基于matlab的正交振幅调制与解调

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利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调综述

利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调综述

课程设计论文姓名:姜勇学院:机电与车辆工程学院专业:电子信息工程2班学号:1665090208安徽科技学院学年第学期《》课程···················装···············订················线···················专业级班姓名学号内容摘要:教师评语:利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调专业:电子信息工程(2)班姓名:姜勇学号:1665090208一、设计摘要:现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。

在信号处理里面经常要用到调制与解调,而信号幅度调制与解调是最基本,也是经常用到的。

用AM调制与解调可以实现很多功能,制造出很多的电子产品。

本设计主要研究内容是利用MATLAB实现对正弦信)fπ=进行双边带幅度调制,载波信号频率为100Hz,在MATLAB中tsin((t40)显示调制信号的波形和频谱,已调信号的波形和频谱,比较信号调制前后的变化。

并对已调信号解调,比较了解调后的信号与原信号的区别。

信号幅度调制与解调及MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用,实现了对连续时间信号的可视化表示。

基于Matlab调制与解调的实现(DOC)

基于Matlab调制与解调的实现(DOC)

基于Matlab 调制与解调的实现一. 实验目的1. 熟悉Matlab 的使用2. 掌握幅度调制、角度调制及FSK 调制的基本原理3. 掌握解调的基本原理,并实现解调二. 实验原理,仿真及结果分析 AM 调制与解调1. 标准AM 波调制与解调的原理调制信号是只来来自信源的调制信号 (基带信号),这些信号可以是模拟的, 亦可以是数字的。

为首调制的高频振荡信号可称为载波,它可以是正弦波,亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。

载波由高频信号源直接产生即可,然后经过 高频功率放大器进行放大,作为调幅波的载波,调制信号由低频信号源直接产生, 二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。

设载波信号的表达式为C OS 「c t ,调制信号的表达式为m(t )二A m COS ,m t ,则调幅信号的表达式为S AM (t )二[A 。

m (t )]cos 吐标准调幅波示意图从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调,又称为检波。

对于振幅调制 信号,解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。

解调是调制的逆过程。

可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调,让已调信号与本地恢复载波信号 相乘并通过低通滤波可获得解调信号。

2. matlab 仿真====================载=波信号===========================-►S AM (t)COgi C tm(t)A 0t=-1:0.00001:1;A0=10; %载波信号振幅f=6000; %载波信号频率wO=f*pi;Uc=AO*cos(wO*t); % 载波信号figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,Uc);title(' 载频信号波形');axis([0,0.01,-15,15]);subplot(2,1,2);Y1=fft(Uc); % 对载波信号进行傅里叶变换plot(abs(Y1));title(' 载波信号频谱');axis([5800,6200,0,1000000]);% ====================调制信号============================== t=-1:0.00001:1;A仁5; %调制信号振幅f=6000; %载波信号频率w0=f*pi;mes=A1*cos(0.001*w0*t); % 调制信号subplot(2,1,1);plot(t,mes);xlabel('t'),title(' 调制信号');subplot(2,1,2);Y2=fft(mes); % 对调制信号进行傅里叶变换plot(abs(Y2));title(' 调制信号频谱');axis([198000,202000,0,1000000]);X 1护询制倍弓频谧10 -------------------J ---------------- 1 ---------------- 1---------------- 1 -------------f] _________________ 1______________ I ______________ J_______________ ________________ I_______________ I ________________ I _______________1 98 1 986 1 99 1 995 .32 005 2 CH 2 153 02=======================/已信号========================= t=-1:0.00001:1;A0=10; %载波信号振幅A仁5; %调制信号振幅A2=3; %已调信号振幅f=3000; %载波信号频率w0=2*f*pi;m=0.15; % 调制度mes=A1*cos(0.001*w0*t); % 消调制信号Uam=A2*(1+m*mes).*cos((wO).*t); %AM 已调信号subplot(2,1,1);plot(t,Uam);grid on;title('AM 调制信号波形');subplot(2,1,2);Y3=fft(Uam); % 对AM已调信号进行傅里叶变换plot(abs(Y3)),grid;title('AM 调制信号频谱');axis([5950,6050,0,500000]);%=========================FR通滤波器======================= Ft=2000; % 采样频率fpts=[100 120]; % 通带边界频率fp=100Hz,阻带截止频率fs=120Hzmag=[1 0];dev=[0.01 0.05]; % 通带波动1%阻带波动5%[n 21,w n21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaiserord 估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta)); % 由firl 设计滤波器[h,w]=freqz(b21,1); % 得到频率响应plot(w/pi,abs(h));grid ontitle('FIR 低通滤波器');%=========================信号解调======================= t=-1:0.00001:1;A0=10; %载波信号振幅A仁5; %调制信号振幅A2=3; %已调信号振幅f=3000; %载波信号频率w0=2*f*pi;m=0.15; % 调制度k=0.5 ; %DSB 前面的系数mes=A1*cos(0.001*w0*t); % 调制信号Uam=A2*(1+m*mes).*cos((wO).*t); %AM 已调信号Dam=Uam.*cos(wO*t); % 对AM调制信号进行解调subplot(4,2,1);plot(t,Dam);title(' 滤波前AM解调信号波形');subplot(4,2,2);axis([187960,188040,0,200000]);Y5=fft(Dam); % 对AM解调信号进行傅里叶变换plot(abs(Y5)),grid;title(' 滤波前AM解调信号频谱');subplot(4,2,3);plot(t,z21);title(' 滤波后的AM 解调信号波形'); T5=fft(z21); %求AM 信号的频谱subplot(4,2,4); plot(abs(T5)); title('滤波后的AM 解调信号频谱');axis([198000,202000,0,100000]);角度调制与解调角度调制是频率调制和相位调制的总称。

基于matlab的正交振幅调制与解调仿真分析文档

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基于matlab的正交振幅调制与解调仿真分析文档it168文库文档会议文集图书全部 DOC PDF PPT XLS TXT我要上传当前已有1161330份文档首页分类浏览文集排行榜合作机构会议图书iPad客户端文库首页基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析.doc相关文档共94条,当前页显示 0-30基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析7>2013-03-19摘要:MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程技术领域,尤其在通信和信息处理领域更有其突出地位。

