增量调制MATLAB仿真实验

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基于MATLAB的模拟调制实验报告

基于MATLAB的模拟调制实验报告

基于MATLAB 的模拟调制实验报告一、实验目的1.进一步学习调制的知识,掌握调频与调角两种模拟调制技术。

2.进一步学习MATLAB 的编程,熟练使用MATLAB 进行作图。

二、实验原理1.调制的概念调制(modulation )就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适 合 于信道传输的形式的过程,是使载波随信号而改变的技术。

一般,用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号,代表所欲传送消息的信号叫作调制信号,调制后的信号()t u 叫作已调信号。

用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数,使之随()t u Ω而变化,就可实现调制。

2.调制的目的 ➢ 频谱变换当所要传送的信号的频率或者太低,或者频带很宽,对直接采用电磁波的形 式进行发送很不利,需要的天线尺寸很大,而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。

为了信息有效与可靠传输,往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。

这样可以提高传输性能,以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。

➢ 实现信道复用为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道,可以采用各种复用技术。

如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。

将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。

➢ 提高抗干扰能力不同的调制方式,在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。

如调频广播系统,它采用的频率调制技术,付出多倍带宽的代价,由于抗干扰性能强,其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。

扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽,以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。

3.调制的种类根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同,调制分为以下多种方式: (1).按调制信号()t u Ω的类型分为:● 模拟调制:调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量,如话音与图像信号。

● 数字调制:调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。

增量调制的发展研究及Matlab仿真实现

增量调制的发展研究及Matlab仿真实现

增量调制的发展研究及Matlab仿真实现随着通信技术的不断发展,增量调制技术已经成为数字通信领域中的重要技术之一。

本文将从增量调制技术的历史沿革、原理及其在实际中的应用等方面进行探讨,并最终使用Matlab 软件进行仿真实现。

一、增量调制技术历史沿革增量调制技术的起源可以追溯到1960年代,当时加拿大的一位工程师首次应用“二进制增量调制”技术,与此同时,英国工程师也在同一时期提出了一种新的调制信号方案,该方案使用较低的比特率传输音频。

历经多年的研究和实践,增量调制技术在通信领域中得到了广泛应用,并在数字广播、数字电视、数字移动通信等领域中得到了成功应用。

二、增量调制技术原理增量调制技术的原理是将模拟信号转换为数字信号,具体操作为通过采样和量化将模拟信号离散化为数字信号,在数字信号中引入增量调制技术进行信息的传输。

通过增量调制技术,信号的码率可以大大降低,从而提高了数据的传输速率和精度,同时还可以减小信号的噪声干扰,提高数字信号的传输质量。

三、增量调制技术实际应用在实际应用中,增量调制技术得到了广泛应用。

在数字广播领域中,增量调制技术可以有效地提高广播信号的传输效果,减少了信号失真和噪声干扰。

在数字电视领域中,增量调制技术可以使电视信号更加清晰,同时还可以采用不同的传输方式进行数字信号的传输和接收。

在数字移动通信领域中,增量调制技术可以有效地提高通信信号的稳定性和传输效率,同时还可以实现多种通信方式的操作。

四、增量调制技术的Matlab仿真实现为了更好地了解增量调制技术,在此我们以Matlab为例进行仿真实现。

首先,在Matlab中进行数字信号的采集和量化,然后将信号进行增量调制处理,并将处理后的信号进行解调处理得到输出信号,最后通过相应的性能分析可以得到信号的误码率、信噪比等性能指标。

综上所述,增量调制技术在数字通信领域中扮演着重要的角色。

通过对增量调制技术的研究和实践,我们可以更好地理解数字通信的原理和技术实现,为数字通信技术的发展提供更加坚实的基础和支持。

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计调制是无线通信系统中的重要环节,主要用于在传输信号过程中对信号进行编码和解码,以实现信号的传输和接收。

MATLAB作为一种强大的数学仿真工具,可以方便地进行调制系统的仿真设计。

调制系统一般包括三个主要部分:调制器、信道和解调器。

调制器负责将发送信号进行编码,以适应信道传输的需求;信道主要是指无线信号在传输过程中的传播环境,会受到各种影响,如多径效应、噪声等;解调器对接收到的信号进行解码,恢复出原始信号。

在MATLAB中,可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制系统的仿真设计。

以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程:1.确定调制方式:首先确定要使用的调制方式,比如常见的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)、相位调制(PM)等。

