通信原理 数字频带通信系统的设计与仿真分析分析
无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真
无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真基于matlab的ofdm系统设计与仿真摘要OFDM即正交频分复用技术，实际上是多载波调制中的一种。
其主要思想是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。
该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率，并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声，如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。
本文设计了一个基于IFFT/FFT算法与802.11a标准的OFDM系统，并在计算机上进行了仿真和结果分析。
重点在OFDM系统设计与仿真，在这部分详细介绍了系统各个环节所使用的技术对系统性能的影响。
在仿真过程中对OFDM信号使用QPSK 调制，并在AWGN信道下传输，最后解调后得出误码率。
整个过程都是在MATLAB环境下仿真实现，对ODFM系统的仿真结果及性能进行分析，通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系，为该系统的具体实现提供了大量有用数据。
- 1 -第一章 ODMF系统基本原理1.1多载波传输系统多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，这样每个子数据流将具有较低的比特速率。
用这样的低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。
在单载波系统中，一次衰落或者干扰就会导致整个链路失效，但是在多载波系统中，某一时刻只会有少部分的子信道会受到衰落或者干扰的影响。
图1,1中给出了多载波系统的基本结构示意图。
图1-1多载波系统的基本结构多载波传输技术有许多种提法，比如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM)，这3种方法在一般情况下可视为一样，但是在OFDM中，各子载波必须保持相互正交，而在MCM则不一定。
1.2正交频分复用OFDM就是在FDM的原理的基础上，子载波集采用两两正交的正弦或余弦函sinm,tcosn,t数集。
通信原理课程设计 基于MATLAB的数字基带传输系统的研究和分析
2.2 数字基带信号
2.2.1 基本的基带信号波形 数字基带信号是数字信息的电波形表示，它可以用不同的电平或脉冲来表示相应的消 息代码。数字基带信号的类型有很多，以下是几种基本的基带信号波形。 （1） 单极性波形 这是一种最简单基带信号波形。它用正电平和零电平分别对应二进制代码“1”和“0” ；或者 说，它在一个码元时间内用脉冲的有或无来表示“1”和“0” 。该波形的特点是电脉冲之间无间隔， 极性单一，易于用 TTL，CMOS 电路产生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因 而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。 （2） 双极性波形 它用正电平和负电平的脉冲分别表示二进制代码的“1”和“0” 。因其正负电平的幅度相等， 极性相反，故当“1”和“0”等概率出现时无支流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复
塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计
2016 届课程设计
《基于 MATLAB 的数字基带传输系统的研究与分 析》 课程设计说明书
学生姓名 学 号 信息工程学院 通信工程 通信 16-1 蒋霎
所属学院 专 班 业 级
指导教师
塔里木大学教务处制
塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计
摘
要
本论文主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过 程和如何用MATLAB软件仿真设计数字基带传输系统。本文首先介绍了本课题的理论 依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字基带信号的传输过程。接着介 绍了数字基带传输系统的特性包括数字PAM信号功率普密度及常用线路码型，并通过 比较最终选择双极性不归零码。然后介绍了MATLAB仿真软件。之后介绍了数字基带 信号的最佳接收的条件以及如何通过示波器观察基带信号的波形。最后按照仿真过程 基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了 分析。 关键字：数字基带传输系统 MATLAB 计算机仿真；
DSB调制解调系统设计与仿真通信原理
DSB调制解调系统设计与仿真通信原理概述：DSB调制解调系统是一种常用的调制解调技术，用于在通信系统中传输模拟信号。
本文将详细介绍DSB调制解调系统的设计原理和仿真方法，包括调制器和解调器的设计流程、相关参数的计算和仿真结果分析。
一、DSB调制器设计原理：1. 调制器功能：DSB调制器用于将基带模拟信号调制为高频信号，实现信号的传输。
其主要功能包括信号的频带变换、频谱的移频和功率的放大。
2. 调制器设计流程：（1）信号采样和量化：从模拟信号源中采样并将其转换为数字信号，以便进行后续处理。
（2）滤波器设计：设计低通滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声和不必要的频谱成分。
（3）频带变换：使用频率乘法器将信号的频带变换到较高的频率范围，以便进行高频传输。