众所周知,在物理级的产品作出之前,先用MATLAB进行这种电子产品的输入输出以估计这种产品的性能好坏,从而可以看出什么地方需要从新设计,什么地方需要优化等来进一步提高系统的性能,因此,伴标签:QA 信号仿真 MATLAB 通信分类:网络通信-嵌入式开发贡献者:he97yuyu| 下载: 0次评分: 收藏到书房基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真分析2013-03-19摘要:MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程技术领域,尤其在通信和信息处理领域更有其突出地位。

众所周知,在物理级的产品作出之前,先用MATLAB进行这种电子产品的输入输出以估计这种产品的性能好坏,从而可以看出什么地方需要从新设计,什么地方需要优化等来进一步提高系统的性能,因此,伴标签:QA 信号仿真 MATLAB 通信分类:软件与测试-C/C++贡献者:OraBSD| 下载: 0次评分: 收藏到书房基于MATLAB模拟调制系统的仿真2013-03-20MATLAB模拟调制系统的仿真标签:调制系统 MATLAB分类:软件与测试调研报告贡献者:lo岁月静好ve| 下载: 0次评分: 收藏到书房MATLAB实现信号的调制与解调2012-07-20MATLAB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。

基于Matlab振幅调制与解调及GUI界面设计

基于Matlab振幅调制与解调及GUI界面设计

通信系统课程设计报告基于Matlab的振幅调制与解调院(系):机电学院专业年级(班):电信122学生:徐晗学号: XXXXXXXXXXXX 指导教师:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX完成时间: 2015-6-25摘要信号与模拟通信之间中心问题就是把载有消息的信息经系统加工处理后,送入信道进行传送,从而实现数据的相互传递,与此同时信号的调制在信号传输过程重要性不可忽略。

本系统基于MATLAB软件进行AM、DSB调制与解调程序设计,并用包络检波和同步检波分别实现已调信号的解调,绘制分析AM与DSB下调制信号、已调信号、解调信号的波形与频谱,最后通过GUI界面进行可调节控制显示。

关键词:Matlab;AM;DSB;调制与解调;GUI目录1 设计目的及要求 (1)1.1 目的 (1)1.2 题目与要求 (1)2理论基础 (1)2.1 AM调制与解调原理 (1)2.1.1 AM调制原理 (1)2.1.2 AM解调原理 (2)2.2 DSB调制与解调原理 (3)2.2.1 DSB调制原理 (3)2.2.2 DSB相干解调原理 (4)2.3 GUI简介 (4)3设计原理以及方案 (5)3.1 系统总体框图 (5)3.2 参数计算与设计 (5)3.2.1 基本信号参数 (5)3.2.1系数计算 (6)4实验结果与分析 (7)4.1 Matlab调制与解调波形、频谱观测 (7)4.1.1 单频调制信号 (7)4.1.2 多频调制信号 (9)4.2 GUI系统界面设计 (12)总结 (14)参考文献 (15)附录1 (16)附录2 (24)1 设计目的及要求1.1 目的通过对AM 和DSB调制与解调进行MATLAB程序设计,观察与分析相关信号时域、频域波形;深入理解AM与DSB调制与解调原理;掌握基于MATLAB 软件开发环境下仿真方法。

初步掌握GUI界面设计的流程及方法。

1.2 题目与要求本系统基于MATLAB软件进行AM、DSB调制与解调程序设计,并记录分析相关信号波形与频谱等参数,此外附加进行GUI界面设计。

课设 基于MATLAB的信号调制与解调

课设 基于MATLAB的信号调制与解调

课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位:题 目: 基于MATLAB 的信号调制与解调 初始条件:1.MATLAB 软件2.信号处理的相关知识3.希尔伯特变换4.信号的常规幅度调制、单边带幅度调制以及双边带调制要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)(1)已知某消息信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=elset t t t t t m 03/23/23/01)(000以双边幅度调制(DSB-AM )方式调制载波)2cos()(t f t c c π=,所得到的已调制信号记为)(t u ,设s t 15.00=,Hz f c 250=。

试比较消息信号与已调信号,并绘制它们的频谱。

(2)对(1)的DSB-AM 调制信号进行相干解调,并绘出信号的时频域曲线。

(3)对(1)中的信号进行单边带幅度调制(SSB-AM )绘制信号的时频域曲线。

(4)对(1)中的信号进行常规幅度调制(AM ),给定调制指数8.0=a 绘制信号的时频域曲线。

时间安排:第12周:安排任务,分组第13-14周:设计仿真,撰写报告 第15周:完成设计,提交报告,答辩指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 1常规双边带调制与解调 (1)1.1常规双边带调制 (1)1.2 常规双边带的解调 (2)2 抑制载波的双边带调幅与解调 (4)2.1 双边带幅度调制的基本原理 (4)2.2 DSB信号的解调 (5)2.2.1 相干解调的原理 (5)2.2.2 DSB信号解调 (5)3 单边带调制与解调................................................................................. 错误!未定义书签。