根据需求选择合适的调制方式。

2.信号生成:使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。

可以选择不同的函数生成不同的信号,如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。

3.调制器设计:根据选择的调制方式,设计相应的调制器。

比如对于AM调制,可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现;对于FM调制,可以通过改变载波频率的方式来实现。

在MATLAB中,可以使用相关函数来实现这些调制方式。

4.信号传输:将调制后的信号传输到信道中。

可以在仿真中模拟不同的信道情况,如加入噪声、多径效应等。

MATLAB提供了相关函数来模拟这些信道效应。

5.解调器设计:设计相应的解调器以恢复原始信号。

解调器的设计与调制器的设计相对应。

在MATLAB中,可以使用相关函数来实现解调器。

6.信号分析:对仿真结果进行分析。

可以通过绘制波形图、功率谱密度图等来观察信号在传输过程中的变化。

除了上述基本的仿真设计流程外,还可以在仿真过程中加入其他功能,如信号压缩、信号变换等。

MATLAB提供了大量的工具箱,可以方便地实现这些功能。

总之,基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的工作过程,以及对不同信道效应的影响。

增量总和调制的MATLAB仿真

增量总和调制的MATLAB仿真

增量总和调制的MATLAB仿真摘要增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式(DM)它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。

本文在增量调制的基础上,设计并仿真了增量调制的改进方案:增量总和调制也叫Δ-ΣM(delta-sigma modulation,DSM),通过对输入和输出信号差值用一个积分器进行积分的方式,实现了AD变换,恢复了原始信号。

关键词:增量总和,增量调制,matlab仿真引言增量脉码调制(DM),是一种以带宽换取速率的AD变换方式,其中,调制信号是差值信号.由于DM调制中存在严重的弊端,如输入信号含有较高的高频成分,或是信号幅度较大,都会使得信号变化特性较快,从而预测信号X’(t)无法正确跟踪输入信号,最终导致信号失真。

本文考虑从信号本身出发来解决问题,首先对信号进行一次积分,改变信号特性,使信号高频分量的幅度降低,之后再进行DM调制。

一.技术参数和设计目标设计一个增量总和调制系统对输入信号X(t)=Sin(1600*pi*t);编码输出并解调,抽样频率为8khz。

二.增量总和调制的原理增量总和调制是建立在增量调制的基础上,对输入信号进行积分,增量调制的实质是对增量进行积分,从而降低了输入的高频分量,从而防止了过载问题。

e(t)误差信号:通过一位量化器得到的输出信号Y(n)。

原理图为下在上图中,输入输出信号的积分用一个积分器就能解决,所以改进后的原理图如下:在输出端,由于对y(t)进行积分以后,得到的是dttx)(,再对其进行微分,得到x(t),因此可以省去积分器和微分器,经过低通滤波器(截止频率1600HZ)以后还原出原信号。

方案一:Simulink仿真1.增量总和调制的仿真模型及其框图在simulink 中的仿真图形如下:对差值e(t)进行采样以后送入量化器,最终通入一个阶数为2截止频率为1600Hz的低通butterworth滤波器中。

2.仿真的结果及其分析第一行为输入的正弦信号,第二行为调制后的输出波形,第三行为解调以后的波形,可以看到,解调后的输出略有延迟,基本上还原了原信号,而调制后的信号在正弦信号0处变得密集,在1,-1处而稀疏。

matlab仿真实验报告

matlab仿真实验报告

matlab仿真实验报告Matlab仿真实验报告引言:Matlab是一种广泛应用于科学和工程领域的数值计算软件,它提供了强大的数学和图形处理功能,可用于解决各种实际问题。

本文将通过一个具体的Matlab 仿真实验来展示其在工程领域中的应用。

实验背景:本次实验的目标是通过Matlab仿真分析一个电路的性能。

该电路是一个简单的放大器电路,由一个输入电阻、一个输出电阻和一个放大倍数组成。

我们将通过Matlab对该电路进行仿真,以了解其放大性能。

实验步骤:1. 定义电路参数:首先,我们需要定义电路的各个参数,包括输入电阻、输出电阻和放大倍数。

这些参数将作为Matlab仿真的输入。

2. 构建电路模型:接下来,我们需要在Matlab中构建电路模型。

可以使用电路元件的模型来表示电路的行为,并使用Matlab的电路分析工具进行仿真。

3. 仿真分析:在电路模型构建完成后,我们可以通过Matlab进行仿真分析。

可以通过输入不同的信号波形,观察电路的输出响应,并计算放大倍数。

4. 结果可视化:为了更直观地观察仿真结果,我们可以使用Matlab的图形处理功能将仿真结果可视化。

可以绘制输入信号波形、输出信号波形和放大倍数的变化曲线图。

实验结果:通过仿真分析,我们得到了以下实验结果:1. 输入信号波形与输出信号波形的对比图:通过绘制输入信号波形和输出信号波形的变化曲线,我们可以观察到电路的放大效果。