（4）功率放大：使用功率放大器将信号的幅度放大，以增加传输距离和抵抗噪声干扰。
3. 调制器参数计算：（1）采样率：根据信号的最高频率成分，选择适当的采样率，以避免采样失真和混叠现象。
（2）滤波器截止频率：根据信号的带宽和滤波器的设计要求，计算滤波器的截止频率。
（3）频率乘法器的倍频系数：根据需要将信号的频带变换到较高的频率范围，选择适当的倍频系数。
（4）功率放大器的放大倍数：根据传输距离和接收端的灵敏度要求，计算功率放大器的放大倍数。
4. 调制器仿真分析：使用MATLAB或其他仿真工具，搭建DSB调制器的仿真模型，并进行以下分析：（1）时域波形分析：观察信号在调制器各个模块中的时域波形变化，检查是否存在失真现象。
（2）频谱分析：计算信号在调制器输出端的频谱，验证频带变换和滤波器设计的效果。
（3）功率分析：计算信号在调制器输出端的功率，验证功率放大器的放大效果。
（4）误码率分析：通过引入噪声信号，计算解调器输出信号的误码率，评估系统的性能。
二、DSB解调器设计原理：1. 解调器功能：DSB解调器用于将接收到的高频信号解调为基带模拟信号，实现信号的恢复和处理。
毕业设计(论文)基于matlab的数字基带通信系统仿真
基于matlab的数字基带通信系统仿真1.课程设计的目的(1)增加对仿真软件的认识，学会对各种软件的操作和使用方法(2)加深理解数字基带通信系统的概念(3)初步掌握系统的设计方法，培养独立工作能力2.设计方案论证2.1数字基带传输系统在数字传输系统中，其传输的对象通常是二进制数字信号，它可能是来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字脉冲，也可能是来自数字终端的脉冲编码调制（PCM）信号。
这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始，直到某一频率m f ，我们称这种信号为数字基带信号。
在某些有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送，这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统，我们称它为基带传输系统。
而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制过程，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，相应地，在接收端必须经过解调过程，才能恢复数字基带信号。
我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。
数字基带传输系统的模型如图 1所示，它主要包括码型变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器、均衡器和取样判决器等部分。
图1 数字基带传输系统模型1.2 数字基带信号1.2.1数字基带信号波形对不同的数字基带传输系统，应根据不同的信道特性及系统指标要求，选择不同的数字脉冲波形。
原则上可选择任意形状的脉冲作为基带信号波形，如矩形脉冲、三角波、高斯脉冲及升余弦脉冲等。
但实际系统常用的数字波形是矩形脉冲，这是由于矩形脉冲纤数字传输系统中的线路传输码型。
此外，CMI 码和曼彻斯特码一样都是将一位二进制码用一组两位二进制码表示，因此称其为1B2B 码。
（5）4B/3T 码4B/3T 码是1B/1T 码的改进型它把4 个二进制码元变换为3个三进制码元。
显然，在相同信息速率的条件下，4B/3T 码的码元传输速率要比1B/1T 码的低，因而提高了系统的传输效率。
Simulink通信系统建模与仿真教学设计
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具，其中Simulink可用于建立系统级仿真模型，以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中，Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型，并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立，及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先，我们需要在Simulink中建立基带信号源，并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常，通常在模型中加入Equalization和Resampling模块，以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后，我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中，也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后，我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型，需要引入建立通信信道的数学模型，并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中，包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构，我们都可以建立相应的仿真模型，进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息，以提高通信质量和可靠性，同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
通信原理实验2数字频带传输系统实验
