基于MATLAB的数字带通调制系统仿真
基于MATLAB的模拟调制系统仿真及测试(AM调制)
闽江学院《通信原理设计报告》题目：基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院：计算机科学系专业：12通信工程组长：曾锴（3121102220）组员：薛兰兰（3121102236）项施旭（3121102222）施敏（3121102121）杨帆（3121102106）冯铭坚（3121102230）叶少群（3121102203）张浩（3121102226）指导教师：余根坚日期：2014年12月29日——2015年1月4日摘要在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个重点技术，通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。
在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
在幅度调制中，文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象，从原理等方面阐述并进行仿真分析；在角度调制中，以常用的调频和调相为研究对象，说明其调制原理，并进行仿真分析。
利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真，并对仿真结果进行时域及频域分析，比较各个调制方式的优缺点，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识，通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。
关键词模拟调制；仿真；Simulink目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 关键技术 (1)1.3 研究目的及意义 (2)1.4 本文工作及内容安排 (2)第二章模拟调制原理 (3)2.1 幅度调制原理 (3)2.1.1 AM调制 (4)第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6)3.1 Simulink工具箱简介 (6)3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8)3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8)第四章总结 (12)4.1 代码 (13)4.2 总结 (14)第一章绪论1.1引言在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个技术重点。
通常情况下，调制可以分为模拟调制和数字调制。
在模拟调制中，调制信号为连续的信号，而在数字调制中调制信号为离散信号。
基于Matlab的数字调制系统仿真
《通信技术综合实验》题目基于Matlab的数字调制系统仿真系（院）计算机信息科学与技术系专业通信工程班级2009级一班学生姓名栾亚婷学号20090109242013年 1月 8日基于Matlab的数字调制系统仿真一、实验项目名称：2FSK的调制与解调系统的设计及simulink仿真二、有关数字调制系统的背景介绍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2-1 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)和移相键控(PSK 或DPSK)。
本章重点论述二进制数字调制系统的原理及其抗噪声性能，简要介绍多进制数字调制原理。
三、实验目的：本实验的目的是通过搭建2FSK调制与解调系统的模型，了解数字调制系统的原理，并掌握simulink的操作使用方法。
四、实验内容1．调制仿真2FSK信号是由频率分别为f1和f2的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的，其中f1和f2是两个频率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号，2FSK信号产生的simulink仿真模型图如下所示：图1 2FSK信号的simulink模型方框图其中sin wave和sin wave1是两个频率分别为f1和f2的载波，Pulse Generator 模块是信号源，NOT实现方波的反相，最后经过相乘器和相加器生成2FSK信号，各参数设置如下：载波f1的参设图2 载波sin wave的参数设置其中幅度为2，f1=1Hz,采样时间为0.002s在此选择载波为单精度信号f2的参数设置图3 载波sin wave1的参数设置载波是幅度为2，f2=2,采样时间.为0.002的单精度信号。
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计调制是无线通信系统中的重要环节，主要用于在传输信号过程中对信号进行编码和解码，以实现信号的传输和接收。
MATLAB作为一种强大的数学仿真工具，可以方便地进行调制系统的仿真设计。
调制系统一般包括三个主要部分：调制器、信道和解调器。
调制器负责将发送信号进行编码，以适应信道传输的需求；信道主要是指无线信号在传输过程中的传播环境，会受到各种影响，如多径效应、噪声等；解调器对接收到的信号进行解码，恢复出原始信号。
在MATLAB中，可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制系统的仿真设计。
以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程：1.确定调制方式：首先确定要使用的调制方式，比如常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）、相位调制（PM）等。
根据需求选择合适的调制方式。
2.信号生成：使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。
可以选择不同的函数生成不同的信号，如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。
3.调制器设计：根据选择的调制方式，设计相应的调制器。
比如对于AM调制，可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现；对于FM调制，可以通过改变载波频率的方式来实现。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现这些调制方式。
4.信号传输：将调制后的信号传输到信道中。
可以在仿真中模拟不同的信道情况，如加入噪声、多径效应等。
MATLAB提供了相关函数来模拟这些信道效应。
5.解调器设计：设计相应的解调器以恢复原始信号。
解调器的设计与调制器的设计相对应。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现解调器。
6.信号分析：对仿真结果进行分析。
可以通过绘制波形图、功率谱密度图等来观察信号在传输过程中的变化。
除了上述基本的仿真设计流程外，还可以在仿真过程中加入其他功能，如信号压缩、信号变换等。
MATLAB提供了大量的工具箱，可以方便地实现这些功能。
总之，基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的工作过程，以及对不同信道效应的影响。
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。
基于Matlab的调制解调系统仿真设计
第8卷第5期 2005年10月上海电机学院学报J OU RNAL OF SHAN GHA I DIANJ I UN IV ERSIT YVol.8No.5 Oct.2005 收稿日期:2005203208作者简介:张宇伟(19822),女,专业方向:图像处理、信息编码;上海师范大学数理信息学院通信与信息系统硕士研究生。
文章编号 167122730(2005)0520014204基于Matlab 的调制解调系统仿真设计张宇伟1, 王耀明2(1.上海师范大学数理信息学院,上海,200234;2.上海电机学院信息工程系,上海,200240) 摘 要 设计了差分编码移相键控(2DPS K )调制解调系统的工作流程图,并利用Matlab 软件对该系统的动态进行了模拟仿真。
利用仿真的结果,从基带信号的眼图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可以看出,仿真实验良好。
2DPS K 调制解调系统的仿真设计,为以后进一步研究基于Matlab 的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。
