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1、中国人民解 放 军电子工程学院本科毕业学员毕业实践（论文、设计）报告论文题目：基于Mat lab的数字调制系统仿真与分析学员姓名： 学员队别： 专业名称：通信工程 指导教员： 二九年五月十日指导教员对毕业实践（论文、设计）报告的评语：指导教员： 日期： 年 月 日室级答辩评语及成绩： 答辩组负责人： 日期： 年 月 日专业系意见：专业系领导： 日期： 年 月 日院级答辩评语及成绩：答辩组负责人： 日期： 年 月 日摘 要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字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五种基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿
2、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。 关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；GUI图形界面。ABSTRACTIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simula
3、tion models are built by using MATLABs simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simul
4、ation models, 2-FSK, 2-DPSK and MSK, have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. Keywords:Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK.目 录1引言.11.1数字调制系统概述.11.1.1数字通信系统的组成.11.1.2数字通信系统的特点.21.2数字调制的意义.51.3 Matlab在通信系统仿真中的应用.62数字调制系统的相关原理.72.1二进制幅度键控(2-A
5、SK).72.2二进制频移键控(2-FSK).72.3二进制相移键控(2-PSK).82.4多进制数字调制.83数字调制系统的仿真设计.93.1数字调制系统各个环节分析.93.1.1仿真框图.103.1.2信号源仿真及参数设置.113.1.3调制与解调模块.113.1.4信道.123.2仿真模型的设计及结果分析.133.2.1 2-ASK.133.2.2 2-FSK.183.2.3 2-DPSK.223.2.4 2-MSK.253.2.5 M-DPSK.273.3数字调制的性能比较.30 3.3.1各种仿真模型的性能比较.30 3.3.2仿真模型性能与理论性能的比较.324结论.33致谢.34
6、参考文献.35基于Matlab的数字调制系统仿真与分析1引言1.1数字调制系统概述数字载波调制(简称数字调制)与模拟调制没有本质上的区别，它是用数字基带信号作为原始信号，去控制高频正弦载波信号的振幅、频率和相位，相应的有三种基本的调制方式：数字振幅调制（ASK）、数字频率调制（FSK）、数字相位调制（PSK）。1.1.1数字通信系统的组成数字通信系统就是利用数字信号传递消息的通信系统。而数字信号指的是不仅在时间上是离散的且在幅度上也是离散的信号。数字通信系统的形式各种各样，但从数字通信的特点以及所完成的功能上来看，可把它概括成图1-1所示的系统模型。图1.1数字通信系统的组成框图信源是信息的发
7、出源，接其性质可分为离散信息源，如电报、数据等;另一种是连续的模拟信息源，如电路等。信宿是信息的归宿。信源编码广义地说包含两个方面:(1)将输入信号变换成适合于数字通信系统处理和传输的数字信号。如果信源是模拟信号，应首先进行模拟/数字变换，使经过编码后的输出信号成为时间上离散、幅度取值有限，且按一定规律组合的数字脉冲串:(2)通过信源编码提高数字信号的有效性，尽可能地减少原信号中的多余度，进行压缩信号的带宽的编码，使单位时间、单位系统频带上所传输的信息量最大.这两个方面是在信源编码的过程中同时完成的。信源译码则是信源编码的逆过程。加密与解密是为了实现保密通信，通过加密人为地把待传输的数字序列扰
8、乱。这种编码可采用周期非常长的伪随机码序列等，在接收端根据己知的解密方法，对接收序列进行解密。信道编解码主要是为解决可靠性问题而设置的。由于信源编码后的数字信号是要通过信道来传输，而信号又不可避免地要受到各种噪声的干扰，因此可能会导致接收端数字信号的判决错误。信道编码就是采用一种对传输的原始信息按一定规则人为地加入一些数据，在接收端通过信道译码以达到自身发现和纠正误码的目的，这种技术称为“差错控制技术”。一般来讲经信道编码的二元数字信号不适合在信道上直接传输，调制器的任务是把数字信号变为适合于信道传输的信号:而解调器的过程正好相反。通常对数字信号的频带调制有ASK, FSK和PSK等.调制与解
9、调方式对通信质量的影响比较大，因此应合理选择。定时同步系统使数字信号序列按节拍一步一步地工作，收、发两端的节拍一定要一致，否则将出现混乱。另外发送的数字信号序列常常是编组的，收端必须知道这些编组的头尾，否则就无法恢复原始信息。要保证收、发两端的节拍一致，必须有同步系统的控制。1.1.2数字通信的特点从数字通信的过程来看，很容易发现数字通信有着许多模拟通信无法比拟的优点。(1) 抗干扰能力强信号在传输过程中不可避免地要受到各种噪声的干扰。对于模拟信号来说，叠加在信号上的噪声难以与信号分开。同样，叠加在数字信号波形上的噪声也是难以去掉，但由于数字通信系统传送的数字信号，其信息并不包含在信号脉冲的波
10、形之中，而是包含在脉冲的有无之中，因而只有当噪声在判决时超过某个范围，才有可能改变信号的值，产生错误判决，造成误码。因此，数字信号比模拟信号的抗干扰能力强，且数字信号还可进行纠错编码，进一步提高其抗干扰能力。由于数字信号的抗千扰能力强，在类似的信道条件下，数字通信的传输精度比模拟通信高的多。(2) 采用再生中继可实现高质量远距离传输远距离模拟通信系统中的噪声是积累的，因而随着通信距离的增加，传输质量也随之下降。而在数字通信系统中传送的数字信号大多是二元或三元信号。例如:二元数字信号只有两个状态“0”和“1，在传输信道中也会受到噪声干扰，当干扰达到一定程度，进入再生中继器，再生中继器中的幅度识别
11、电路对收到的二元波形信号进行判决，这些判决值通过波形形成电路，以没有噪声千扰的“纯净”脉冲波形向下一站发送，这样就消除了噪声的千扰。在理想情况下，噪声可全部清除，不会产生积累。正因为数字信号可以再生，所以可通过多个再生中继器实现高质量的远距离传输。(3) 灵活性强适应各种业务要求在数字通信中，各种消息(电报、电话、图像和数据等)均可变为统一的数字信号进行传输。在系统中对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号均可采用数字信号。数字传输与数字交换技术结合起来组成的综合业务数字通信网(ISDN)，对于来自不同信息源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离，实现各种综合业务，这给实际应用带来了极大的方便。(4) 便于自动化、智能化由于数字通信所传输的信号与数字电子计算机所采用的数字信号完全一致，所以可以方便地与计算机进行接口连接，构成复杂的、远距离的、大规模的、灵活多样的系统，使数字通信系统趋向于自动化、智能化。(5) 易于加密数字信号可用各种极其复杂规律的