实验2 数字频带传输系统实验一、实验目的掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法二、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号tf A c π2cos ，则2ASK 信号可以写成如下表达式：()()cos2T n s c n s t a g t nT A f tπ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=ns n nT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g ，12f f h -=为频偏。
实验八-数字频带系统—2FSK系统
西安邮电大学《通信原理》软件仿真实验报告实验名称：实验八数字频带系统——2FSK系统院系：通信与信息工程学院专业班级：通工学生姓名：学号：（班内序号）指导教师：报告日期：2013年5月15日实验八数字频带系统——2FSK系统●实验目的：1、掌握2FSK信号的波形和产生方法；2、掌握2FSK信号的频谱特点；3、掌握2FSK信号的解调方法；4*、掌握2FSK系统的抗噪声性能。
●仿真设计电路及系统参数设置：数字频带系统——2FSK系统仿真设计电路图1 数字频带系统——2FSK系统仿真设计电路时间参数：No. of Samples =8192；Sample Rate =10000Hz单极性不归零码Rate = 100Hz，Amp =1V，Offset = 1V；载波1Amp = 1V，Freq = 1000Hz；载波2Amp = 1V，Freq= 500Hz；功率谱密度选择（dBm/Hz 1 ohm）；带通滤波器8、22参数为850Hz-1150Hz，带通滤波器9、23参数为350Hz-650Hz；低通滤波器14、15、26、27参数为0-250Hz；采样器采样频率为100Hz；比较器，Compare=“>=”，True output=2v，False output=0v；仿真波形及实验分析：1、采用键控法，记录2FSK信号的波形和功率谱密度；2、调整载频，观察并记录2FSK信号功率谱密度的变化；载波1Amp = 1V，Frep = 1000Hz；载波2Amp = 1V，Frep =900Hz；带通滤波器8、22参数改为850Hz-1150Hz，带通滤波器9、23参数为750Hz-1050Hz；图2-1 2FSK信号的功率谱密度分析：由上看出2FSK信号功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置，连续谱由两个中心位于f1和 f2处的双边谱叠加而成。
连续谱的形状随着两个载频之差|f1-f2|的大小而变化，若|f1-f2|≤fs则出现单峰；若|f1-f2|＞fs，出现双峰。
GMSK调制方式的仿真分析
在这种基带调制方式下，产生基带调制信号( 基带GMSK信 号) ， 再把这个基带调制信号调制到高频载波上，形成频带调 制信号( 频带GMSK信号)。
为考察频带GMSK系统的抗干扰性能．本系统设置了 AWGN Channel(加性高斯白噪声) 模块作为系统传输信道。通过改 变AWGNChannel模块的SNR(信噪比) 等参数的设置，可观察 系统误码率的变化情况。
3、GMSK系统仿真
GMSK仿真模型图
1
2
4
6
3
5
仿真部分各仪器初始参数设置
1
GMSK信号发生器
表示产生的二进制序列中0 出现的概率为0.5 表示随机种子为61
表示抽样时间即每个符号的 持续时间为0.001s
2 GMSK基带调制解调模块
GMSK基带调制模块
调制输入信号为双极性信号（ ± 1）
GMSK基带解调模块
GMSK基带信号与解调信号（scope1输出波形）
基带信号（上）与解调信号（下）比较可得，从起始码元 到最后一个码元，发现调制信号波形从第四个码元开始与 基带信号完全符合，说明系统的调制性能较好，基本实现 了解调的目的——将调制信号还原为基带信号。
GMSK调制信号眼图
BT=0.1
比较两个图得出， BT=0.3比BT=0.1 的眼图睁开的大，
本课题主要介绍GSMK的基本原理，以及利用MATLAB 软件对调制部分进行仿真分析，对软切换和硬切换的性能进 行比较。
GMSK基本原理
GMSK基本原理是基带信号先经过调制前高斯 w滤el波co器me成to形u，se再th进es行e PMoSwKe调rP制oi。nt最te小mp频la移te键s,控New C(oMnStKe)nt是d一es种ig二n,进10制y数ea字rs调ex频pe，ri它en的ce调制系数为0.5。
通信原理实验 数字基带传输系统 matlab-概述说明以及解释
通信原理实验数字基带传输系统matlab-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以如下所示：1.1 概述在现代通信领域中，数字基带传输系统是一种重要的通信技术，用于在信号传输中将模拟信号转换为数字信号，并进行传输和接收。
本文将介绍关于通信原理实验中数字基带传输系统的实验内容以及利用MATLAB 进行实验的应用。
数字基带传输系统是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，它通过将连续时间信号进行采样和量化处理，并使用调制技术将数字信号转换为模拟信号。
这种技术在现代通信系统中得到了广泛应用，例如无线通信、有线通信、数据传输等。
本文主要介绍了通信原理实验中数字基带传输系统的相关内容。
在实验中，我们将学习数字基带传输系统的基本原理和工作流程，了解信号的采样、量化和调制技术等关键概念。
同时，我们将探索MATLAB在通信原理实验中的应用，利用MATLAB软件进行数字信号处理、调制解调器设计和性能评估等实验内容。
在深入了解数字基带传输系统的基本原理和工作流程之后，我们将通过实验结果总结，分析实验中各个环节的性能指标和优劣。
同时，我们还将对数字基带传输系统的未来发展进行展望，探讨其在通信领域的应用前景和发展方向。
通过本文的学习，读者将能够更好地理解数字基带传输系统在通信原理实验中的应用，了解MATLAB在数字信号处理和调制解调器设计方面的功能和优势。
