基于simulink数字调制及解调仿真

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1、毕业论文（基于 Simulink 的数字调制与解调仿真）摘要2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。调制解调技术的实现方法有多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。本文重点介绍了 2ASK、2FSK、2PSK（BPSK）调制与解调的工作原理，以及 用 Simulink 进行设计和仿真。

2、论文共分为八章：第一章主要介绍了选题的意义 和目的；第二章我们对 Simulink 软件的特点、功能以及通信的基本概念和发展 历程进行简单的介绍；第三章详细介绍调制解调的理论，着重从数字调制解调 中的 2ASK、2FSK、2PSK（BPSK）的产生、频谱、解调等过程进行介绍；第 四章是我们将介绍调制解调的 Simulink 仿真, 并着重介绍 2ASK、2FSK、2PSK 的调制以及其相干解调的 Simulink 仿真，并得出结论； 第五章是对该次设计进行简单的总结。 关键字：调制 解调 Simulink 仿真 目录 摘要. . . . . . . . .2 第一章 绪论. . . . . .

3、 . .4 11 课题意义. . . . . . . . 4 12 课题目的 . . . . . . . .4 13 研究范围 . . . . . . . .4 第二章 Simulink 的简介与通信技术的历史和发展. . .5 21 Simulink 的简介 . . . . . . .5 22 通信技术的历史和发展 . . . . .5 第三章 2ASK 2FSK 2PSK 的工作原理 . . . . .9 31 调制与解调技术的基本概念及意义 . . . .9 32 2ASK(Amplitude Shift Keying)信号调制与解调的原理 .9 33 2FSK(Frequency Sh

4、ift Keying)信号调制与解调的原理. .14 34 2PSK(Phase Shift Keying)信号调制与解调的原理 .19 第四章 调制与解调仿真. . . . . .23 41 2ASK 的调制与解调仿真. . . . .23 42 2FSK 的调制与解调仿真. . .29 43 2PSK 的调制与解调仿真. . . . . .38 第五章 总 结. . . . . . .44 致谢. . . . . . . . 45 参考资料. . . . . . . .463第一章 绪 论 11 课题意义随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研 究人员对其相关技术

5、投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输， 必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数 字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对 载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调 制方式被称为幅移键控（ASK） 、频移键控（FSK）和相移键控（PSK） 。经调 制后的信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制解 调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。 12 选题目的通过此次的调制与解调仿真，使我们对 2ASK、2FSK、2PSK、调制与解调 的工作原理以及 Simulink 软件有

6、了比较深刻的认识和了解。在采用不同的调制 方式时，PSK 的误码率小于 FSK，而 FSK 系统的误码率又小于 ASK 系统。在 误码率相同条件下，相干 PSK 要求 r（信噪比）最小，FSK 系统次之，ASK 系 统要求 r 最大，它们之间分别相差 3dB。PSK 系统的抗噪声性能最好，但会出 现倒 现象，实际中很少采用，而多采用 DPSK 系统。 13 研究范围在当代社会中，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

7、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。 本系统研究的是 2ASK、2FSK、2PSK 系统调制解调过程，以及在调制解调过 程中使用的方法。对调制与解调方法建立其模型，从理论上解释 2ASK、2FSK、2PSK 的调制与解调的原理，并采用 Simulink 软件进行仿真， 使输出结果达到最好效果。第二章 Simulink 的简介与通信技术的历史和发展 21 Simulink 的简介近几年，在学术界和工业领域，Simulink 已成为在动态系统领域建模和仿真 方面分，Simulink 具有相对独立的功能和使用方法。确切的说，它是一个用来 对动态系统进行建模、应用最广泛的

8、软件包之一 。它的魅力在于强大的功能和 简便的饿操作。作为 MATLAB 的重要组成部仿真和分析的软件包。它支持连续、 离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统，而且 系统可以是多进程的。在 Simulink 环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观 地“画“出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图 形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真 软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink 包含有 SINKS（输出方式） 、SOURCE（输入源） 、LINEAR（线性 环节） 、NONLINE

9、AR（非线性环节） 、CONNECTIONS（连接与接口）和 EXTRA（其他环节）子模型库，而且每个子模型库中包含有相应的功能模，用 户也可以定制和创建用户自己的模块。用 Simulink 创建的模型可以具有递阶结 构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。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，4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

10、对于运行一大类仿真非常有用。采用 SCOPE 模块和其他的 画图模块，在仿真进行的同时，就可观看到仿真结果。除此之外，用户还可以 在改变参数后来迅速观看系统中发生的变化情况。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平衡点分析工具、MATLAB 的许多工具及 MATLAB 的应用工具箱。由于 MATLAB 和 SIMULINK 的集成在一起的，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。 2.2 通信技术的历史和发展 2.2.1 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

11、现，例如，语音、文字、数据、图形和图象等都 是消息(Message)。消息有模拟消息（如语音、图象等）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 物质载体。相应的信号可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，如电船传机、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，也

12、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。通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息 源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图 2-2-1 所 示。图 2-2-1 通信系统一般模型 通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号 来传递消息的通信系统，其模型如图 2-2-2 所示，图 2-2-2 数字通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图 2-2-3 所示。5图 2-2-3 模拟通信系统模型 2.2.2

13、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机标志着电 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 年贝尔发明了电话,利用电信号 实现了语音信号的有线传递，使信息的传递变的既迅速又准确，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的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。 2.2.3 数字通信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