使用Matlab进行信号调制和解调技术

使用Matlab进行信号调制和解调技术

使用Matlab进行信号调制和解调技术信号调制和解调是通信系统中非常重要的环节,它们能够将原始信号转换为适合传输的调制信号,并在接收端将其恢复为原始信号。

Matlab是一种功能强大的工具,提供了丰富的信号处理函数和算法,可以方便地进行信号调制和解调的研究与实现。

本文将介绍如何使用Matlab进行信号调制和解调技术,并通过实例展示其在通信系统中的应用和效果。

一、调制技术概述调制技术是将需要传输的信息信号转换为载波信号的过程。

常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。

调制的目的是将低频信号转换为高频信号,使得信号能够在较长距离传输,并能够通过信道传输到接收端。

在Matlab中,可以使用内置函数如ammod、fmmod和pmmod来实现不同的调制技术。

以幅度调制为例,可以使用ammod函数来实现。

下面给出一个简单的幅度调制实例。

```matlabfs = 1000; % 采样频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列fc = 100; % 载波频率Ac = 1; % 载波幅度ym = sin(2*pi*10*t); % 原始信号ym_mod = ammod(ym, fc, fs, Ac); % 幅度调制```上述代码中,首先定义了采样频率fs、时间序列t、载波频率fc和载波幅度Ac。

然后,生成了一个原始信号ym,其中使用了sin函数生成了一个频率为10Hz的正弦波。

最后使用ammod函数对原始信号进行幅度调制,得到了调制后的信号ym_mod。

二、解调技术概述解调技术是将调制后的信号恢复为原始信号的过程。

解调技术主要包括幅度解调(AM)、频率解调(FM)和相位解调(PM)。

解调的目的是从调制信号中提取出原始信号,以实现信息的传输。

在Matlab中,可以使用内置函数如amdemod、fmdemod和pmdemod来实现不同的解调技术。

以幅度解调为例,可以使用amdemod函数来实现。

正交幅度调制(QAM)及解调Matlab仿真

正交幅度调制(QAM)及解调Matlab仿真

正交幅度调制(QAM)及解调Matlab仿真实验目的:1.掌握QAM及解调原理与特性;2.了解星座图的原理及用途。

实验内容:1.编写MATLAB程序仿真QAM及相干解调;2.观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码上网关系;3.观察I、Q调制过程中信号的变化;4.观察星座图在不同噪声环境下的变化;5.分析仿真中观察的数据,撰写实验报告。

仿真代码:function project(N,p)%N为待仿真序列的长度%p为产生1的概率%======================%首先产生随机二进制序列N=input('输入二进制序列的长度:N=');p=input('输入产生1的概率:');source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);figure(1);stem(source);axis([1 N -1 2]);%对产生的二进制序列进行QAM调制[source1,source2]=Qam_modulation(source);%===============================%画出星座图figure(2);plot_astrology(source1,source2);%==============================%两路信号进行插值(8倍过采样)sig_insert1=insert_value(source1,8);sig_insert2=insert_value(source2,8);%================================%画出两路信号的波形图figure(3);plot_2way(sig_insert1,sig_insert2,length(sig_insert1),0.5);title('两路信号波形');%================================%通过低通滤波器[sig_rcos1,sig_rcos2]=rise_cos(sig_insert1,sig_insert2,0.25,2);%================================%画出两路信号信号波形图figure(4);plot_2way(sig_rcos2,sig_rcos2,length(sig_rcos1)/4,0.5);title('通过低通滤波器后两路信号波形图')hold onstem_2way(sig_insert1,sig_insert2,3,0.25,2,length(sig_rcos1)/4); %================================%将基带信号调制到高频上[t,sig_modulate]=modulate_to_high(sig_rcos1,sig_rcos2,0.25,2.5); figure(5);plot(t(1:500),sig_modulate(1:500));title('载波调制信号图');%================================%将滤波后的信号加入高斯噪声snr=10;[x1,x2]=generate_noise(sig_rcos1,sig_rcos2,snr);sig_noise1=x1';sig_noise2=x2';figure(6);plot_2way(sig_noise1,sig_noise2,length(sig_noise1)/4,0.5);title('加入高斯白噪声后的两路信号波形');%================================%经过匹配滤波器[sig_match1,sig_match2]=rise_cos(sig_noise1,sig_noise2,0.25,2); figure(7);plot_2way(sig_match1,sig_match2,length(sig_match1)/4,0.5); title('经过匹配滤波器后');%================================%采样[x1,x2]=pick_sig(sig_match1,sig_match2,8);sig_pick1=x1;sig_pick2=x2;%画出星座图figure(8)plot_astrology(sig_pick1,sig_pick2);%================================%解调signal=demodulate_sig(sig_pick1,sig_pick2);r=signal;%画出解调后的信号figure(9);stem(r);axis([1 N -1 2]);demodulate_sigfunction y=demodulate_sig(x1,x2)%解调xx1(find(x1>=2))=3;xx1(find((x1<2)&(x1>=0)))=1;xx1(find((x1>=-2)&(x1<0)))=-1;xx1(find(x1<-2))=-3;xx2(find(x2>=2))=3;xx2(find((x2<2)&(x2>=0)))=1;xx2(find((x2>=-2)&(x2<0)))=-1;xx2(find(x2<-2))=-3;temp1=zeros(1,length(xx1)*2);temp1(find(xx1==-1)*2)=1;temp1(find(xx1==1)*2-1)=1;temp1(find(xx1==1)*2)=1;temp1(find(xx1==3)*2-1)=1;temp2=zeros(1,length(xx2)*2);temp2(find(xx2==-1)*2)=1;temp2(find(xx2==1)*2-1)=1;temp2(find(xx2==1)*2)=1;temp2(find(xx2==3)*2-1)=1;n=length(temp1);for i=1:2:2*n-1y(i)=temp1((i+1)/2);y(i+1)=temp2((i+1)/2);endgenerate_noisefunction [y1,y2]=generate_noise(x1,x2,snr)snr1=snr+10*log10(4);ss=var(x1+i*x2,1);y=awgn([x1+j*x2],snr1+10*log10(ss/10),'measured'); y1=real(y);y2=imag(y);insert_valuefunction y=insert_value(x,ratio)%对两路信号进行插值y=zeros(1,ratio*length(x));a=1:ratio:length(y);y(a)=x;modulate_to_highfunction [t,y]=modulate_to_high(x1,x2,f,hf)yo1=zeros(1,length(x1)*hf/f*10);yo2=zeros(1,length(x1)*hf/f*10);n=1:length(yo1);yo1(n)=x1(floor((n-1)/(hf/f*10))+1);yo2(n)=x1(floor((n-1)/(hf/f*10))+1);t=(1:length(yo1))/hf*f/10;y=yo1.*cos(2*pi*hf*t)-yo2.*sin(2*pi*hf*t);pick_sigfunction [y1,y2]=pick_sig(x1,x2,ratio)%采样y1=x1(ratio*3*2+1:ratio:(length(x1)-ratio*3*2)); y2=x2(ratio*3*2+1:ratio:(length(x2)-ratio*3*2));plot_2wayfunction plot_2way(x1,x2,len,t)%绘制正交信号图subplot(2,1,2);plot((1:len)*t,x2(1:len));axis([0 len*t -4 4]);hold on;plot((1:len)*t,x2(1:len),'.','Color','red');hold off;xlabel('虚部信号');subplot(2,1,1);plot((1:len)*t,x1(1:len));axis([0 len*t -4 4]);hold onplot((1:len)*t,x1(1:len),'.','Color','red');xlabel('实部信号');hold offplot_astrologyfunction plot_astrology(a,b)%画出星座图subplot(1,1,1);plot(a,b,'+');axis([-5 5 -5 5]);line([-5,5],[0,0],'LineWidth',3,'Color','red'); line([0,0],[-5,5],'LineWidth',3,'Color','red'); title('QAM星座图');Qam_modulationfunction [yy1, yy2]=Qam_modulation(x) N=length(x);a=1:2:N;y1=x(a);y2=x(a+1);a=1:2:N/2;temp11=y1(a);temp12=y1(a+1);y11=temp11*2+temp12;temp21=y2(a);temp22=y2(a+1);y22=temp21*2+temp22;yy1(find(y11==0))=-3;yy1(find(y11==1))=-1;yy1(find(y11==3))=1;yy1(find(y11==2))=3;yy2(find(y22==0))=-3;yy2(find(y22==1))=-1;yy2(find(y22==3))=1;yy2(find(y22==2))=3;endrise_cosfunction [y1,y2]=rise_cos(x1,x2,fd,fs)%升余弦滤波[yf,tf]=rcosine(fd,fs,'fir/sqrt');[yo1,to1]=rcosflt(x1,fd,fs,'filter/Fs',yf); [yo2,to2]=rcosflt(x2,fd,fs,'filter/Fs',yf);y1=yo1;y2=yo2;stem_2wayfunction stem_2way(x1,x2,delay,fd,fs,len)subplot(2,1,1)hold onstem(((1:len)+fs/fd*3)/fs,x1(1:len));subplot(2,1,2)hold onstem(((1:len)+fs/fd*3)/fs,x2(1:len));实验结果:>> project输入二进制序列的长度:N=200输入产生1的概率:0.820406080100120140160180200-1-0.50.511.52-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-112345QAM 星座图020406080100120140160180200-4-224虚部信号020406080100120140160180200-4-224实部信号两路信号波形01020304050-4-224虚部信号01020304050-4-224实部信号通过低通滤波器后两路信号波形图00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-0.01-0.008-0.006-0.004-0.0020.0020.0040.0060.0080.01载波调制信号图01020304050-4-224虚部信号01020304050-4-224实部信号加入高斯白噪声后的两路信号波形0102030405060-4-224虚部信号0102030405060-4-224实部信号经过匹配滤波器后-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-112345QAM 星座图20406080100120140160180200-1-0.50.511.52。