这将有助于读者更好地掌握数字基带传输系统的原理和实现，为通信技术的发展和应用提供有力支持。
文章结构是指文章整体的组织框架，它决定了文章的逻辑顺序和内容安排。
本文将分为引言、正文和结论三个部分。
具体的文章结构如下：引言部分（Chapter 1）：概述、文章结构和目的1.1 概述在本章中，我们将介绍通信原理实验中的数字基带传输系统，并重点介绍MATLAB在通信原理实验中的应用。
数字基带传输系统是现代通信领域中的重要课题之一，它在各种无线通信系统中起着关键作用。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。
通信原理实验报告设想(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的通信原理实验，使学生深入理解并掌握通信系统的基本概念、原理和关键技术。
通过实验操作，培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力，同时增强对通信理论知识的实际应用能力。
二、实验内容1. 信号与系统基础实验- 信号波形观察与分析- 信号的时域与频域分析- 系统的时域与频域响应2. 模拟通信原理实验- 模拟调制与解调实验（如AM、FM、PM）- 信道特性分析- 噪声对通信系统的影响3. 数字通信原理实验- 数字调制与解调实验（如2ASK、2FSK、2PSK、QAM）- 数字基带传输与复用- 数字信号处理技术4. 现代通信技术实验- TCP/IP协议栈原理与实现- 无线通信技术（如Wi-Fi、蓝牙）- 物联网通信技术（如ZigBee）5. 通信系统设计实验- 基于MATLAB的通信系统仿真- 通信系统性能分析与优化三、实验步骤1. 实验准备- 熟悉实验原理和实验设备- 编写实验报告提纲- 准备实验数据和分析工具2. 实验操作- 按照实验步骤进行操作，记录实验数据 - 分析实验现象，总结实验规律- 对实验结果进行误差分析3. 实验报告撰写- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会四、实验报告格式1. 封面- 实验报告题目- 学生姓名、学号、班级- 指导教师姓名、职称- 实验日期2. 目录- 实验报告各部分标题及页码3. 正文- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会4. 参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、论文、网络资源等五、实验报告撰写要求1. 实验报告内容完整、结构清晰、逻辑严谨2. 实验原理阐述准确，实验步骤描述详细3. 实验数据真实可靠，分析结论具有说服力4. 实验报告格式规范，语言表达流畅六、实验报告评价标准1. 实验原理掌握程度2. 实验操作熟练程度3. 实验数据分析能力4. 实验报告撰写质量5. 实验心得体会通过本次通信原理实验，学生将能够全面了解通信系统的基本原理和关键技术，提高实际应用能力，为今后从事通信领域的工作打下坚实基础。
通信原理实验报告 基带信号和频带信号的频谱测试与分析
实验报告得分：姓名：学号：班级：通信1212第14 周星期二第 2 大节上午10:10~12：00 实验名称：基带信号和频带信号的频谱测试与分析一、实验目的1.加深对各种基带数字信号频谱的理解。
2.加深对各种数字基带信号频谱带宽的理解。
3.掌握虚拟仪测试各种数字基带信号频谱和带宽的方法。
4.加深对各种数字已调信号频谱的理解。
5.掌握虚拟仪测试各种数字已调信号频谱的犯法。
6.加深对各种数字已调信号频谱带宽的理解。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器3.计算机4.虚拟仪三、实验内容（记录数据、波形、思考题分析）。
按相关实验中的“实验内容”一项完成，全部序号要求与本书中各实验的“实验内容”一项一致。
（一）基带信号的频谱测试1.单极性归码频谱测试Tpd08时域频域可以看出单极性归零码有丰富的时钟分量和直流分量,与理论结果比较相似。
但是离散谱并不是严格分布在奇数倍频。
2.单极性不归码频谱测试TPD01时域频域单极性不归码时钟分量是0，有直流分量。
5.HDB3码频谱测试TPD05时域频域码没有HDB3码既有没直流分量，也没有时钟分量。
（二）频带信号的频谱测试1.基带FSK频谱测试TPI03M序列时域频域可以区分出两个频率成分。
全0码时域频域可见全0码的基带FSK，频谱只有一个频率分量，便是载波的频率。
2.中频FSK频谱测试TPK03双边带全0码时域频域M序列时域频域由图可见，M序列与全0码的中频FSK频谱与基带FSK相比，频带所占频率较高单边带M序列时域频域全0码时域频域单边带信号的频谱在正半轴有两个频谱分量。
M序列3.、BPSK频谱测试特殊码TPI03时域频域主要有一个频率成分。
5.载波频谱测试TPK07时域频域载波是正弦波，所以是单一的频谱。
6.位定时频谱测试TPMZ07时域频域位定时频谱是周期的上图所示的所有频谱脉冲都和理论情况有所不同，在理论中应出现的脉冲在实际的频谱图中都是高斯脉冲。
通信系统pcm系统设计与仿真
通信系统pcm系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件能够实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制〔PCM〕是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，能够为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展现了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和运算机技术的进展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，能够满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，同时提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，专门在信号分析、通信系统等领域。