可以看到输出信号的幅度大于输入信号,说明电路具有放大功能。

2. 放大倍数的计算结果:通过对输出信号和输入信号的幅度进行计算,我们可以得到电路的放大倍数。

通过比较不同输入信号幅度下的输出信号幅度,可以得到放大倍数的变化情况。

讨论与分析:通过对实验结果的讨论和分析,我们可以得出以下结论:1. 电路的放大性能:根据实验结果,我们可以评估电路的放大性能。

通过观察输出信号的幅度和输入信号的幅度之间的比值,可以判断电路的放大效果是否符合设计要求。

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制(DM)实验一、实验目的(1)进一步掌握MATLAB的应用。

(2)进一步掌握计算机仿真方法。

(3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。

二、实验原理增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。

增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。

输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。

增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。

在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。

收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。

增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。

在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是n-1% ch6example13prog1.mTs=1e-3; %采样间隔t=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号delta=0.4; %量化阶距D(1+length(t))=0; %预测器初始状态for k=1:length(t)e(k)=x(k)-D(k); %误差信号e_q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1); %量化器输出D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新codeout(k)=(e_q(k)>0); %编码输出endsubplot(3,1,1);plot(t,x,'-o');axis([0 20*Ts,-2 2]);hold on;subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis([0 20*Ts,-2 2]);%解码端Dr(1+length(t))=0; %解码端预测器初始状态for k=1:length(t)eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码xr(k)=eq(k)+Dr(k);Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新endsubplot(3,1,3);stairs(t,xr);hold on; %解码输出subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号五、实验结果图二六、结果分析程序执行结果如图二所示。

基于Matlab的自适应增量调制性能分析

基于Matlab的自适应增量调制性能分析
就 是增量 调 制 。增 量 调 制 与 P C M 编码 方 式 相 比具
有抗 干扰 能 力强 、 设备 简单 、 传输 低 比特率 时 域 的主流。数字通信 般需 要 先对 原始 模 拟信 号 进 行 模 数 ( A D) 转 化 再

信噪 比高等优点 , 从而在银行 、 军事和工业部门等专 用 通信 网和卫 星通信 中得 到 了广泛 的应 用 。
o n t h e a n a l y s i s t o t h e n o n — a d a p t i v e d e l t a mo d u l a t i o n s y s t e m. F o r e n c o d i n g q u li a t y i s n o t h i g h, t h e p r o b l e m
Y U Z i - j i a , S O N G Q i — x i a n g , D O N G Q u a n — d e
( S c h o o l o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g , S u z h o u U n i v e r s i t y , S u z h o u , 2 3 4 0 0 0 , A n h u i )
随着信息技术的发展 , 模拟通信技术和数字通 信 技术 在不 同 的通 信业 务 中都 得 到 了广泛 的应 用 。 但是 , 传统的模拟通信有其诸 多缺点而逐渐被数字 通 信所 取代 。 目前 , 数 字 通信 的 发展 速 度 已明 显 超
增量 调制 是 较 为 简 单 的 D P C M 调制 , 当D P C M 调制 中量 化 器 的量 化 电平 数 值 为 2时 , D P C M 调 制

基于Matlab的模拟调制与解调实验报告

基于Matlab的模拟调制与解调实验报告

基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。

代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。

自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真

自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真
码表示相邻样值的相对大小 而反 映抽 样时刻波形 的变化 从
趋势 , 而与样值本身的大小无关。 A M与 P M编码方式相 比 有编译码设备简单 , 比特 C 具 低 率时 的量化信噪 比高 , 抗误码特性好 等优点 , 在军事和工业部 门的专业通信网络中得到广泛应用 。
11编码基本 思路 . 增 量 调 制 的基 本 思 想 是

