基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真
基于MATLAB的PSK信号的调制与解调 (2)
目录摘要: (I)ABSTRACT: ...................................................................................................................... I I 第一章绪论 . (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 matlab简介 (2)1.3选题目的及研究范围 (3)第二章信号模型 (4)2.1调制信号的通用模型 (4)2.2 PSK信号的调制原理 (4)2.2.1二进制相移键控信号调制模型 (4)2.2.2 多进制相移键控信号的调制模型 (6)2.3 PSK信号的频谱 (7)2.4 PSK信号的瞬时特征 (8)第三章PSK信号的相干解调原理 (10)3.1 2PSK信号的相干解调原理 (10)3.2 4PSK的相干解调原理 (10)第四章仿真结果及结论 (12)4.1 仿真结果 (12)4.2 结论 (12)参考文献 (13)致谢 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录 . (14)基于MATLAB的PSK信号的调制与解调摘要:在数字传输系统中,数字信号对高频载波进行调制,变为频带信号,通过信道传输,在接收端解调后恢复成数字信号。
由于大多数实际信号都是带通型的,所以必须先用数字基带信号对载波进行调制,形成数字调制信号再进行传输,因而,调制解调技术是实现现代通信的重要手段。
数字调制的实现,促进了通信的飞速发展。
研究数字通信调制理论,提供有效调制方式,有着重要意义。
本文首先介绍了PSK信号的调制原理并用matlab进行了仿真。
随后介绍了PSK信号的解调原理,并采用相干解调的方法对其进行了仿真。
基于matlab的调制解调与信道编译码仿真
基于MATLAB 的调制解调与信道编译码仿真摘要:随着信息时代的步伐,通信技术得到了全面的发展,信息技术已成为了21世纪最强大的国际化动力。
在通信技术中,信息的调制、解调和误码纠错都占有重要的地位。
MATLAB 作为一款功能强大的数学工具软件,在通信领域中得到了很广泛的应用。
本文基于MATLAB 对信号进行模拟仿真设计,实现对二进制相移键控、循环码的纠错仿真、BPSK 的调制解调等进行仿真设计。
关键字:MATLAB 、调制解调、2PSK 、BPSK 、重复码。
一 、二进制和四进制相移键控调制仿真设计1.1 二进制相移键控(2PSK )原理相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息的,而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中常用0和π分别表示二进制“0”和“1”,2PSK 的信号时域表达式为:2t )e c pskn w t ϕ+()=Acos( n ϕ表示为第n 个符号的绝对相位,因此上式可改写为:2Acosw t -Acosw t 1-P Pe {psk c c t ()=概为概率为率 由于表示信号的两种码形完全相同,极性相反,故2PSK 信号一般表示一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘。
2p ()sk e t =s(t)cosw c t其中:s(t)=∑n a g(t-nTs);这里,g(t)为脉宽Ts 的单个矩形脉冲;n a 的统计特征为 n a =概率为 概率为即发送二进制“0”时(a 1n =+),2p ()sk t e 取0相位;发送二进制符号“1”时(a 1n =+),2p()sk t e 取π相位。
这种以载波的不同相位直接法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。
2PSK信号时间波形2PSK信号的调制原理如下图所示,与2ASK的产生方法相比,只是对s(t)的要求不同,在2ASK中s(t)是单极性的,而在2PSK中s(t)是双极性的基带信号。
(a)模拟调制方法(b)键控法2PSK信号的解调通常采用相干解调法,解调原理如下原理框图所示,在相干解调中,如何得到与接受的2PSK信号同频同相的相干载是关键问题,后续进一步介绍。
基于MATLAB的8-PSK的调制与仿真报告
摘要在数字信号的调制方式中8PSK是目前最常用的一种数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。
调制技术是通信领域里非常重要的环节,一种好的调制技术不仅可以节约频谱资源而且可以提供好的通信性能。
8PSK调制是一种具有较高频带利用率和良好的抗噪声性能的制方式,在数字移动通信中已经得到了广泛的应用。
次设计在理解8PSK调制解调原理的基础上应用MATLAB语言来完成仿真,仿真8-PSK载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能,并与理论值相比较。
设符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期采样100个点。
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。
1.设计容及要求仿真8-PSK载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能,并与理论值相比较。
假设符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期采样100个点并利用M文件仿真。
2.相关理论知识的论述分析在八相调相中,把载波相位的一个周期0-2π等分成8种相位,已调波相邻相位之差为2π/8=π/4。
二进制信码的三比码组成一个八进制码元,并与一个已调波的相位对应。
所以在调制时必须将二进制的基带串行码流经过串/并变换,变为三比特码元,然后进行调相。
三比特码元的组合不同,对应的已调波的相位就不同。
3.系统原理及分析将载波信号经过8-psk调制,根据符号功率算出平均功率,加入白噪声后解调得到误比特率,误符号率,再与理论值进行比较。
八进制移相键控(8PSK)调制。