[信息与通信]基于matlab的多进制正交幅度调制系统的仿真终稿

[信息与通信]基于matlab的多进制正交幅度调制系统的仿真终稿

通信系统综合设计与实践题目基于Matlab的多进制正交幅度调制系统的仿真院(系)名称信院通信系专业名称通信工程学生姓名学生学号指导教师赵春雨2012年5月20日摘要 (I)1正交幅度调制解调原理 (1)1.1 正交幅度调制技术 (1)1.2 QAM调制解调原理 (4)1.2.1 QAM调制 (4)1.2.2 QAM的解调和判决 (5)1.3 QAM的误码率性能 (6)2 多进制正交幅度(M-QAM)调制及相干解调原理框图 (7)2.1 正交调制原理框图 (7)2.2 相干解调原理框图 (8)3 基于MATLAB的多进制正交幅度(M-QAM)调制及相干解调设计与仿真 83.1 对系统进行分析与设计: (8)3.2 随机信号的生成 (9)3.3 星座图映射 (9)3.4 波形成形(平方根升余弦滤波器) (12)3.5 调制 (13)3.6 加入高斯白噪声之后解调 (14)3.7 误码率曲线 (17)3.8 16-QAM载波调制信号在AWGN信道下的性能 (17)4 仿真结果及分析 (19)5 结论与展望 (22)5.1 本文的重要贡献 (22)5.2 未来展望 (23)参考文献 (24)附录 (25)摘要正交幅度调制技术(QAM)是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术,因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛使用。

由于信道资源越来越紧张,许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。

为了在有限信道带宽中高速率地传输数据,可以采用多进制(M进制,M>2)调制方式,MPSK则是经常使用的调制方式,由于MPSK的信号点分布在圆周上,没有最充分地利用信号平面,随着M值的增大,信号最小距离急剧减小,影响了信号的抗干扰能力。

MQAM称为多进制正交幅度调制,它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式,信号点不是限制在圆周上,而是均匀地分布在信号平面上,是一种最小信号距离最大化原则的典型运用,从而使得在同样M值和信号功率条件下,具有比MPSK更高的抗干扰能力。

利用matlab实现信号幅度的调制与解调

利用matlab实现信号幅度的调制与解调

第一章 调制解调的基本原理第一节 调制的基本原理“调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数(如振幅、频率、相位等),是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。

载波可以是正弦波或脉冲序列。

以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。

调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。

对于连续波调制,已调信号可以表示为())(cos )()t (t ot t A ϑωϕ+=它有振幅频率和相位三个参数构成。

改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。

因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。

调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。

按照被调制信号参数的不同,调制的方式也不同。

如果被控制的参数是高频振荡的幅度,则称这种调制方式为幅度调制,简称调幅;如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位,则称这种调制方式为频率调制或相位调制,简称调频或调相(调频与调相又统称调角)。

振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。

幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变,它的振幅却是变化的。

其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。

它的振幅变化曲线称之为包络线,代表了要传递的信息。

第二节解调的基本原理解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

调制过程是一个频谱搬移的过程,它将低频信号的频谱搬移到载频位置。

如果要接收端回复信号,就要从已调信号的频谱中,将位于载频的信号频谱再搬回来。

解调分为相干解调和非相干解调。

相干解调是指为了不失真地恢复信号,要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。

非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。

包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。

二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量,得到与包络线形状相同的音频信号,见图1.2.3 。

利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调

利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调

利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调摘要:调幅,英文是Amplitude Modulation(AM)。

调幅也就是通常说的中波,范围在503---1060KHz。

调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。

距离较远,受天气因素影响较大,适合省际电台的广播。

一般中波广播(MW: Medium Wave) 采用了调幅(Amplitude Modulation) 的方式,在不知不觉中,MW 及 AM 之间就划上了等号。

实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播.像在高频(3-30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM,甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116-136MHz)也是采用AM的方式,只是我们日常所说的AM波段指的就是中波广播(MW)调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。

也就是说,通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小,使得调制信号的信息包含入高频信号之中,通过天线把高频信号发射出去,然后就把调制信号也传播出去了。

这时候在接收端可以把调制信号解调出来,也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了。

工程实际中,人们通常将调幅、同步检波、混频等调制/解调过程看作两个信号相乘的过程,一般都采用集成模拟乘法器来实现,这比采用分立器件电路简单,且性能优越。

集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1595、MC1496、MC1495、LM1595、LM1596等。

(一)原理及结果分析1、信号幅度调制原理常规双边带调制(AM)就是指用调制信号去控制载波的振幅,使载波的幅度按调制信号的变化规律而变化。

常规双边带调制信号的时域表达式为:根据时域表达式可以画出其调制电路的设计框图,如图1所示。

图1 设计理论框图为基带信号,为叠加的直流分量。

为载波信号调制就是在传送信号的发送端,利用要传送的低频原始信号去控制高频振荡信号的某一参数(幅度、相位或频率),使这个参数随控制信号的变化而变化。

毕业设计(论文)-基于MATLAB仿真QAM调制与解调的设计

毕业设计(论文)-基于MATLAB仿真QAM调制与解调的设计

摘要正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种功率加宽带相对高效的信道调制技术,广泛应用于数字电视,无线宽带等传输领域。

本文针对16QAM系统调制解调系统,利用MATLAB工具对整个系统进行完整仿真,并通过星座图仿真对误码率进行分析。

仿真结果表明该系统简单可行,对QAM相关产品研发和理论研究具有一定的理论和实践意义。

关键词:16QAM;正交振幅调制;MATLAB;误码率AbstractQuadrature amplitude modulation (QAM) is a channel modulation techniques with relatively high efficiency of usage power and bandwidth, It is widely used in digital television,broadband and wireless transmission fields,This article in view of the 16 QAM system demodulation system,Then,Use of MATLAB tools to complete the whole system simulation,And through the constellation chart sinmlation analysis of the ber(bit error rate).Simulation results indicate that this system is both simple and feasible,It has a certain theoretical and practical significance that does the research about products related to QAM.Keywords:16QAM;Quadrature Amplitude Modulation;MATLAB;Bit Error Rate第1章前言1.1 QAM的引入QAM(Quadrature Amplitude Modulation):正交振幅调制。

MATLAB实现信号的调制与解调

MATLAB实现信号的调制与解调

MATLAB实现信号的调制与解调调制与解调是数字通信系统中重要的技术,它们用于将信息信号转换为适合传输的调制信号,并在接收端将调制信号还原为原始的信息信号。

在MATLAB中,可以通过使用信号处理工具箱的函数实现信号的调制与解调。

下面将详细介绍信号的调制与解调的MATLAB实现方法。

一、信号的调制调制是将信息信号转换为调制信号的过程。

常见的调制方法包括振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。

下面以振幅调制为例,介绍信号的调制方法。

1.生成调制信号首先,需要生成调制信号。

假设我们有一个原始的音频信号,可以使用MATLAB的`audioread`函数读取音频文件,并使用`resample`函数进行重采样。

