSK 2DPSK MATLAB 设计与仿真前言本次课程设计首先分析了数字调制系统的几种基本调制解调方法,然后,运用MATLAB 设计了两种数字调制解调方法的仿真程序,主要包括2PSK,2DPSK。

通过仿真,分析了这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并考虑了信道噪声的影响。

通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。

最后,对这两种调制解调系统的性能进行了比较。

数字信号的传输可分为基带传输和带通传输,实际中的大多数的信道(如无线信道)因具有带通特性而不能直接传送基带信号,这是因为基带信号往往具有丰富的低频分量,为了使数字信号能在带通信道中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道相匹配,这种用基带信号控制载波,把数字基带信号变换成数字带通信号的过程称为数字调制。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

在仿真中用到的MATLAB软件是集科学计算(computation) 、可视化(visualization)、编程(programming)于一身,并提供了丰富的Windows图形界面一种设计方法软件。

目录第一章设计目标 (1)1.1设计目标 (1)1.2设计任务及要求 (1)1.3设计内容 (1)1.4设计思路及步骤 (2)1.4.1设计思路 (2)1.4.2设计步骤 (2)1.5设计意义 (3)第二章二进制相移键控信号 (3)2.1二进制相移键控(2PSK) (3)2.2二进制差分相移键控(2DPSK) (7)第三章二进制相移仿真及结果分析 (8)3.1MATLAB简介 (8)3.2数字调制与解调原理 (8)3.3 程序流图设计 (9)3.4仿真中用到的MATLAB函数 (10)3.5仿真参数设计 (10)3.6仿真结果分析 (11)3.7 误码率与信噪比的关系分析 (12)总结 (14)参考文献 (15)附录 (16)第一章设计目标1.1设计目标:本次通信系统综合训练的目的是让学生在掌握通信系统基本原理和仿真软件的基础上,对通信系统中的数字调制系统进行设计和仿真。

基于Matlab数字调制系统的仿真

基于Matlab数字调制系统的仿真

基于Matlab数字调制系统的仿真【摘要】数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的几种基本调制解调方法,然后,运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。

通过仿真,观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并结合这几种调制方法的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。

最后,在仿真的基础上分析比较了各种调制系统的误码率、信号传输速率、信噪比、占用频带宽度等因素,综合衡量各系统的性能指标,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。

【关键词】数字调制,分析与仿真,Matlab,Simulink1.引言1. 1 数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。

根据控制的载波参量的不同,数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式,并可以派生出多种其他形式。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

因此,对数字通信系统的分析与研究越来越重要,数字调制作为数字通信系统的重要部分之一,对它的研究也是有必要的。

1. 2 Matlab在通信系统仿真中的应用Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。

Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。

应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。

Matlab具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。

用户可以在Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。

现代数字调制技术仿真以及性能分析

现代数字调制技术仿真以及性能分析

西安邮电大学通信与信息工程学院科研训练论文专业班级: 通工1002班 学生姓名: 吴祎程 学号(班内序号): 03101063(25)2013 年 9 月 23 日——————————————————————————装订线————————————————————————————————报告份数:现代数字调制技术仿真以及性能分析(Modern digital modulation technology simulation and performance analysis)摘要数字调制是现代通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的五种基本调制解调方法,之后运用Matlab对这五种调制方法分别进行了仿真。

通过仿真,观察了调制解调过程中信号时域和频域的波形,并结合这几种调制方法的调制原理,分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。

最后,在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。

关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab。

AbstractIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB.Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable.Keywords:Digital modulation; analysis;MATLAB.目录引言................................................................................................................................... - 2 -1 现代数字调制技术分类及原理................................................................................... - 3 -2 基于MATLAB的现代数字调制仿真设计................................................................ - 6 -2. 1现代数字调制系统框图 ...................................................................................................... - 6 -2. 2 仿真设计及结果分析 ......................................................................................................... - 7 -2. 3现代数字调制技术的性能比较 ........................................................................................ - 17 -OQPSK ...................................................................................................................................... - 17 -MSK .......................................................................................................................................... - 17 -GMSK ....................................................................................................................................... - 17 -QAM .......................................................................................................................................... - 18 -OFDM ....................................................................................................................................... - 18 -3 结束语......................................................................................................................... - 18 -现代数字调制技术仿真以及性能分析引言现代数字调制技术概述随着数字通信技术的日益发展和广泛应用,数字调制技术作为这个领域中极为重要的一个方面,也得到了迅速发展。