由于8PSK将GMSK的信号空间从2扩展到8,因此每个符号可以包括的信息是原来的4倍。
8PSK的符号率保持在271kbps,每个时隙可以得到69.2kbps的总速率,并且仍然能够完成GSM频谱屏蔽。
对于高速传输,为了提高频带利用率,多采用多进制调制方法,在一个波形周期(0,TS)发送多个二进制符号。
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要:Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulin作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具,目前已被越来越多的工程技术人员所青睐,它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观,而且已经在各个领域得到了广泛的应用。
本次课程设计是基于M A T LA B 的2P S K和2D P S K仿真,通过系统分析,步骤来完成本次设计任务。
通过课程设计从理论学习的轨道逐步引向实际应用,把理论上熟悉的定性分析、定量计算逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来,掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施方法,为以后毕业设计和从事信息处理技术的实际工作打下基础。
关键词:MATLAB;2PSK,2DPSK;仿真目录第1章 MATLAB简介 (1)第2章二进制相移键控 (1)2.1PSK调制原理 (2)2.2PSK解调原理 (3)2.3仿真结果及分析 (4)第3章二进制差分相移键控 (6)3.1DPSK调制原理 (6)3.2DPSK解调原理 (6)3.3仿真结果及分析 (8)第3章总结 (10)附录 (11)参考文献 (20)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
第1章 Matlab简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”(缩写为Matlab)这就是Matlab最早的雏形。
开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。
Matlab是一种解释性执行语言,具有强大的计算、仿真、绘图等功能。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。
确切的说,Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持线性和非线性系统,连续、离散时间模型,或者是两者的混合。
基于MATLAB的PSK调制与解调的仿真
基于MATLAB的PSK调制与解调的仿真一、课题说明现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方面,要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。
这样尖锐对立的两个方面的要求,只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
通信系统仿真贯穿通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用。
本报告针对通信系统仿真的探讨主要做了以下的工作:(1)介绍了通信系统仿真的相关内容,包括通信系统仿真的一般步骤。
(2)对通信系统中的主要环节,如模拟信号的数字传输系统进行了详细的阐述。
(3)在理解通信系统理论的基础上,利用Simulink强大的仿真功能,对PSK通信系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示,并且给出了具体的分析。
二、原理介绍1、通信系统仿真的一般步骤通信系统仿真一般分成3个步骤,即仿真建模、仿真实验和仿真分析。
应该注意的是,通信系统仿真是一个螺旋式发展的过程,因此,这3个步骤可能需要循环执行多次之后才能够获得令人满意的仿真结果。
图1 数字调制系统的基本结构2、数字频带传输系统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2 数字调制系统的基本结构3、PSK调制系统3.1 2PSK数字调制原理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,则产生二进制移相键控(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0.3.2 2PSK原理图图32PSK信号的调制原理图图42PSK信号的解调原理图三、数字通信2PSK系统建模1、建模基本步骤通信系统仿真的基本步骤如下:(1)建立数学模型:根据通信系统的基本原理,确定总的系统功能,并将各部分功能模块化,找出各部分之间的关系。
基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真
学士学位毕业设计(论文)基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真摘要Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一,Psk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。