5 ・ 9
自适应增量调制 A M 的实现 与 Malb仿 真 D t a
陶酤 , 林财 兴 , 何绪 兰
( 上海大学 机 电工程与 自动化 学院, 上海 207 ) 002
摘要: 增量调制简称 △ M或 D , M 它是继P M后出 c 现的又一种模拟信号数字传输的方法 可看 成是DPM的一个重暑特例 共罚 C 的在于简 化语音编码方式。考虑到提高信噪}的关键就是在禾出 匕 现严重过载噪声的同时能让普通量化噪声减弱0 因此本文暑取


(C , P M)从调制 的观 点来看 ,C 就是 以模拟信 号为 调制信 PM 号, 对二进制脉冲序列进行载波调制 , 从而改变脉冲序列中各
个码元的取值。虽然 P M可以增加信号传输时的抗干扰性, C
但是大大增加 了信号带宽 , 例如语音传输系统 中 , 的频率 声音
范围在 0k z~ H , 果 采 用 P M 编 码 , 样 频 率 为 8 H 4k z如 C 抽 k z每个抽样值用八位 码元表示 就需要 6 H H, 4k z的带宽 。为
模拟信号 数字 传输 的方法 , 看 成是 D C 的一 个 重要 特 可 PM
例 。其 目的在于简化语音编码 方式 。
A M与 P M虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的 C

增量式PID控制算法地MATLAB仿真

增量式PID控制算法地MATLAB仿真

增量式PID控制算法的MATLAB仿真PID控制的原理在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID 调节。

PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。

即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。

PID控制,实际中也有PI和PD 控制。

PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

一、题目:用增量式PID控制传递函数为G(s)的被控对象G(s)=5/(s^2+2s+10),用增量式PID控制算法编写仿真程序(输入分别为单位阶跃、正弦信号,采样时间为1ms,控制器输出限幅:[-5,5],仿真曲线包括系统输出及误差曲线,并加上注释、图例)。

程序如下二、增量式PID 原理{ U(k)= ∆u(k)+ U(k-1)或{ U(k)= ∆u(k)+ U(k-1)注:U(k)才是PID 控制器的输出 三、分析过程1、对G(s)进行离散化即进行Z 变换得到Z 传递函数G(Z);2、分子分母除以z 的最高次数即除以z 的最高次得到;3、由z 的位移定理Z[e(t-kt)]=z^k*E(z)逆变换得到差分方程;4、PID 编程实现P :△y = Kp* △ε I:D:⎰⋅=∆dt T y I ε1dtd T y Dε=∆)]}2()1(2)([)()]1()({[)(-+--++--=∆n n n TT n T Tn n K n U D I P O εεεεεε)]2()1(2)([)(i )]1()([)(-+--++--=∆n n n Kd n K n n K n U P O εεεεεε由于是仿真采样此处为增量式PID控制故按照以下程序实现PID控制:x(1)=error-error_1; %Calculating Px(2)=error-2*error_1+error_2; %Calculating Dx(3)=error; %Calculating I四、程序清单clear all;close all;ts=0.001;sys=tf(5,[1,2,1 0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;y_1=0.0;y_2=0.0;x=[0,0,0]';error_1=0;error_2=0;for k=1:1:10000time(k)=k*ts;S=2;if S==1kp=6;ki=45;kd=5;rin(k)=1; %Step Signalelseif S==2kp=10;ki=0.1;kd=15; %Sine Signalrin(k)=0.5*sin(2*pi*k*ts);enddu(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); %PID Controlleru(k)=u_1+du(k);%Restricting the output of controllerif u(k)>=5u(k)=5;endif u(k)<=-5u(k)=-5;end%Linear modelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2; error(k)=rin(k)-yout(k);%Return of parametersu_2=u_1;u_1=u(k);y_2=y_1;y_1=yout(k);x(1)=error(k)-error_1; %Calculating Px(2)=error(k)-2*error_1+error_2; %Calculating Dx(3)=error(k); %Calculating Ierror_2=error_1;error_1=error(k);endfigure(1);plot(time,rin,'b',time,yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');figure(2);plot(time,error,'r')xlabel('time(s)');ylabel('error');调节过程如下:1.首先调节ki=kd=0,调节比例环节kp,从小到大直至临界稳定。

实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验(参考)..

实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验(参考)..