```matlab[y, fs] = audioread('original_audio.wav');y_resampled = resample(y, fs_new, fs);```2.进行振幅调制接下来,将原始音频信号进行振幅调制。

可以使用MATLAB中的`ammod`函数进行调制。

```matlabAc=1;%载波幅度t = (0:length(y_resampled)-1)/fs_new;modulated_signal = ammod(y_resampled, fc, fs_new, Ac);```3.可视化调制信号最后,可以使用MATLAB的`plot`函数对调制信号进行可视化。

```matlabfigure;plot(t, modulated_signal);xlabel('Time (s)');ylabel('Modulated Signal');title('Amplitude Modulated Signal');```二、信号的解调解调是将调制信号还原为原始信号的过程。

下面以振幅调制为例,介绍信号的解调方法。

振幅调制和解调的原理及MATLAB编程实现

振幅调制和解调的原理及MATLAB编程实现

振幅调制和解调的原理及MATLAB 编程实现一、振幅调制和解调的原理:通常调制要传送的信号波形是比较复杂的,但无论多么复杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。

为了分析方便起见,我们一般把调制信号看成一简谐信号。

(a) 调制信过调制波形图(b) 由非正弦波调制所得到的调幅波形 已调波形二、振幅调制:正交振幅调制是用两个独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。

正交振幅调制信号的一般表示式:式中,An 是基带信号幅度,g(t-nTs)是宽度为Ts 的单个基带信号波形。

上式还可以变换为正交表示形式:令 Xn=An cos φnYn=Ansin φn 则v v )cos()()(n c S nnMQAMt w nT t g At Sϑ+-=∑)cos()()(n c S nnt t w nT t g ASMQAMϑ+-∑=tw nT t g A t w nT t g A t Sc n S nn c n S nn MQAMsin ]sin )([cos ]cos )([)(ϑϑ---=∑∑t w nT t g Y t w nT t g X t S c n S nn c n S n n MQAM sin ]sin )([cos ]cos )([)(ϑϑ---=∑∑tw t y t w t X c c sin )(cos )(-=假设一调制信号ft=Am.cos(2πfm.t+Qm),载波信号为ct=Ac.cos(2πfc.t+Qc),则振幅调制(已调波信号为SAM=(AC+ft) .cos(2πfc.t+Qc) 。

二、振幅解调相干解调法如图将已调波SAM信号与解调载波相乘即spt=SAM.*cos(2*pi*fcP*t+QcP)得到含有二次高频和调制信号成分的spt波形和频谱。

低通滤波器LPF本实验采用简单的一次降频电路如图程序为ftp=int((spt.*exp(t/(R*C))),0,t) ,FTP=exp(-t/(R*C)).*ftp,FTP=exp(-t/(R*C)).*ftp,int代表积分运算。

信号调制与解调(基于matlab仿真设计)

信号调制与解调(基于matlab仿真设计)

信号与系统课程设计题目:信号的调制与解调学生姓名:院(系、部):机电工程学院指导教师:2013年12月9日至2013年12月13日摘要信号的调制解调技术直接决定着通信系统质量的好坏, 是通信系统中的一个重要研究方向。