另外,本文还利用Matlab的图形用户界面(GUI)功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面,使仿真系统更加完整,操作更加方便。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面ABSTRACTIn this paper, methods of psk modulation are introduced firstly. Then their simulation models are bu ilt by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the psk modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-PSK, 4-PSK and , have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. In addition, an operation interface is designed, which can simplify the manipulation of the simulation system, by mean of the Graphical User Interface, which short for GUI.Keywords:PSK modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK; GUI目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (IV)前言 (1)1绪论 (2)1.1通信技术的历史和发展 (2)1.2数字调制技术 (3)1.3数字调制的发展现状和趋势 (4)1.4本章小结 (5)2 MATLAB仿真技术 (6)2.1通信仿真 (6)2.2 MATLAB简介 (9)2.3 Simulink简介 (12)2.4 本章小结 (14)3 PSK 调制系统 (15)3.1 2PSK数字调制原理 (15)3.2 4PSK的调制和解调 (19)3.3 本章小结 (23)4 PSK调制解调系统的仿真 (24)4.1 2PSK调制解调系统的仿真 (24)4.2 4PSK调制解调系统的仿真 (25)4.3利用MATLAB研究4PSK信号 (27)4.4 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)前言现代通信的发展趋势为数字化,随着现代通信技术的不断开发,数字调制技术已日趋成熟,在各个领域都得到了广泛的应用和认同。
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。
PSK调制与解调
实验五 PSK 调制与解调一. 实验目的1 掌握相移键控的原理。
2 运用MATLAB 对PSK 的调制与解调过程进行仿真,记录并分析仿真结果。
二. 实验内容及各个功能模块及流程和工作原理二进制绝对相移键控(2PSK )是用二进制数字信号控制载波的两个相位,这两个相位通常相隔∏弧度,例如用相位0和∏分别表示1和0。
所以这种调制又称二相相移键控。
二进制相移键控信号的时域表达式为:t w nT t g a t s c s n n PSK cos )([)(2-=∑2PSK 信号的调制原理框图如下图所示:三. 软件详细设计、关键技术与难点、测试数据PSK 基于MA TLAB 的程序代码:a=[1 1 0 0 1 1 0 0]I=linspace(0,2*pi,50);f=sin(2*I);t=linspace(0,10*pi,400);out=1:400;b=1:400;d=1:400;c=1:7;w=1:400;for i=1:7if a(i)==0for j=1:50out(j+50*(i-1))=f(j);endelsefor j=1:50out(j+50*(i-1))=-f(j);endendendfor i=1:7for j=1:50m=0;n=0;if out(j+50*(i-1))-f(j)==0m=m+1;endif out(j+50*(i-1))+f(j)==0n=n+1;endendif m>nc(i)=0;elsec(i)=1;endendcfor i=1:7for j=1:50b(j+50*(i-1))=a(i);d(j+50*(i-1))=c(i);w(j+50*(i-1))=f(j);endendsubplot(3,1,1),plot(t,b),axis([0 10*pi -0.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('调制信号'); subplot(3,1,2),plot(t,w),axis([0 10*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('载波'); subplot(3,1,3),plot(t,out),axis([0 10*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('PSK波形'); 仿真结果如下:五.实习的收获、心得、问题、困难和建议通过实验让我更加深入的掌握了MATLAB然见的使用,在这次实验中,我查阅了很多相关资料,了解了数字调制的基本原理和主要过程,进一步学习了信号的传输的有关内容。
基于MATLAB数字信号2PSK调制与解调及其仿真
基于MATLAB数字信号2PSK调制与解调及其仿真本论文将对2PSK(二进制移相键控)波形的产生和仿真过程进行详细的介绍。
利用MATLAB实验平台实现对数字信号二进制移相键控(2PSK)的调制与解调的模拟。
具体是使用键控法来产生信号的调制和解调。
这对2PSK信号波形的调制可以有一个更好的理解。
同时也将会加深对数字信号调制与解调的认知。
目录1. 引言 (1)2. 设计依据及框图 (2)2.1 设计任务 (2)2.2设计平台 (2)2.3 设计原理 (2)3. 基于MATLAB的2PSK系统仿真 (5)3.1 MATLAB仿真代码 (6)3.2仿真波形图 (8)4. 结论 (11)5. 心得体会 (11)1. 引言随着社会经济的进步电子技术产业有了飞快的发展,同时通信技术也从原先的模拟通信朝向数字化、宽带化、网络化、和智能化的方向发展;随着高科技的研发电子产品的不断更新,人们在对各种通信的要求将会变得更高,也会有越来越多的新技术将不断地运用到通信领域之中,一些更先进的通信业务将会不断地被开发出来[1]。
在数字基带的传输系统中,由于数字基带信号不能够在带通传输信道正常传输,为了让数字基带信号可以在信道中有效的传输,所以信道传输特性应该为低通形式。
但在实际的信道传输中,绝大部分的信道有着带通传输特性。
而在带通传输特性的信道中数字基带信号不可以直接传输。
为了能够得到信号同信道相匹配的特性,数字基带信号要对载波信号进行相关的调制。
[2]利用数字基带信号来控制信号的载波,数字调制过程是:把数字基带信号转换成数字带通信号。
而数字解调的过程是:在信号接收端,利用解调器把带通信号恢复成数字基带信号[3]。
一般情况下人们把调制与解调过程的数字的传输系统称之为数字频带的传输系统。