成都理工大学实验报告课程名称:数字通信原理姓名:__________________学号:______________ 成绩:____ ___ 实验三Matlab的数字调制系统仿真实验(参考)1 数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,主要讨论二进制的调制与解调,简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制(M-DPSK)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK 和2-DPSK)。

下面是这几种调制方式的相关原理。

1.1 二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1 或0 的控制下通或断,在信号为1 的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0 的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。

幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,此时又可称作开关键控法(OOK)。

多电平MASK调制方式是一种比较高效的传输方式,但由于它的抗噪声能力较差,尤其是抗衰落的能力不强,因而一般只适宜在恒参信道下采用。

2-ASK 信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

1.2 二进制频移键控(2-FSK)数字频率调制又称频移键控(FSK),二进制频移键控记作2FSK。

数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。

2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1,而符号“0”对应于载频f2(与f1不同的另一载频)的已调波形,而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。

从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现。

增量调制编译码实验报告

增量调制编译码实验报告

一、实验目的1. 理解增量调制的基本原理和编译码过程;2. 掌握增量调制编译码器的软件实现方法;3. 熟悉增量调制编译码实验系统的组成和功能;4. 分析实验结果,验证增量调制编译码的性能。

二、实验原理增量调制(Incremental Modulation,IM)是一种简单的脉冲调制技术,它通过比较当前样本与参考样本之间的差值,来决定输出信号的极性和幅度。

增量调制编译码实验主要包括以下几个步骤:1. 采样:对模拟信号进行采样,得到一系列离散的样本值;2. 量化:将采样得到的样本值进行量化,得到一系列量化后的样本值;3. 编码:根据量化后的样本值,进行增量调制编码,得到一系列编码后的信号;4. 解码:对编码后的信号进行解码,恢复出原始的量化样本值;5. 滤波:对解码后的样本值进行滤波,去除量化误差,得到近似原始信号。

三、实验仪器与软件1. 仪器:双踪示波器、信号发生器、通信原理实验箱;2. 软件:MATLAB、Simulink。

四、实验步骤1. 采样:在MATLAB中生成一个正弦信号,采样频率为8000Hz,采样点数为1024点;2. 量化:将采样得到的正弦信号进行量化,量化级数为8;3. 编码:对量化后的信号进行增量调制编码,编码方法采用二进制编码;4. 解码:对编码后的信号进行解码,恢复出原始的量化样本值;5. 滤波:对解码后的样本值进行滤波,滤波器采用低通滤波器,截止频率为800Hz;6. 分析实验结果:比较原始信号、量化信号、编码信号、解码信号和滤波后的信号的波形,分析增量调制编译码的性能。

五、实验结果与分析1. 原始信号:实验中生成的正弦信号,频率为1000Hz,幅度为1V;2. 量化信号:对原始信号进行量化后的信号,量化级数为8;3. 编码信号:对量化后的信号进行增量调制编码后的信号;4. 解码信号:对编码后的信号进行解码,恢复出的原始量化样本值;5. 滤波后的信号:对解码后的样本值进行滤波后的信号。

基于 Matlab 的自适应增量调制性能分析

基于 Matlab 的自适应增量调制性能分析

基于 Matlab 的自适应增量调制性能分析佚名【摘要】An important method of A/D conversion and digital code was described in this paper ,it carried on the analysis to the non-adaptive delta modulation system .For encoding quality is not high ,the problem of large bandwidth ,the algorithms of an adaptive to post feedback wasproposed ,and its performance was also analyzed by using Matlab to simulation .The practice proved the algorithm has a better SNR and high-er quality encoding on low-rate,so as to achieve the purpose of saving bandwidth .%介绍了模数转换和数字编码的一种重要方法并对增量调制系统进行分析,针对非自适应增量调制存在的编码质量不高、占用带宽大的问题,提出一种自适应后向反馈算法,并使用Matlab对其性能进行仿真分析,实验结果证明本算法有更好的信噪比,在低速率上能得到更高质量的编码,从而达到节省带宽的目的。

【期刊名称】《蚌埠学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P13-15)【关键词】仿真;自适应;增量调制【正文语种】中文【中图分类】TN761随着信息技术的发展,模拟通信技术和数字通信技术在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。

但是,传统的模拟通信有其诸多缺点而逐渐被数字通信所取代。

增量调制系统的设计和仿真

增量调制系统的设计和仿真

1 Matlab软件简介1.1基本功能MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。

可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。

1.2应用MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作:数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程等。

MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。

附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。

1.3发展历程20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担,用FORTRAN编写了最早的MATLAB。