其能够实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的差不多库和专业库。
本文要紧阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制〔PCM〕。
系统的实现通过模块分层实现，模块要紧由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟操纵信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现要紧包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时刻上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
依照CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采纳压扩非平均量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采纳了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采纳非平均量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM原理框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理：(a) 抽样所谓抽样，确实是对模拟信号进行周期性扫描，把时刻上连续的信号变成时刻上离散的信号。
通信系统课程systemview仿真设计
数字信号基带传输系统一、设计目的1.熟悉使用System View软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3.观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
二、设计原理（一）数字信号基带传输系统原理通信的根本任务是远距离传递信息，因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。
也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号，设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
通过SystemView 提供的仿真环境对数字基带传输中的某些问题加以仿真、分析，能帮助我们进一步加深对这些抽象概念的理解，并加深感性认识。
基带信号传输系统的典型模型，如图所示。
在发送端，数字基带信号X(t)经发送滤波器输入到信道，发送滤波器的作用是限制发送频带，阻止不必要的频率成分干扰相邻信道。
传输信道在这里是广义的，它可以是传输介质（电缆、双绞线等等），也可以是带调制解调器的调制信道。
基带信号在信道中传输时常混入噪声n(t)，同时由于信道一般不满足不失真传输条件，因此要引起传输波形的失真。
所以在接收端输入的波形与原始的基带信号X(t)差别较大，若直接进行抽样判决可能产生较大的误判。
因此在抽样判决之前先经过一个接收滤波器，它一方面滤除带外噪声，另一方面对失真波形进行均衡。
抽样和判决电路使数字信号得到再生，并改善输出信号的质量。
根据频谱分析的基本原理，任何信号的频域受限和时域受限不可能同时成立。
因此基带信号要满足在频域上的无失真传输，信号其波形在时域上必定是无限延伸的，这就带来了各码元间相互串扰问题。
通信原理仿真实验报告
通信原理仿真实验报告学院通信工程学院班级 1401014班分组参数姓名学号目的：（1）熟悉（）通信系统的工作原理、电路组成和信息传输特点；（2）熟悉上述通信系统的设计方法与参数选择原则；（3）掌握使用参数化图符模块构建通信系统模型的设计方法；（4）熟悉各信号时域波形特点；（5）熟悉各信号频域的功率谱特点。
实验内容一：（1）使用m序列为数字系统输入调试信号，采用正弦载波，码速率及载波频率参见附表；（2）采用模拟调制或数字检控实现2PSK调制；（3）通过相干解调完成2PSK解调，恢复初始m序列；（4）从时域观测各信号点波形，获得接收端信号眼图；（5）观测各信号功率谱；（6）完成串并及并串转换模块设计；实验内容二：（7）通过不少于三个频率正弦信号叠加而成的模拟信号作为系统真实输入信号，并采用PCM编码方法实现数模转换；（8）模拟输入信号转换形成的数字信号通过2PSK调制解调系统实现数字频带传输；（9）通过PCM解码恢复初始模拟信号；（10）从时域重点观测模拟信号点波形；（11）从频域重点观察模拟信号功率谱。
方案：通信模拟信号的数字传输通信系统的组成框图如图1所示。
系统输入的模拟随机信号 m(t)，经过该通信系统后要较好地得到恢复。
推荐方案：推荐的模拟信号数字频带传输通信系统的组成框图如图2所示。
通过PCM 方式完成数模与模数变换，采用2/BPSK调制方式完成基本数字频带传输。
在2PSK中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。
因此，2PSK信号的时域表达式为：即发送二进制符号“1”时（an取+1），e2PSK(t)取0相位；发送二进制符号“0”时（an取-1），e2PSK(t)取相位（也可以反之）。
这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制(绝对)相移方式。
已调信号e2PSK(t)典型波形如下图。