数字调制技术的仿真

数字调制技术的仿真

7.4 数字调制的仿真7.4.1 信号的向量表示为表达简单,以下假设所有信号均定义在时间t∈[−∞,∞]t ∈[−∞,∞]上,且信号取值可以是复数的。

设有n n个信号f i(t),i=1,...,n fi(t),i=1,...,n,如果其中没有任何一个信号可以表示为其余(n−1)(n−1)个信号的线性组合,即找不到一组不全为零的系数a i,i=1,...,n ai,i=1,...,n,使得下式成立a1f1(t)+a2f2(t)+⋯+a n f n(t)=0a1f1(t)+a2f2(t)+⋯+anfn(t)=0则称为这n n个信号f i(t),i=1,...,n fi(t),i=1,...,n是独立的。

如果某信号x(t)x(t)可以表达为n n个独立信号{f i(t)}{fi(t)}的线性组合,即x(t)=∑i=1n x i f i(t)x(t)=∑i=1nxifi(t)则称n n个独立信号{f i(t)}{fi(t)}构成一个n n维信号空间,集合{f i(t)}{fi(t)}称为信号空间的基。

一旦给定信号空间的基{f i(t)}{fi(t)},那么信号x(t)x(t)就可以用n n维系数向量x=(x1,x2,...,x n)x=(x1,x2,...,xn)惟一表示出来,称x x为信号x(t)x(t)在基{f i(t)}{fi(t)}下的向量表示。

如果基信号{f i(t)}{fi(t)}中任意两信号满足∫∞−∞f i(t)f∗j(t)dt={0,1,i≠ji=j∫−∞∞fi(t)fj∗(t)dt={0,i≠j1,i=j其中f∗j(t)fj∗(t)表示信号的共轭运算,则称{f i(t)}{fi(t)}是标准正交的。

在标准正交基下,显然有x k=∫∞−∞x(t)f∗k(t)dt,k=1,...,n xk=∫−∞∞x(t)fk∗(t)dt,k=1,...,n给定标准正交基后,信号x(t)x(t)在基下各个维方向的系数(即信号在各维上的投影值)x k xk可通过上式计算出来。

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基于SystemView的2FSK数字调制系统仿真分析
姓名:序号:
摘要:数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文在简单介绍SystemView仿真软件应用的基础上,建立了2FSK通信系统的模型。

首先介绍了该系统的基本工作原理。

然后,运用SystemView设计了2FSK数字调制解调方法的仿真模型。

通过仿真,观察了2FSK的2种不同的调制和解调过程中的各环节的波形,并进行对比,判断调制解调的正确性,加深了对2FSK调制解调方法和原理的认识同时也熟悉了SystemView仿真软件的基本操作。

关键词:2FSK 调制解调SystemView 仿真分析
引言
通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。

虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。

而在接受信号时则必须对已调制信号进行解调操作才能接受到发送的信息。

一般数字调制方法分为两种模拟调制法和键控法。

解调方法也可分为两种:相干解调和非相干解调。

本文主要针对2FKS(二进制频移键控)的各种调制解调方法作仿真分析。

System View是美国ELANIX公司推出的,基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具,它使用功能模块(Token)描述程序。

利用System View,可以构造各种复杂的模拟,数字,模数混合系统和各种多速率系统,因此,它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。

用户在进行系统设计时,只需从System View 配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置,完成图标之间的连线,然后运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