自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真

自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真

自适应增量调制ADM的实现与Matlab仿真自适应增量调制(ADM)是一种数字调制技术,它可以根据传输信号的带宽和信噪比等参数调整调制方式,从而提高信号传输质量。

本文将介绍ADM的实现和Matlab仿真。

实现ADM的步骤如下:1. 分析传输信号的特点,确定带宽和信噪比等参数。

2. 选择合适的调制方式,如BPSK、QPSK、8PSK等。

3. 根据当前传输信号的特点,调整调制方式,如改变调制符号数、交织深度等。

4. 将调制后的数字信号通过数字-模拟转换器(DAC)转换成模拟信号。

5. 经过滤波器过滤后,将模拟信号传输到接收端。

6. 在接收端,使用模拟-数字转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号。

7. 对数字信号进行解调,得到原始信号。

在Matlab中,ADM的仿真可以分为以下步骤:1. 生成一段随机数字信号,作为传输信号。

2. 对传输信号进行调制,生成调制后的数字信号。

3. 将数字信号通过仿真信道模型传输到接收端,模拟传输过程中的噪声、多径效应等。

4. 在接收端对数字信号进行解调,还原出原始信号。

5. 通过误码率等指标评估信号传输质量,并分析不同参数对传输质量的影响。

综上所述,ADM是一种自适应的数字调制技术,在数字通信中具有重要应用。

通过实现ADM和仿真,在数字通信领域,可以提高信号传输质量和传输效率。

数据分析是现代社会各个行业中重要的一环,包括商业、金融、医疗、科学研究等领域。

针对不同领域不同的数据,数据分析可以提供准确的信息和决策支持。

下面,我们以股票市场数据为例,进行数据分析。

首先,我们可以将历史股票价格和成交量等数据进行分析,得到该股票的图表。

通过对图表的分析,我们可以对该股票的走势和价格波动有更清晰的了解,进而制定投资策略。

例如,在股票价格处于下跌趋势时,可以选择买入该股票,等价格回升后再卖出,从而实现盈利。

其次,我们还可以通过数据分析,了解各行业、公司的市场占有率等情况,并在此基础上进行投资决策。

实验四 增量调制编译码的MATLAB仿真

实验四  增量调制编译码的MATLAB仿真

实验四增量调制编译码的MATLAB仿真一、实验目的1. 掌握利用MATLAB进行仿真的方法;2. 理解增量调制编译码的原理;3. 理解自适应增量调制的原理。

二、实验仪器及软件电脑、MATLAB7.0软件三、实验原理增量调制简称ΔM或DM,它是继PCM后出现的有一种模拟信号数字传输的方法,可以看成是DPCM的一个重要特例。

其目的在于简化语音编码方法。

ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。

但是,在PCM中,代码表示样值本身的大小,所需码位数较多,从而导致编、译码设备复杂;而在ΔM中,它只用一位编码表示相邻样值的相对大小,从而反映出抽样时刻波形的变化趋势,与样值本身的大小无关。

1. 简单增量调制编译码的基本思想为了说明这个概念,我们来看图4 -1。

图中,m(t)代表时间连续变化的模拟信号,我们可以用一个时间间隔为Δt,相邻幅度差为+σ或-σ的阶梯波形m’(t)来逼近它。

只要Δt足够小,即抽样速率fs=1/Δt足够高,且σ足够小,则阶梯波m’(t)可近似代替m(t)。

其中,σ为量化台阶,Δt=Ts为抽样间隔。

阶梯波m’(t)有两个特点:第一,在每个Δt间隔内,m’(t)的幅值不变;第二,相邻间隔的幅值差不是+σ(上升一个量化阶),就是-σ(下降一个量化阶)。

利用这两个特点,用“1”码和“0”码分别代表m’(t)上升或下降一个量化阶σ,则m’(t)就被一个二进制序列表征(见图8 -1横轴下面的序列)。

于是,该序列也相当表征了模拟信号m(t),实现了模/数转换。

除了用阶梯波m’(t)近似m(t)外,还可用另一种形式——图中虚线所示的斜变波m1(t)来近似m(t)。

斜变波m1(t)也只有两种变化:按斜率σ/Δt上升一个量阶和按斜率-σ/Δt下降一个量阶。

用“1”码表示正斜率,用“0”码表示负斜率,同样可以获得二进制序列。

由于斜变波m1(t)在电路上更容易实现,实际中常采用它来近似m(t)。

实验三Matlab数字调制系统仿真实验

实验三Matlab数字调制系统仿真实验

成都理工大学实验报告课程名称:数字通信原理姓名:学号:成绩:实验三的数字调制系统仿真实验(参考)1 数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,主要讨论二进制的调制与解调,简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制()。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2)、移频键控(2)和移相键控(2 和2)。