频带传输也称为带通传输(band-pass transmission)、载波传输(carrier transmission)[1]。
其中数字调制的基本结构如下图:图1-1数字调制系统基本结构图[1]数字和模拟调制有着一样的原理,通常数字调制信号可以利用模拟的调制方法来实现。
通信原理课程设计(基于MATLAB的PSK,DPSK仿真)
通讯原理课程设计报告题目鉴于Matlab的2PSK,2DPSK仿真学院电子信息工程学院专业学生姓名学号年级指导教师职称讲师2013年12月20日设计报成功绩(依据优、良、中、及格、不及格评定)指导教师考语:指导教师(署名)年月日说明:指导教师评分后,设计报告交院实验室保留。
鉴于 Matlab 的 2PSK,2DPSK仿真专业:学号:学生:指导老师:纲要:现代通讯系统要求通讯距离远、通讯容量大、传输质量好,作为其重点技术之一的调制技术向来是研究的一个重要方向。
本设计主要表达了数字信号的调制方式,介绍了2PSK数字调制方式的基来源理,功率谱密度,并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真切现,在MATLAB 平台上成立2PSK和 2DPSK调制技术的仿真模型。
进一步学习了MATLAB编程软件,将 MATLAB与通讯系统中数字调制知识联系起来,为此后在通讯领域学习和研究打下了基础在计算机上,运用MATLAB 软件来实现对数字信号调制技术的仿真。
重点词:数字调制与解调;MA TLAB ; 2PSK; 2DPSK ;目录第 1 章绪论 (1)1.1 调制方式 (1)1.2 设计要求 (1)设计内容 (1)设计仪器 (1)第 2 章 2PSK,2DPSK原理 (2)2.1 2PSK 原理 (2)2PSK 基来源理 . (2)2PSK 调制原理 . (2)2PSK 解调原理 . (3)2.2 2DPSK 原理 (4)2DPSK 基来源理 . (4)2DPSK 调制原理 . (5)2DPSK 解调原理 . (6)第 3 章实验过程 (8)3.1 2PSK 仿真部分 (8)2PSK 仿真图 . (8)2PSK 模块的参数设置: . (8)3.2 2DPSK 仿真部分 (9)2DPSK 仿真图 . (9)2DPSK 模块的参数设置: . (10)第 4 章仿真结果 (15)4.1 2PSK 仿真结果 (15)4.2 2DPSK 仿真结果 (15)总结 . (16)参照文件 . (17)道谢 . (18)第1章绪论1.1调制方式数字通讯系统 ,按调制方式能够分为基带传输和带通传输。
基于某MATLAB地2ASK、2FSK和2PSK地调制仿真
实验报告(一)一、实验名称:基于MATLAB 的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制仿真 二、实验目的:(1)熟悉2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制原理。
(2)学会运用Matlab 编写2ASK 、2FSK 和2PSK 调制程序。
(3)会画出原信号和调制信号的波形图。
(4)掌握数字通信的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制方式。
三、实验原理分析3.1二进制振幅键控(2ASK )振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
二进制振幅键控的表达式为:s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0<t ≤T式中,w 0=2πf 0为载波的角频率;A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅,即A(t) = ⎩⎨⎧0A 典型波形如图所示:2ASK 信号的产生方法通常有两种:相乘法和开关法,相应的调制器如图2。
图2(a )就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图2(b )是一种数字键控法,其中的开关电路受s(t)控制。
在接收端,2ASK 有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统方框图如图:3.2、二进制频移键控(2FSK )二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送,而其振幅和初始相位不变。
故其表达式为:=)(s t ⎪⎩⎪⎨⎧++时"0发送“),cos(”时1发送“),cos21(ϕωϕωn n t A t A图4 2FSK 信号时间波形由图可见,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 信号的调制方法主要有两种。
第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,使其能够输出两个不同频率的码元。
(完整版)PSK原理及MATLAB仿真
2PSK调制
2PSK系统的调制部分框图如下图所示
M序列 发生器
差分 编码
调相
PSK 频
外载波
放大器
外内
2分频
10MHZ
晶振
图2 2PSK调制部分框图
1. M序列发生器
实际的数字基带信号是随机的,为了实验 和测试方便,一般都是用M序列发生器产生 一个伪随机序列来充当数字基带信号源。按 照本原多项式f(x)=X5+X3+1组成的五级线性 移位寄存器,就可得到31位码长的M序列。
e w Acos( t )
2 psk
c
n
其中, n表示第n个符号的绝对相位: n
0发送‘1’时
发送‘0’时
• 2PSK信号波形如图5所示
图5
解调
2PSK系统的解调部分框图如下图所示
鉴相器
Ud1
低通
再生码
PSK入
Um2
压控
Ud
振荡器
环路
Ud
滤波器
模拟 相乘器
差分 译码
Um1
鉴相器
Ud2
低通
相对移相的调制规律是:每一个码元的载波相
位不是以固定的未调载波相位作基准的,而是以相 邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。 例如,当某一码元取“1”时,它的载波相位与前 一码元的载波同相;码元取“0”时,它的载波相 位与前一码元的载波反相。相对移相的波形如下图 所示。
U(t )
基带 信号
t
相应的信号波形如图1所示:
图1 正弦载波的三种键控波形