2PSK信号的调制器原理方框图模拟调制的方法：2PSK信号的解调器（想干解调）原理方框图和波形图：2PSK仿真结果及分析电路图：时域波形：输入信号：与载波相乘后的波形：经过带通滤波器后的波形：经过低通滤波器后的波形：眼图：输出波形：功率谱图：输入信号：经带通滤波器后的信号：经低通滤波器后的信号：输出信号：带通幅频特性曲线：低通幅频特性曲线:编号名称参数0 Source: PN Seq Amp = 1 vOffset = 0 vRate = 14e+3 HzLevels = 2Phase = 0 degMax Rate = 700e+3 Hz32 Multiplier: Non Parametric Inputs from t0p0 t26p0Outputs to 6 28Max Rate = 700e+3 Hz26 Source: Sinusoid Amp = 1 vFreq = 56e+3 HzPhase = 0 degOutput 0 = Sine t32Output 1 = Cosine电路图：串并。
通信系统建模与仿真课程设计
通信系统建模与仿真课程设计1任务书试建立一个2DPSK频带传输模型，产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行2DPSK调制后再送入加性高斯白噪声（AWGN）信道传输，在接收端对其进行2DPSK解调以恢复原信号，观察还原是否成功，改变AWGN信道的信噪比，计算传输前后的误码率，绘制信噪比-误码率曲线，并与理论曲线比较进行说明。
另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。
2 二进制差分相移键控（2DPSK ）的理论分析二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记为2DPSK 。
它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。
所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。
调制 ：2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。
例如，假设相位值用相位偏移△φ表示（△φ定义为本码元初相与前一码元初相只差），并设△φ=π→数字信息1，△φ=0→数字信息0，则数字信息序列与2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如如下：数字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 12DPSK 信号相位： 0 0 0 π 0 π π π 0 0 π或 π π π 0 π 0 0 0 π π 0差分码可取传号差分码或空号差分码。
其中，传号差分码的编码规则为：b a b n n n 1-⊕=式中：⊗为模二加：b n 1-为 b n 的前一码元，最初的 b n 1-可任意设定差分编码是（码反变换），即把绝对码变换为相对吗；其逆过程成为差分译码（码反变换），即b b a n n n 1-⊕=2PSK 及DPSK 信号的波形如图所示。
2DPSK的产生基本类似于2PSK，只是调制信号需要经过码型变换，将绝对码变为相对码，2DPSK有模拟调制法和键控法，如图：模拟调制法键控法2DPSK信号可以采用相干解调法（极性比较法）和差分相干解调法（相位比较法）。
其解调原理是：先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。
通信系统仿真实验
实验一：模拟调制系统设计分析振幅调制系统（常规AM）1.实验要求根据设计要求应用软件搭建模拟调制、解调（相干）系统，运行系统观察各点波形并分析频谱，改变参数研究其抗噪特性。
2.实验原理(1)AM信号的表达式、频谱及带宽在图1-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带条幅信号。
AM调制器模型如图3-2所示。
图1-1 AM调制器模型AM信号的时域和频域表达式分别为：式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号。
AM信号的典型波形和频谱分别如图1-2（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。
显然，调制信号的带宽为图1-2 AM波形和频谱由图1-2（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则会出现过调幅而失真。
AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。
故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即：式中，为调制信号的带宽，为调制信号的最高频率。
(2)AM信号的解调调制过程的逆过程叫做解调。
AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
在这里我们采用的是想干解调。
由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
相干解调的原理框图如图1-3所示图1-3 相干解调原理图将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复出原始的调制信号3.实验内容与分析(1)实验图如下所示：加法器20以及其上面部分为AM调制，23为信号源1KHZ，幅度2伏；09为载波15KHZ，幅度5伏。
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目录前言 (1)1 数字频带通信系统原理 (2)1.1 二进制振幅键控(2ASK) (2)1.2 二进制频移键控(2FSK) (4)1.3二进制相移键控(2PSK) (7)1.4 正交相移键控(QPSK) (8)2 Matlab/Simulink介绍 (11)2.1 Matlab简介 (11)2.2 Simulink简介 (11)2.1.1 Simulink基本模块库 (11)2.1.2 Simulink建模仿真的一般过程.................... 错误！未定义书签。