下面是这几种调制方式的相关原理。

1.1二进制幅度键控(2)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1 或0 的控制下通或断,在信号为1 的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0 的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。

幅移键控法()的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,此时又可称作开关键控法()。

多电平调制方式是一种比较高效的传输方式,但由于它的抗噪声能力较差,尤其是抗衰落的能力不强,因而一般只适宜在恒参信道下采用。

2 信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

1.2二进制频移键控(2)数字频率调制又称频移键控(),二进制频移键控记作2。

数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。

2信号便是符号“1”对应于载频f1,而符号“0”对应于载频f2(与f1不同的另一载频)的已调波形,而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。

从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现。

模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频,是频移键控通信方式早期采用的实现方法。

2键控法则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。

键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。

自适应增量调制的Matlab仿真实现及性能研究

自适应增量调制的Matlab仿真实现及性能研究

由于 D 信号 是 按 台 阶来 量化 的 , 而存 在 M 因 量化 噪声 。对 于任 何 给 定 的抽 样 速 率 , 量 调 制 增 ( M) D 编码 器 的性 能都 会 受 到 两 种 量化 噪声 ( 也 叫失真 )的影 响。一 种 是 过 载 量 化 噪声 ( 称 过 简 载 噪声 ) 它发 生在 模 拟 信 号斜 率 陡变 时 , , 由于 量
化 台阶是 固定 的 , 而且 每秒 内台阶数 也是 确定 的 ,
量 化 阶的动 态范 围 和跟 踪 信 号 的 能力 , 改善 了系 统性 能 , 用 十 分 简单 的算法 就 能实 现 3 采 2~ 4 k/ 甚至是 1k/ 的数据 率 , 高 了数字 编码 8 bs 6bs 提 的效率 和可靠性 。 目前 ,D 已广泛 应用 于 电视 AM 和语 音信 号 的编码 中 。
一种是过载量化噪声简称过载噪声它发生在模拟信号斜率陡变时由于量化台阶是固定的而且每秒内台阶数也是确定的因此阶梯电压波形就跟不上信号的变化形成了很大失真的阶梯电压波形这样的失真称为过载失真也称过载噪声
维普资讯
20 0 8年 6月
2 4卷 第 3
思茅 师范高 等专科 学 校学报
是 3 0—3 0 z 如 果 采 用 2 6个 量 化 电 平 0 00 H , 5 ( bt 的线性 模数 转换 器 , 抽样 频 率 为奈 奎 斯 8i) s 且
个样 值 。这 样 , 只需 要 较少 的量 化 电平 即可 得到
相 同的信号 质 量 , 而节 省 了带 宽 。采 用 这 种技 从 术 的算 法 有 差分 编 码 调 制 ( P M) 其 基 本 思 想 DC ,
[ 摘
要 ] 自适应增 量调 制( M) 现代 语 音数 字化 的一种 常用方式 , AD 是 是模数 转换 和压

通信系统中基于MATLAB进行增量调制

通信系统中基于MATLAB进行增量调制

耗降低 。
二 、增 量调 制的 工作原 理
增量调制是一种把信号的上一个采样值来作为预测
值的编码方式 。它将信号瞬时值与前一个抽样 时刻 的量 化值 进行 比较 ,并 比较差值来进行量化 ,而且 只对这个 差值 的正负符号进行编码 ,而不对差值的大小编码 。因 此量化 只限于正和负两个 电平 ,只用一 比特传输一个样 值 。如果 比较 的差值是正 的 ,就发 “ 1 ”码 ,相 反若 比 较的差值为负就发 “ 0 ”码 。因此数码 “ 1 ”和 … 0 ’只 是表示信号相对于前一 时刻的增减 ,不代表信号 的绝对 值 。同样 的道理 ,在接收端每 收到一个 “ 1 ”码 ,译码 器的输 出相对于前一个 时刻的值上升一个台阶。每收到