2. 三种键控的比较:
在大多数情况下,数字调制是利用数 字信号的离散值去键控载波。对载波的幅 度、频率或相位进行键控,便可获ASK、 FSK、PSK等。这三种数字调制方式在抗 干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面, 以相干PSK的性能最好,目前已在中、高 速传输数据时得到广泛应用。
基于matlab的psk系统仿真开题报告 (1)
XXXXX毕业设计(论文)开题报告课题名称基于maltab的PSK调制和解调及仿真学院名称电子与电气工程学院专业电子信息工程班级XXXX 学生姓名XXXX一、课题意义随着科学技术、仿真理论及计算机的不断发展,仿真技术不断提高。
在如今的科学研究中,仿真技术提高了科学研究水平,缩短了科学研究周期、降低了科学研究成本及风险、促进了各不同领域学科融合、加速了科研成果转化为生产力。
可以说仿真技术已成为科学研究中必不可少的实用技术。
因此在现代科学研究及应用中,仿真技术被广泛应用于数学、物理、电子、通信、医学、生物等众多领域。
所谓系统仿真,通俗的说就是模型试验,它是指通过系统模型试验去研究一个已经存在的或者正在设计的系统的过程。
系统仿真,它不是对原型的简单再现,而是按照研究的侧重点对系统进行提炼,以利于研究者抓住问题的本质,这种建立在模型系统上的实验技术,称为仿真技术。
仿真方法可以分为3类:实物仿真、数学仿真和半实物仿真。
系统仿真的研究重点在于仿真环节,即在模型建立之后,设计适当的算法,并编制成计算机程序。
因此,便产生了很多仿真算法和仿真软件,其中以MATLAB提供的动态仿真工具Simulink最为耀眼,它不仅具有强大的功能,并且具有很好的使用性。
MATLAB 就是大量的计算机仿真软件中的优秀代表,它在科学研究特别是电子信息科学中有着极为广泛的应用。
MATLAB现已被广泛应用于数学、通信、信号处理、自动控制、神经网络、图形处理等许多不同学科的研究中。
仿真是衡量系统性能的工具,它通过仿真模型的仿真结果来推断原系统的性能,从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。
实际的通信系统是一个功能结构相当复杂的系统,对这个系统做出的任何改变都可能影响到整个系统的性能和稳定。
因此,在对原有的通信系统做出改进或建立一个新系统之前,通常需要对这个系统进行建模和仿真,通过仿真结果衡量方案的可行性,从中选择最合理的系统配置和参数设置,然后再应用于实际系统中。
基于MTALAB的ASK_PSK调制解调的对比仿真
1通信原理课程设计设计题目:基于MTALAB 的ASK 与PSK 的调制与解调仿真设计 班 级:10通信X 班 学生姓名:组长 :XXX 组员 : XXX XXXXXX XXXXXX 指导老师:XXX2013 年 X 月 XX日摘要数字调制解调技术的发展不断更新,如今在现实中应用的数字调制系统大部分都是经过改进的,性能较好的系统,但是,作为理论发展最成熟的调制解调方式,对ASK,FSK,PSK的研究仍然具有非常大的意义,而且这样可以更容易将其仿真结果与成熟的理论进行比较,从而验证仿真的合理性。
因此,我们选择了这几种调制解调方式进行对比仿真研究。
本次课程设计运用了MATLAB实现了2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程的仿真,在调制解调过程中观察了各个环节时域和频域的波形,还对比了这三种调制方式的频谱特点与误码率情况,并结合这几种调制方法的调制原理,跟踪分析了频谱与误码率对调制性能的影响,以及仿真结果与预测结果的对比,从而得出此次仿真的可靠性,最终可以对比以上因素,在不同的场合中选择出信号传输的最佳调制解调方式。
目录1.序言 (4)1.1工具介绍 (4)1.2程序设计目的与意义 (4)1.3数字带通传输系统 (5)2.数字调制技术原理 (6)2.1二进制振幅键控(2ASK)原理 (6)2.2二进制相移键控(2PSK)原理 (8)3.数字调制系统的模拟 (100)3.1预测结果 (111)3.2仿真预测结果的意义 (111)4.数字调制系统的仿真 (122)4.1二进制振幅(2ASK)调制解调 (122)4.1.1设计流程 (122)4.1.2代码清单 (123)4.1.3运行结果 (144)4.2二进制相移(2PSK)调制解调 (15)4.2.1设计流程 (15)4.2.2代码清单 (16)4.2.3运行结果 (18)4.3误码率 (200)4.31设计思路 (21)4.3.2代码清单 (21)4.3.3运行结果 (22)5.总结 (22)6.心得体会 (23)参考文献 (23)1.序言数字调制技术的发展日新月异现如今信息技术不断的推陈出新,信息的传输及通信起着支撑作用。
MATLABpsk通信系统仿真报告
实验一 2PSK调制数字通信系统一实验题目设计一个采用2PSK调制的数字通信系统✍✍设计系统整体框图及数学模型;✍✍产生离散二进制信源,进行信道编码(汉明码),产生BPSK信号;✍✍加入信道噪声(高斯白噪声);✍✍BPSK信号相干解调,信道解码;✍✍系统性能分析(信号波形、频谱,白噪声的波形、频谱,信道编解二实验基本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。
数字调制技术的两种方法:①利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理;②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法,比如对载波的相位进行键控,便可获得相移键控(PSK)基本的调制方式。
图1 相应的信号波形的示例1 0 1调制原理数字调相:如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。
一般把信号振荡一次(一周)作为360度。
如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差180度,也就是反相。
当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。
载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。