从语音,图像的原始信息变过来的原始信号频谱分量频率较低,不适宜在信道中长距离传输。

因此,在通信系统的发送通端常需要有调制过程将其转换为适合传输的信号,在接收端则需要有调节过程,将信号还原成原来的信息,以便更准确的利用信息。

Matlab是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体,是当今国际上公认的最优秀的科技应用软件之一。

它编写简单,具有强大的科学计算能力、可视化功能和开放式可扩展环境,因此在图像处理领域得到了广泛的应用。

关键词:matlab,调制,解调,信号1设计原理与分析1.1 matlab简介MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

1.1.1 matlab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。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,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。

正交振幅调制与解调仿真分析

正交振幅调制与解调仿真分析

正交振幅调制与解调仿真分析学生姓名:指导老师:摘要:MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程技术领域,尤其在通信和信息处理领域更有其突出地位。

众所周知,在物理级的产品作出之前,先用MATLAB进行这种电子产品的输入输出以估计这种产品的性能好坏,从而可以看出什么地方需要从新设计,什么地方需要优化等来进一步提高系统的性能,因此,伴随着现代通信系统与日俱增的复杂性,这种通信系统的仿真分析也变得尤其重要。

本文介绍了利用MATLAB进行正交振幅调制与解调的仿真分析,仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。

关键词:调制与解调;QAM;Simulink;MATLAB1引言本课程设计主要是学会运用MATLAB中的Simulink来实现数字基带信号的模拟传输。

在知道其传输原理的情况下,将仿真电路到Simulink之中。

并且对正交振幅调制、解调过程的频谱和波形的分析,同时在无噪声和有噪声的进行分析,加入高斯白噪声,瑞利噪声,莱斯噪声分析调制解调后的频谱、波形,观察其误码率。

1.1 课程设计的目的首先了解和掌握MATLAB中Simulink平台的使用;其次了解正交振幅基本电路的调制与解调的仿真,加入噪声后观察其频谱和波形的变化,同时检测其误码率1.2 课程设计的要求设计平台为MATLAB7.0集成环境。

在Simulink下构建调制解调仿真电路,用示波器观察调制前后的信号波形,频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化,误码测试仪测量误码率。

在调制解调电路上加入噪声源,模拟信号在不同信道中的传输:a 用莱斯噪声模拟无直射分量的无线信道,b 用高斯白噪声模拟有线信道,c 用瑞利噪声模拟有直射分量的无线信道。

将三种噪声源的方差均设置为0.2,分别观察此时的误码率与无噪声时的误码率有何区别。

独立完成所有的设计。

2 设计原理数字调制器作为DVB系统的前端设备,接收来自编码器、复用器、DVB 网关、视频服务器等设备的TS流,进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制,输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送,同时也可根据需要选择中频输出。

基于MATLAB的正交振幅调制误码率分析和仿真

基于MATLAB的正交振幅调制误码率分析和仿真

基于MATLAB 的正交振幅调制分析和仿真一、简介正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种频谱利用率很高的调制方式,其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。

在移动通信中,随着微蜂窝和微微蜂窝的出现,信道传输特性发生了很大变化,过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也逐渐引起人们的重视。

1、基本原理 基本表达式信号表示式:Tk t kT t A t k k k )1()cos()(s 0+≤<+=θω展开:t A t A t k k k k k 00sin sin cos cos )(s ωθωθ-= 令kk k kk k A A θθsin Y cos X -==则t Y t X t k k k 00sin cos )(s ωω+=)(s t k 可以看作是两个正交的振幅键控信号之和2、MQAM 及抗噪性能分析:16QAM 信号和16PSK 信号的性能比较:按最大振幅相等,画出这两种信号的星座图Fig 1 16QAM 和16PSK 的星座图设其最大振幅为M A ,则16PSK 信号的相邻矢量端点的欧氏距离M M A A 393.0)8(d 1=≈π16QAM 信号的相邻点欧氏距离M MA A 471.032d 2==d 2和d 1的比值就代表这两种体制的噪声容限之比。

最大功率(振幅)相等的条件下,不考虑这两种体制的平均功率差别,d2超过d1约1.57dB 。

由于16PSK 信号的平均功率(振幅)就等于其最大功率(振幅),而16QAM 信号,在等概率出现条件下,最大功率和平均功率之比等于1.8倍,即2.55dB 。

因此,在平均功率相等条件下,16QAM 比16PSK 信号的噪声容限大4.12 dB 。

MQAM 信号可以采用正交相干解调法, 其解调器原理如下图所示。

解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后,经过低通滤波输出两路多电平基带信号X(t) 和Y(t)。

(完整word版)基于MATLAB的QAM调制解调实现

(完整word版)基于MATLAB的QAM调制解调实现

基于MATLAB的QAM调制解调实现学生姓名:张平凡指导老师:吴志敏摘要:此次课程设计的主要内容为利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现QAM的调制解调,,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。

通过此次课设,我加深了关于正交调幅方面的理论知识,加强了MATLAB软件的操作能力,对以后的实验操作打下了基础。

此次课程设计,旨在提高自己的MATLAB软件编程能力,自学能力,对资料的收集.理解以及总结的能力。

在此次课程设计中,我依托MATLAB为平台,编程实现QAM调制解调的实现,并将相关图形绘制出来,进一步巩固了对课本知识的理解。

关键词: MATLAB; 正交振幅调制;频谱利用率; 调制与解调;1. 引言在现代通信中,提高频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。

近年来,随着通信业务需求的迅速增长,寻找频谱利用率高的数字调制方式已成为数字通信系统设计、研究的主要目标之一。

为了提高其性能,人们对这些数字调制体制不断加以改进提出了多种新的调制解调机体。

这些新的调制解调体制,各有所长分别在不同的方面有其优势。

正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式,正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广,通过相位和振幅的联合控制,可以得到更高频谱效率的调制方式,从而可在限定的频带内传输更高速率的数据【1】。

通信原理通信工程的一门重要的专业课,调制与解调又是通信的精髓,调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化,将信息荷载在其上形成已调信号传输,而解调是调制的反过程,通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号,QAM(正交振幅调制)是一种振幅和相位联合键控,在MPSK体制中,随着M的增大,相位相邻相位的距离逐渐缩小,使噪声容限随之减小,使误码率难于保证,为了改善在M大的噪声容限,发展出了QAM 体制【2】。

基于matlab的正交振幅调制与解调(DOC)

基于matlab的正交振幅调制与解调(DOC)