2.3 Simulink在通信仿真中的应用............................... 错误！未定义书签。
3利用Simulink进行模型建立和系统仿真 (12)3.1 2ASK的调制与解调仿真 (12)3.1.1 建立模型方框图 (12)3.1.2 参数设置 (12)3.1.3系统仿真及各点波形图 (13)3.1.4 误码率分析 (14)3.2 2FSK的调制与解调仿真 (14)3.2.1 建立模型方框图 (14)3.2.2 参数设置 (15)3.2.3系统仿真及各点波形图 (18)3.3 2PSK的调制与解调仿真 (20)3.3.1 建立模型方框图 (20)3.3.2 参数设置 (20)3.3.3系统仿真及各点波形图 (23)3.4 QPSK的调制与解调仿真 (24)3.4.1 建立模型方框图 (24)3.4.2 参数设置 (25)3.4.3系统仿真及各点波形图 (27)总结 (29)参考文献 (30)前言随着现代通信系统的飞速发展，计算机仿真已经成为分析和设计通信系统的主要工具，在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。
在当代社会中，信息的交换日益频繁，随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合，通信能克服对空间和时间的限制，大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。
展望未来，通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展，各种新的电信业务也应运而生，正沿着信息服务多种领域广泛延伸。
Simulink是The MathWorks公司开发的用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具，常集成于MathWorks公司的另一产品MATLAB中与之配合使用。
Simulink提供了一个交互式的图形化环境及可定制模块库（Library），可对各种时变系统，例如通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统等进行设计、仿真、执行和测试。
本次课设在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB提供的Simulink 建模和仿真原理，做出数字通信系统的基本模型，分别是ASK、FSK、PSK、QPSK，并且用Simulink来实现通信系统中各个部分的仿真，调制部分，解调部分等等，并且整合到一起，设置不同的参数，观察示波器的波形图并记录。
通过对仿真结果进行分析，更深入地掌握数字调制系统的相关知识。
1 数字频带通信系统原理在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。
然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。
必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。
图1-1 数字调制系统的基本结构数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。
但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。
这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。
基本的三种数字调制方式是：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和相移键控(PSK)。
1.1 二进制振幅键控(2ASK)振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。
二进制振幅键控信号可表示为（1-1）二进制振幅键控信号时间波型如图1-2所示。
由图1-2可以看出,2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。
二进制振幅键控信号的产生方法如图1-3所示,其中图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。
对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图1-4所示。
2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图1-5所示。
101()s t 载波2ASK图1-2 2ASK 信号时间波形（a ）模拟相乘法（b ）数字键控法图1-3 2ASK 信号调制器原理框图 2e（a ）非相干解调方式2e （b ）相干解调方式图1-4 2ASK 信号的接收系统组成方框图a bcd 图1-5 2ASK 信号非相干解调过程的时间波形1.2 二进制频移键控(2FSK)频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。
在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。
典型波形如图1-6所示。
()2FSK a 信号()11) cos b s t t ω（()22() cos c s t ω图1-6 2FSK 信号的时间波形有图可见，2FSK 信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形(c)。
也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。