在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此,2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+)其中,表示第n个符号的绝对相位:=因此,上式可以改写为图2 2PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。
基于MATLAB的 PSK调制与解调 通信原理实验
实验六PSK调制与解调1.实验目的和要求用MA TLAB实现二进制序列的调制与解调2.实验内容用角频率为2的载波信号实现序列[1 0 1 1 0 0 0 0]的调制。
3.软件部分源代码clear,close all,g=[1 0 1 1 0 0 0 0];f=2;t=0:2*pi/99:2*pi;cp=[];sp=[];mod=[];bit=[];for n=1:length(g);if g(n)==0;die=-ones(1,100);se=zeros(1,100);else g(n)==1;die=ones(1,100);se=ones(1,100);endc=sin(f*t);cp=[cp die];mod=[mod c];bit=[bit se];endpsk=cp.*mod;subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;title('Binary Signal');axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]);subplot(2,1,2);plot(psk,'LineWidth',1.5);grid on;title('PSK modulation');axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]);4.实验现象理解了psk的概念和原理以及如何使用matlab实现psk的调制与解调。
加深了对专业知识的理解,同时又锻炼了matlab程序编写的技巧。
虽然在实验中遇到许多的困难,但主要还是自己对所学的知识并没有完全的消化,以至对原理都是似懂非懂,浪费了较多的时间,另外通过此次的实验,对MA TLAB软件的使用也有了更深一步的了解与掌握,通过此次实验不仅对原来通信原理知识得到了巩固,而且还学会了许多原来不会的东西。
基于MATLAB实现的PSK和DPSK信号系统仿真设计
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目录摘要 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract............................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.设计目的与要求 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
2.方案的选择 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1调制部分............................................................................................. 错误!未定义书签。
2.2解调部分............................................................................................. 错误!未定义书签。
3.单元电路原理和设计 .................................................................................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB的2ASK、2FSK和2PSK的调制仿真
实验报告(一)一、实验名称:基于MATLAB 的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制仿真 二、实验目的:(1)熟悉2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制原理。
(2)学会运用Matlab 编写2ASK 、2FSK 和2PSK 调制程序。
(3)会画出原信号和调制信号的波形图。
(4)掌握数字通信的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制方式。
三、实验原理分析3.1二进制振幅键控(2ASK )振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
二进制振幅键控的表达式为:s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0<t ≤T式中,w 0=2πf 0为载波的角频率;A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅,即A(t) = ⎩⎨⎧0A典型波形如图所示:2ASK信号的产生方法通常有两种:相乘法和开关法,相应的调制器如图2。
图2(a)就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图2(b)是一种数字键控法,其中的开关电路受s(t)控制。
在接收端,2ASK有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统方框图如图:3.2、二进制频移键控(2FSK )二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送,而其振幅和初始相位不变。
故其表达式为:=)(s t ⎪⎩⎪⎨⎧++时"0发送“),cos(”时1发送“),cos21(ϕωϕωn n t A t A图4 2FSK 信号时间波形由图可见,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 信号的调制方法主要有两种。
第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,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。