题目:基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真学生姓名:学生学号:系别:专业:届别:指导教师:电气信息工程学院制2012年5月基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真学生:指导老师:电气信息工程学院1课程设计的任务与要求1.1课程设计的任务本课程设计通过Matlab,Simulink软件来仿真正交振幅调制和解调,要求进一步理解QAM,并掌握Matlab,Simulink软件的使用。

1.2课程设计的要求设计平台为Matlab集成环境,在Matlab,Simulink软件下输入仿真程序,运行该程序,观察波形前后的变化。

独立完成所有的设计。

1.3课程设计的研究基础正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )是一种高效的数字调制解调方式,它在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域被广泛使用。

在多进制键控体制中,相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势,即带宽占用小和比特信噪比要求低。

因此,MPSK和MDPSK为人们所喜用。

但是,在MPSK体制中,随着M的增大,相邻相位的距离逐渐减小,使噪声容限随之减小,误码率难以保证。

为了改善在M大时的噪声容限,发展出了QAM体制。

在QAM体制中,信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制[1]。

正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )是一种振幅和相位联合键控。

正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广,通过相位和振幅的联合控制,可以得到更高频谱效率的调制方式,从而可在限定的频带内传输更高速率的数据。

正交振幅调制(QAM)的一般表达式为y(t)=A cos c w t+mB sin c w t 0≤t<s T(1)m上式由两个相互正交的载波构成,每个载波被一组离散的振幅{A}、{m B}所调制,m故称这种调制方式为正交振幅调制。

振幅调制和解调的原理及MATLAB编程实现

振幅调制和解调的原理及MATLAB编程实现

振幅调制和解调的原理及MATLAB 编程实现振幅调制和解调的原理1. 普通调幅信号的表达式、 波形、 频谱和功率谱普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波(载波)的振幅, 使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。

设载波为 uc(t)=Ucmcosωct, 调制信号为单频信号,即u Ω(t)=UΩmcosΩt(Ωωc), 则普通调幅信号为:u AM (t)= (U cm +kU Ωm cos Ωt)cosωc t=U cm (1+M a cosΩt)cosωc t 其中调幅指数Ma, 0<Ma≤1, k 为比例系数。

下图给出了u Ω(t), u c (t)和u AM (t)的波形图。

从图中并结合上式可以看出, 普通调幅信号的振幅由直流分量U cm 和交流分量kU Ωm cosΩt 迭加而成, 其中交流分量与调制信号成正比, 或者说, 普通调幅信号的包络(信号振幅各峰值点的连线)完全反映了调制信号的变化。

另外, 还可得到调幅指数M a 的表达式:cmcm cm a U U U U U U U U U U M minmin max min max min max -=-=+-=调幅的波形与频谱显然, 当Ma >1时, 普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同, 产生了失真, 称为过调制。

所以, 普通调幅要求Ma 必须不大于1。

上式又可以写成u AM (t)=U cm cosωc t+ ·[cos (ωc +Ω)t+cos (ωc -Ω)t ]可见, uAM(t)的频谱包括了三个频率分量:ωc (载波)、 ωc +Ω(上边频)和ωc -Ω(下边频)。

原调制信号的频带宽度是 Ω或(F= ) , 而普通调幅信号的频带宽度是2Ω(或2F), 是原调制信号的两倍。

普通调幅将调制信号频谱搬移到了载频的左右两旁,如下图所示还可以看到, 若此单频调幅信号加在负载R 上, 则载频分量产生的平均功率为:P c =两个边频分量产生的平均功率相同, 均为:PSB=调幅信号总平均功率为: P av =P c +2P SB =根据信号分析理论, 一般非周期调制信号u Ω(t)的频谱是一连续频谱, 假设其频率范围是Ωmin ~Ωmax , 如载频仍是ωc , 则这时的普通调幅信号可看成是调制信号中所有π2Ωca cm a p M U M R 2241)2(21=R U cm 221c n p M )211(2+2MaUcm频率分量分别与载频调制后的迭加, 各对上、下边频的迭加组成了上、 下边带。

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成绩课程设计报告
题目:基于MATLAB的正交振幅
调制与解调仿真
学生姓名:
学生学号:
系别:
专业:
届别:
指导教师:
电气信息工程学院制
2012年5月
基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真
学生:
指导老师:
电气信息工程学院
1课程设计的任务与要求
1.1课程设计的任务
本课程设计通过Matlab,Simulink软件来仿真正交振幅调制和解调,要求进一步理解QAM,并掌握Matlab,Simulink软件的使用。

1.2课程设计的要求
设计平台为Matlab集成环境,在Matlab,Simulink软件下输入仿真程序,运行该程序,观察波形前后的变化。

独立完成所有的设计。

1.3课程设计的研究基础
正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )是一种高效的数字调制解调方式,它在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域被广泛使用。

在多进制键控体制中,相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势,即带宽占用小和比特信噪比要求低。

因此,MPSK和MDPSK为人们所喜用。

但是,在MPSK体制中,随着M的增大,相邻相位的距离逐渐减小,使噪声容限随之减小,误码率难以保证。

为了改善在M大时的噪声容限,发展出了QAM体制。

在QAM体制中,信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制[1]。

正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )是一种振幅和相位联合键控。

正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广,通过相位和振幅的联合控制,可以得到更高频谱效率的调制方式,从而可在限定的频带内传输更高速率的数据。

正交振幅调制(QAM)的一般表达式为
y(t)=
A cos c w t+m
B sin c w t 0≤t<s T(1)
m
上式由两个相互正交的载波构成,每个载波被一组离散的振幅{
A}、{m B}所调制,
m
故称这种调制方式为正交振幅调制。

式中,
T为码元宽度;m=1,2,…,M,M为m A和m B
s
电平数。

正交振幅调制使用两路独立的基带对两个相互正交的同频载波拟制载波双边带条幅,利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性,实现两路并行的数字信息的传输。

该调制方式通常有二进制QAM (4QAM )、四进制(16QAM)、八进制(64QAM)、……,对应的空间信号适量端点分布图称为星座图,如下图所示,分别有4、16、64……个适量端点。