一、设计的目的
本课程设计是实现2FSK的调制和解调仿真分析。

在此次课程设计中,我将通过相关的资料来理解2FSK调制解调的具体过程和它在SystemView中的实现方法。

预期通过本课程的学习,更清晰的认识2FSK的调制解调原理,同时加深对Systemview这款通信仿真软件的认识和操作熟练度。

通过解决在课程中遇到的各种问题,来锻炼自己独立思考,分析和解决问题的能力为今后的研究学习提供具有实用性的经验。

二、设计的要求
(1)熟悉Systemview仿真软件的使用方法,明白各图标所表示的意义,掌握2FSK调制解套的原理,以此为基础用各种仿真的图标来表示2FSK
信号的调制解调过程。

(2)观察各部分的波形并进行比较。

(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文。

三、设计基本原理和系统框图
2FSK系统分调制和解调两部分。

①调制部分:2FSK信号的产生方法主要有两种。

第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a)图所示,使其能够输出两个不同频率的码元。

第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,如(b)图所示。

这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同,只有一点差异,即由调频器产生的2FSK信号,在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK信号,则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续,如(d)图所示。

(c)相位连续(d)相位不连续
②解调部分:2FSK信号的解调主要分为相干(b)和非相干(a)解调两类,这里的抽样判决器是判定哪一个输入样值大,此时可以不专门设置门限电平。

二进制频移键控(2FSK)信号还有其它的解调方法,比如鉴频法,过零检测法及差分检波法等。

四、调制解调仿真分析
1、调制系统的2种方法的仿真分析
系统中各参数设置:
二进制信号:Amplitude 1 ,Rate 10
其它为默认值
载波f1:Amplitude 1 ,Rate 100
其它为默认值
载波f2:Amplitude 1 ,Rate 40
其它为默认值
仿真时钟:N0. of samples 256
Sample Rate 400
Stop Time 637.5e-3
其它为默认值
Fm参数设置:Amplitude 1
Frequency 50
Mod Gain 30
仿真波形如下图所示
此为需要调制的二进制数据信号
此为载波信号f2,频率为40HZ
此为载波信号f1,频率为100HZ
此为用调频法调制而出的信号,对比原始信号可看出低电平对应40HZ的低频率波形,高电平对应100HZ的高频率波形。

此为用键控法调制出的信号,可看出二进制信号中的低电平对应100HZ的高频率波形,高电平对应40HZ的低频率波形。

由波形对比可看出系统成功,仿真正确
2、解调系统的2种方法的波形仿真
相干解调法:原始信号为10HZ,两载波频率分别为80HZ和120HZ,两带通滤波器的频率范围分别是60HZ—100HZ和100HZ—140HZ,信号2,3分别和前面的载波0、1相同,低通滤波器的频率设为10HZ。

电压幅度都为1。

此为原始的二进制信号波形
用相干解调法解调后的波形,可看出系统中有一定的延时。

非相干解调:各信号波形频率与上相干解调相同,带通滤波器和低通滤波性频率范围也相同
调制前的原始信号
非相干解调后的信号,在系统延时和允许的误差范围内,信号解调成功
总结与体会
通过本次课程,基本掌握了SystemView的基本功能和使用方法,对数字基带传输系统有了更进一步的了解,加深了对2FSK信号调制解调原理的认识,理解了如何对他们进行调制解调,对整个调制解调过程中各元件的特性有了较为全面的理解。

根据各模块功能合理的设置参数,通过分析窗口观测相应波形,同时对系统进行分析调试,并验证系统的正确性,比用硬件进行通信工程试验节省,通过分析试验结果,可方便纠正错误。

不断改进试验,从而激发学生的创新意识。

参考文献:
[1] 罗卫兵,孙桦,张捷。

SystemView 动态系统分析及通信系统仿真设计[M].
西安:西安电子科技大学出版社,2001.
[2] 樊昌信。

通信原理教程[M]。

北京:电子工业出版社,2004.
[3] 曹志刚,钱亚生。

现代通信原理[M].北京:清华大学出版社,1992.
[4] 李东生,左洪浩。

SystemView系统设计及仿真入门与应用[M].北京:电子
工业出版社,2002.
[5] 青松,程岱松,武建华等。

数字通信系统的SystemView仿真与分析[M]。


京:电子工业出版社,2001.。

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