利用MATLAB实现8-PSK调制及解调
利用MATLAB实现8-PSK调制及解调介绍本文档将介绍如何利用MATLAB实现8-PSK调制和解调,以及相关的步骤和方法。
步骤1. 安装MATLAB软件并打开它。
2. 创建一个新的MATLAB脚本文件。
3. 在脚本文件中定义一个变量来表示输入信号。
可以使用数字或信号序列来表示输入。
4. 使用MATLAB中的'pskmod'函数来进行8-PSK调制。
此函数将输入信号转换为8-PSK调制信号。
示例代码:input_signal = [0 1 1 0 1 0 0 1]; % 输入信号modulated_signal = pskmod(input_signal, 8); % 8-PSK调制5. 可选地,您可以将调制后的信号可视化以进行分析和检查。
示例代码:plot(modulated_signal); % 绘制调制后的信号波形xlabel('时间');ylabel('幅度');title('8-PSK调制信号');6. 使用MATLAB中的'pskdemod'函数来进行8-PSK解调。
此函数将调制信号转换回原始信号。
示例代码:demodulated_signal = pskdemod(modulated_signal, 8); % 8-PSK 解调7. 最后,您可以将解调后的信号与原始信号进行比较以验证解调的准确性。
示例代码:is_equal = isequal(input_signal, demodulated_signal); % 比较解调信号和原始信号是否相等disp(is_equal); % 输出比较结果结论通过以上步骤和方法,您可以利用MATLAB实现8-PSK调制和解调。
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学士学位毕业设计(论文)基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真摘要Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一,Psk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。
另外,本文还利用Matlab的图形用户界面(GUI)功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面,使仿真系统更加完整,操作更加方便。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面ABSTRACTIn this paper, methods of psk modulation are introduced firstly. Then their simulation models are bu ilt by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the psk modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-PSK, 4-PSK and , have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. In addition, an operation interface is designed, which can simplify the manipulation of the simulation system, by mean of the Graphical User Interface, which short for GUI.Keywords:PSK modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK; GUI目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (IV)前言 (1)1绪论 (2)1.1通信技术的历史和发展 (2)1.2数字调制技术 (3)1.3数字调制的发展现状和趋势 (4)1.4本章小结 (5)2 MATLAB仿真技术 (6)2.1通信仿真 (6)2.2 MATLAB简介 (9)2.3 Simulink简介 (12)2.4 本章小结 (14)3 PSK 调制系统 (15)3.1 2PSK数字调制原理 (15)3.2 4PSK的调制和解调 (19)3.3 本章小结 (23)4 PSK调制解调系统的仿真 (24)4.1 2PSK调制解调系统的仿真 (24)4.2 4PSK调制解调系统的仿真 (25)4.3利用MATLAB研究4PSK信号 (27)4.4 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)前言现代通信的发展趋势为数字化,随着现代通信技术的不断开发,数字调制技术已日趋成熟,在各个领域都得到了广泛的应用和认同。
因此本文对PSK 的数字调制和解调进行了仿真。
现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;这就要借助于功能强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
现代计算机科学技术快速发展,已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件,使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
本文使用的是功能强大的MATLAB软件。
MATLAB是一种使用简便的、特别适用于科学研究和工程计算的高级语言,与其他计算机语言相比,它的特点是简洁和智能化,具有极高的编程和调试效率。
通过使用MATLAB工具箱函数对数字调制进行仿真,更能直观彻底的掌握数字通信,数字调制的原理。
有助于我们的学习和研究,加深对知识的理解和运用。
MATLAB的便利性还体现在它的仿真结果还可以存放到MATLAB 的工作空间里做事后处理。
方便我们修改参数对不同情况下的输出结果进行对比。
由于MATLAB和SIMULINK是集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。
1绪论1.1通信技术的历史和发展1.1.1通信的概念通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。