由图(1)可以看出,电平数m 和信号状态M 之间的关系。

对于4QAM ,当两路信号幅度相等时,其产生、解调、性能及相位适量均与4PSK 相同[2]。

a 4QAM 信号矢量图
b 16QAM 信号矢量图
c 64QAM 信号矢量图 图1 多进制信号矢量图
QAM 中的振幅m A 和m B 可以表示成: m
A
= m
A d
(2)
m
B
=
m
A e
(3)
式中,A 是固定的振幅,(m d ,m e )由输入数据确定。

(m d ,m e )决定了已调QAM 信号在信号中的坐标点。

2正交振幅调制与解调系统方案制定
2.1方案提出
针对正交振幅的调制与解调,可以使用Matlab和Simulink软件实现。

2.2 方案比较
Matlab程序可以实现该系统仿真,也能得到结果,但是不能够画出系统实现框图;Simulink软件既可以画出实现正交调制与解调的框图,也能得到实验波形[3]。

2.3方案论证
为了更好的理解正交振幅调制与解调,我们不仅要看到实验结果,还需要看到实验流程。

Simulink软件可以根据仿真结果,用户可以调整系统参数,观察分析仿真结果的变化,从而获得更加理想的仿真结果。

2.4 方案选择
选择Simulink软件来实现正交振幅调制与解调系统。

3 QAM系统方案设计
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.2 系统整体电路图
QAM的调制如图(2)所示,在调制端,输入数据经过串/并变换之后分为两路,
A和m B。

为了抑制已调信号的带外辐射,m A 分别经过2电平到L电平的转换,形成
m
B还要经过预调制低通滤波器,才分别与相互正交的各路载波相乘,最后将两路信和
m
号相加就可以得到已调输出信号y(t)[4]。

图2 QAM调制框图
QAM信号采取正交相干解调的方法解调,模型如图(b)所示。

解调器首先对接收到的QAM信号进行正交相干解调。

低通滤波器LPF滤除乘法器产生的高频分量。

LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号,经过多电平判决和电平转换后可恢复出原始基带信号[5]。

图3 QAM解调框图
在接受端,输入信号与本地恢复的两个正交载波信号相乘以后,经过低通滤波器、多电平判决、L电平到2电平变换,在经过并/ 串变换就得到输出数据[6]。

对QAM而言,如何设计QAM信号的结构不仅会影响到已调信号的功率谱特性,而且影响已调信号的解调及其性能[7]。

常用的设计准则是在信号功率相同的条件下,选择信号空间中信号点之间距离最大的信号结构,当然还要考虑解调的复杂性[8]。

4 MATLAB系统仿真和调试
4.1 仿真软件介绍
Matlab是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。

Matlab自1984年由MathWorks公司推向市场以来,历经20多年的发展和竞争,现在风靡世界。

可靠的数
值计算和符号计算功能,强大的绘图功能、简单易学的语言体系以及为数众多的应用工具箱是Matlab区别于其他科技应用软件的显著标志[9]。

Stimulink是Matlab的重要组成部分。

既适用于线性系统,也适用于非线性系统,既适用于连续系统,也适用于离散系统和连续与离散混合系统,既适用于定常系统,也适用于时变系统。

Stimulink模块库内容十分丰富,除包括输入信号源模块库(Source)、输出接收端模块库(Sinks)、连续系统模块库(Continuous)、离散系统模块库(Discrete)、数学运算模块库(Math Operations)等许多标准模块外,用户还可以自定义和创建模块[10]。

4.2 系统仿真实现
图4 正交振幅调制解调仿真电路图
图5 基带信号参数设置
图6 正交振幅调制模块参数设置图7 正交振幅解调模块参数设置
图8 基带信号功率谱密度图
4.3 系统测试
仿真结果如下图所示:
图9 基带信号和解调信号的波形
4.4 数据分析
图形说明:该图中,信号在通过QAM前后没有发生任何变化,因为这是在理想的环境中运行的,如果在该系统中加入噪声,如高斯白噪声,信号调制前后就会发生变化。

5 总结
5.1 设计小结
通过本次实验经过这一次的毕业设计,我学习并学会了使用应用软件Matlab,能够在该环境下进行简单的电路仿真。

基本上懂得了数字调制解调技术的发展状况,并对振幅调制解调原理有了更深一步的认识理解MQAM 的原理,知道了眼图、星座图、各个频谱的产生原理、误码性能测试和相关参数的设定。

在本次设计中,用到了word的绘图功能,以前只会用word弄些简单的文本,而现在使我对word的使用更熟练,更全面。

5.2 收获体会
毕业设计带给我了不少收获,从学习MATLAB 的使用,到仿真程序,程序刚开始的时候有不少错误,一些错误是由于粗心造成的,一些错误是由于对于原理理解上的偏差造成的。

这也让我明白了,做什么事情都要严谨,不可以有半点马虎。

同时此次课程设计也暴露出自己专业基础知识的很多不足。

5.3 展望
随着通信业迅速的发展,传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求,而可用频谱资源有限,也不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。

另外,人们已不能满足通信单一的语音服务,希望利用移动电话来进行多媒体信息的通信。

但由于图像通信比电话需要更大的容量。

高效可靠的数字传输系统对于数字通信系统的实现很重要,多进制QAM具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交振幅调制方式是一种很好的选择,相信未来会有更多的使用。

6参考文献
[1] 李建东,郭梯云,邬国扬著《移动通信》第四版出版社:西安电子科技大学出版社 2006,7
[2]樊昌信,曹丽娜著《通信原理》第六版出版社:国防工业出版社2011,1
[3] 刘卫国主编《MA TLAB程序设计与应用》第二版出版社:高等教育出版社2011,1
[4] 张辉,曹丽娜编著《现代通信原理与技术》出版社:西安电子科技大学出版社 2002
[5] 曹志刚,钱亚生著《现代通信原理》出版社:清华大学出版社 1992
[6] 王兴亮,达新宇著《数字通信原理与技术》第二版出版社:西安电子科技大学出版社 2004
[7] 桑林,郝建军,刘丹谱著《数字通信》出版社:北京邮电大学出版社
[8] 曹兴雯,刘乃安,陈健等著《高频电路原理与分析》出版社:西安电子科技大学出版社 2001
[9] 张圣勤著《MATLAB7.0实用教材》出版社:机械工业出版社 2006
[10] 邓华著《MATLAB通信仿真及应用实例详解》出版社:人民邮电出版社 2003。

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