民数与2 0 0 6 年相 比增长 1 6 7 %,有2 8 . 9 %的网民使用手机
上 网 ,移动互联 网用户达 ̄4 6 0 0 万人 。中国手机庞大的
用 户量 、3 G的即将到来 ,都将孕育着 未来 中国移动互 联 网市场将带来 巨大的发展机会 。作为现代社会重要支 柱产业的信息通信行业 ,它的概念和原理 已经越来越走
仿 真器仿真 ,采 用 了编程 中主要 的循 环结构来模 拟仿 真,并建立前后采样时刻样值的关系。
3 . 2 增量调 制中存在 的问题 以及解决 方法 。增量调 制有不少的优点 ,但其也有很多 的不足 ,其 中主要有 以
下 两 点 :f 1 ) 一个是一般量化噪声问题。f 2 ) 另 一 个 是 过
R E G I O N L N F O 数 字地 方
> >
通信 系统 中基于MA T L AB 进行增量调制
◆ 岑鹏瑞
摘 要 :本文 简要介绍 了通信 系统 中增量调制 的概念 、原理 、特点和存 在 的 问题 以及如何解决这些 问题 。随后我们利 用 自己所 学过 的MA T L A B 软 件 对通信 系统 中的增量调 制进行 了简单的编程仿真 ,这样 既有 利于我 们理
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增量调制MATLAB仿真实验
增量调制(DM)实验
一、实验目的
(1)进一步掌握MATLAB的应用。

(2)进一步掌握计算机仿真方法。

(3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。

二、实验原理
增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。

增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。

输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。

增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。

在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。

收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。

增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。

在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是
一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。

预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。

当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。

三、实验内容
增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。

解码器将输入1,0符号转换为 δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入
输入样值
e n e n =δsgn(e n ) 传输 n ) n n-1+δsgn(e n )
x n + - + +
预测输出 +
n-1
+ 预测输出 解码样值输出
x n-1 预测输入x n =x n-1+δsgn(e n )
图一 增量调制原理框图
设输入信号为: x(t)=sin2π50t+0.5sin 2π150t
增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距δ=0.4,单位延迟器初始值为0。

建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以
解码
编码 二电平量化 单位延迟
单位
延迟
及解码样值波形。

根据图一建立数学关系,编程中采用循环结构来模拟仿真采样时刻向前推进,并建立前后采样时刻样值的关系。

四、程序代码
% ch6example13prog1.m
Ts=1e-3; %采样间隔
t=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列
x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号
delta=0.4; %量化阶距
D(1+length(t))=0; %预测器初始状态
for k=1:length(t)
e(k)=x(k)-D(k); %误差信号
e_q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1); %量化器输出
D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新
codeout(k)=(e_q(k)>0); %编码输出
end
subplot(3,1,1);plot(t,x,'-o');axis([0 20*Ts,-2 2]);hold on;
subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis([0 20*Ts,-2 2]);
%解码端
Dr(1+length(t))=0; %解码端预测器初始状态
for k=1:length(t)
eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码
xr(k)=eq(k)+Dr(k);
Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新
end
subplot(3,1,3);stairs(t,xr);hold on; %解码输出
subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号
五、实验结果
图二
六、结果分析
程序执行结果如图二所示。

从图中原信号和解码结果对比来看,在输入信号变化平缓的部分,编码器输出1,0交替码,相应的解码结果以正负阶距交替变化,形成颗粒噪声,称空载失真;在输入信号变化过快的部分,解码信号因不能跟上信号的变化而引起斜率过载失真。

量化阶距越小,则空载失真就越小,但是容易发生过载失真;反之,量化阶距增大,则斜率过载失真减小,但空载失真增大。

如果量化阶距能够根据信号的变化缓急自适应调整,则可以兼顾优化空载失真和过载失真,
这就是自适应增量调制的思想。

七、思考题
1.△M与PCM的异同
答:△M与PCM都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。

但是,在PCM中,代码表示样值本身的大小,所需码位数较多,从而导致编译码设备复杂;而在△M中,它只用一位编码表示相邻样值的相对大小,从而反映出抽样时刻波形的变化趋势,与样值本身的大小无关。

2.增量调制的基本思想
答:一个语音信号,如果抽样速率很高(远大于乃奎斯特速率),抽样间隔很小,那末相邻样点之间的幅度变化不会很大,相邻抽样值的相对大小(差值)同样能反映模拟信号的变化规律。

若将这些差值编码传输,同样可传输模拟信号所含的信息。

此差值又称“增量”,其值可正可负。

这种用差值编码进行通信的方式,就称为“增量调制”(Delta Modulation),缩写为DM或△M。

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