消息是信息源所产生的,是信息的物理表现,例如,语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。
消息由模拟消息(如语音、图像等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。
所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。
所以,信号(Signal)是传输消息的手段,信号是消息的物资载体。
相应的信号可以分为模拟信号和数字信号,模拟信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是连续的,如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。
数字信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是离散的,如计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。
通信的目的是传递消息,但对受信者有用的是消息中包含的有效内容,即信息(Information)。
消息是具体的、表面的,而信息是抽象的、本质的,且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。
通信技术,特别是数字通信技术近年来发展非常迅速,它的应用越来越广泛。
数字通信系统较模拟通信系统而言,具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。
因而,数字通信更能适应对通信技术的高要求。
1.1.2通信的发展史简介远古时代,远距离的传递消息是以书信的形式来完成的,这种通信方式明显具有传递时间长的缺点。
为了在尽量短的时间内传递尽量多的消息,人们不断地尝试所能找到的各种最新技术手段。
1837年发明的莫尔斯电磁式电报标志着电通信的开始。
之后,利用电进行通信的研究取得了长足的进步。
1866年利用海底电缆实现了跨大西洋的越洋电报通信。
1876年贝耳发明了电话,利用电信号实现了语音信号的有线传递,使信息的传递变得既迅速又准确,这标志着模拟通信的开始,由于它比电报更便于交流使用,所以直到20世纪前半叶这种采用模拟技术的电话通信技术比电报得到了更为迅速和广泛的发展。
1937年瑞威斯发明的脉冲编码调制标志数字通信的开始。
20世纪60年代以后集成电路、电子计算机的出现,使得数字通信迅速发展。
在70年代末在全球发展起来的模拟移动电话在90年代中期被数字移动电话所代替,现有的模拟电视也正在被数字电视所代替。
数字通信的高速率和大容量等各方面的优越性也使人们看到了它的发展前途1.2数字调制技术通信按照传统的理解就是信息的传输与交换。
在当今信息社会,通信则与遥感,计算技术紧密结合,成为整个社会的高级“神经中枢”。
没有通信,人类社会是不可想象的。
一般来说,社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。
若通信水平跟不上,社会成员之间的合作程度就受到限制。
可见,通信是十分重要的。
通信传输的消息是多种多样的,可以是符号的,文字的,数据和图像的等等。
各种不同的消息可以分为两类:一类称为离散消息;另一类称为连续消息。
离散消息的状态是可数的或离散的,比如符号,文字或数据等。
离散消息也称数字消息。
而连续消息则是其状态连续变化的消息,例如,连续变化的语音,图像等。
连续消息也称模拟消息。
因此按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号可以将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
数字通信有以下突出的特点:第一,数字信号传输时,信道噪声或干扰所造成的差错,原则上是可以控制的。
第二,当需要保密的时候,可以有效的对基带信号进行人为的“扰乱”,即加上密码。
数字通信系统可以用下图表示:数字通信在近20年来得到了迅速的发展,其原因是:(1)抗干扰能力强(2)便于进行各种数字信号处理(3)易于实现集成化(4)经济效益正赶上或超过模拟通信(5)传输与交换可结合起来,传输电话与传输数据也可结合起来,成为一个统一整体,有利于实现综合业务通信网。
本设计主要研究数字通信过程中的调制解调过程。
从原理上说受调载波可以是任意的,只要已调信号适合心动的传输就可以了,但是实际上,大多数通信系统中,都选择正弦信号作为载波。
这是因为正弦信号简单,便于产生和接收。
1.3数字调制的发展现状和趋势进入20世纪以来,随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。
特别是在20世纪后半叶,随着人造地球卫星的发射,大规模集成电路、电子计算机和光导纤维等现代技术成果的问世,通信技术在以下几个不同方向都取得了巨大的成功。
(1)微波中继通信使长距离、大容量的通信成为了现实。
(2)移动通信和卫星通信的出现,使人们随时随地可通信的愿望可以实现。
(3)光导纤维的出现更是将通信容量提高到了以前无法想象的地步。
(4)电子计算机的出现将通信技术推上了更高的层次,借助现代电信网和计算机的融合,人们将世界变成了地球村。
(5)微电子技术的发展,使通信终端的体积越来越小,成本越来越低,范围越来越广。
例如2003年我国的移动电话用户首次超过了固定电话用户。
根据国家信息产业部的统计数据,到2005年底移动电话用户近4亿。
随着现代电子技术的发展,通信技术正向着数字化、网络化、智能化和宽带化的方向发展。
随着科学技术的进步,人们对通信的要求越来越高,各种技术会不断地应用于通信领域,各种新的通信业务将不断地被开发出来。
到那时人们的生活将越来越离不开通信。
本文中提到的调制方式大都是可以实用的,已经采用多年,并且至今仍然被采用着。
但是,这些调制方法还不是很完善,有许多值得改进之处。
因此,在这些基本的数字调制方法基础上,多年来不断研究出新的或改进的调制方法。
实际上,在基本的和先进的调制方法之间并没有明确的界限。
这些方法都是不间断地发展出来的,后来者自然比原有者更先进。
此外,随着技术的进步,特别是超大规模集成电路和数字信号处理技术的发展,使得复杂的电路设计得以用少量的几块即成电路模块实现,有些硬件电路的功能还可以用软件代替实现。