2FSK 信号的表达式又可简化为()()t t s t t s t e 22112FSK cos cos )(ωω+= （1-2）()∑-=n s n nT t g a t s )(1 （1-3）()∑-=n s n nT t g a t s )(2 （1-4）二进制频移键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
图1-7是数字键控法实现二进制频移键控信号的原理图。
图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts 期间输出f1或f2两个载波之一。
二进制频移键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。
采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图1-8所示。
其解调原理是将二进制频移键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。
图1-7 键控法产生2FSK 信号的原理图2e FSK（a ）非相干解调2e FSK（b ）相干解调图1-8 2FSK 信号解调原理图过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图1-9所示。
二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过检测过零点数得到频率的变化。
输入信号经过限幅后产生矩形波，经微分整流波形整形，形成与频率变化相关的矩形脉冲波，经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号。
（a ）过零检测法原理图（b ）各点时间波形图1-9 过零检测法原理图及各点时间波形1.3二进制相移键控(2PSK)在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制相移键控(2PSK)信号。
通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。
二进制相移键控信号的时域表达式为⎩⎨⎧--=P t P t t e c c 1概率为,cos A 概率为,cos A )(2PSK ωω （1-5）由于两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK 信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：()t t s t e c ωcos )(2PSK = （1-6）∑-=n s n nT t g a t s )()( （1-7）这里，g(t)是脉宽为Ts 的单个矩形脉冲，且⎩⎨⎧--=P P a n 1概率为,1概率为,1 （1-8）这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。
二进制相移键控信号的典型时间波形如图1-10所示。
二进制相移键控信号的调制原理图如图1-11所示。
其中图(a)是采用模拟调制的方法产生2PSK 信号，图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK 信号。
2PSK 信号的解调通常都是采用相干解调，解调器原理图如图1-12所示。
2PSK 信号相干解调各点时间波形如图1-13所示。
当恢复的相干载波产生180°倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。
图1-10 2PSK 信号的时间波形（a）模拟调试方法（b）键控法图1-11 2PSK信号的调制原理框图e2图1-12 2PSK的解调原理框图abcde图1-13 2PSK信号相干解调时各点时间波形1.4 正交相移键控(QPSK)多进制数字相位调制（QPSK）也称多元调相或多相制。
他利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。
如果载波有2k 个相位，它可以代表k 位二进制码元的不同码组。
在MPSK 信号中，载波相位可取Ｍ个可能值：2n n M πθ=(0,1,...,1)n M =- (1-9)因此MPSK 信号可表示为 002()cos()cos()MPSK n n u t A t A t M πωθω=+=+ (1-10) 假定载波频率ω0是基带数字信号的整数倍2s s T πω=(1-11)则上式可改写为 000()()cos()cos (cos )()sin (sin )()s s MPSK s n n n n n n u t A g t nT t A t g t nT A t g t nT ωθωθωθ∞=-∞∞∞=-∞=-∞=-+=---∑∑∑ (1-12) 由上式表明，MPSK 信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带调幅所得已调波之和。
带宽的产生可按类似于双边带正交调制信号的方式实现。
图1-14 QPSK 的产生框图由于QPSK 信号可以看作是两个正交2PSK 信号的叠加，所以用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK 信号。
相干解调后的两路并行码元a 和b ，经过并串变换后，成为串行数据输出。
此法是一种正交相平解调法，又称极性比较法，原理如图1-15所示。
图1-15 QPSK 解调框图为了便于分析，可不考虑噪声的影响。
这样，加到接收机上的信号在符号持续时间内可表示为0()cos()n s t A t ωθ=+ (1-13)假定讨论的π/4相移系统,那么θn 只能取π/4、3π/4、5π/4、7π/4。
根据π/4移相系统PSK 信号的相位配置规定，抽样判决器的判决准则列于表2，当判决器按极性判决时，若正抽样值判为1，负抽样判定为0，则可将调相信号解调为相应的数字信号。