关键词 调制解调器;差分移相编码;仿真设计 中图分类号 TN 915.05 文献标识码 BSimulative De sign of Modem System Based on MatlabZhang Yuwei 1, Wang Yaoming 2(1.College of Mat hematics and Science ,Shanghai Normal U niversity ,Shanghai ,200234;rmation Engineering Depart ment ,Shanghai DianJi U niversity ,Shanghai ,200240) Abstract Matlab software is used to simulate t he 2DPS K modem system ,which is based on t he p rogram table.By observing t he simulated Eye and Scatter diagrams and Wave diagrams ,t he result of t he experiment is very good and successf ul.Simulative design of 2DPS K modem system lays a solid foundation for f urt her researching t he simulation system of t he communication experiment based on t he Matlab software. Key words modem ;differential p hase shift keying (DPS K );simulation design 调制解调器(Modem )是数字通信技术中的一个重要组成部分,并广泛应用于单位企业和个人家庭中。
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计摘要：本文基于MATLAB平台，通过建立调制系统的仿真模型，实现了对调制系统的仿真设计。
首先对调制系统的基本原理进行了介绍，然后建立了调制系统的数学模型。
接着使用MATLAB对模型进行了仿真分析，包括调制信号的产生、载波信号的产生、调制信号与载波信号的混合调制、调制后的信号的传输等过程。
最后，通过仿真结果的分析，对调制系统的性能进行了评估，并提出了优化方案。
本文的研究对于调制系统的设计和优化具有一定的参考意义。
关键词：调制系统；MATLAB仿真；混合调制；性能评估；优化方案一、引言调制是无线通信中的一项基本技术，通过将信息信号与载波信号进行合成，使信息信号能够被传输到远距离的通信接收端。
调制系统是实现调制技术的关键，其性能直接影响到通信系统的可靠性和传输质量。
因此，对调制系统的研究和优化具有重要的意义。
二、调制系统的基本原理调制系统的基本原理是将信息信号经过调制器与载波信号进行混合调制，形成调制后的信号。
调制过程中，需要考虑到载波频率、调制信号幅度、调制信号频率等参数的选择。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。
三、调制系统的数学模型调制系统的数学模型是根据调制原理建立的，一般可表示为：$s(t) = A_c \cdot (1 + m \cdot \cos(f_m \cdot t)) \cdot\cos(f_c \cdot t)$其中，$s(t)$表示调制后的信号，$A_c$为载波幅度，$m$为调制系数，$f_m$为调制信号频率，$f_c$为载波频率。
四、MATLAB仿真设计4.1调制信号的产生通过MATLAB生成调制信号，并将其绘制出来，以便后续的仿真分析。
4.2载波信号的产生通过MATLAB生成载波信号，并将其绘制出来，以便后续的仿真分析。
4.3调制信号与载波信号的混合调制将调制信号与载波信号进行混合调制，并将调制后的信号绘制出来，以便后续的仿真分析。
基于matlab的通信系统的仿真与实现
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图1-1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1-2所示，
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图1-2 数字通信系统模型
随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要,通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性.。计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法.它具有利用模型进行仿真的一系列优点,如费用低,易于进行真实系统难于实现的各种试验,以及易于实现完全相同条件下的重复试验等。Matlab仿真软件就是分析通信系统常用的工具之一。
1.4 通信技术发展现状和趋势
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。
Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。Matlab具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。Simulink支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持多种采样速率的多速率系统;Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口,它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比,更直观、方便和灵活。用户可以在Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。用于实现通信仿真的通信工具包(Communication toolbox,也叫Commlib,通信工具箱)是Matlab语言中的一个科学性工具包,提供通信领域中计算、研究模拟发展、系统设计和分析的功能,可以在Matlab环境下独立使用,也可以配合Simulink使用。另外，Matlab的图形界面功能GUI（Graphical User Interface）能为仿真系统生成一个人机交互界面，便于仿真系统的操作。因此，Matlab在通信系统仿真中得到了广泛应用，本文也选用该工具对数字调制系统进行仿真。
基于Matlab／Simulink的QAM通信系统的仿真
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由 图 ６可 以 看 出 ，在 各 个 取 样 点 码 之 间 的 串扰 比 较 小 ．
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进 行 抑 制 载 波 的 双边 带 调 幅 ，利用 这种 已调 信 号 的频 谱 在 同
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基于MATLAB的数字带通调制系统仿真
摘要：数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
由于信道的限制，基带信号在很多信道中不能直接传输，所以必须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。
并在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号。
本文应用MATLAB对通信系统中基本的3种二进制调制过程进行编程和建模仿真。
关键词：2ASK；2FSK；2PSK；MATLAB；调制
1 二进制数字调制系统原理分析
1.1 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，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，它们分别对应着二进制信息“1”或“0”。
通常为了实现方便，用载波信号的最大值和0分别表示“1”和“0”。
2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。
本程序采用模拟调制法方法，用乘法器实现基带信号的调制。
设信息源发出的序列是由二进制符号0、1组成的，并假定序列中“0”出现的概率为P，“1”出现的概率为1-P。
则2ASK 信号表达式为：e\-\{2ASK\}(t)=s(t)cos w\-ct=∑na\-ng(t-nT\-s)，其中：g(t)为脉宽为T\-s的单个矩形脉冲；2ASK
功率谱密度为：P\-\{2ASK\}（f）=1[]4\[P\-s(f-f\-c)+P\-s(f+f\-c)\]
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的，幅度和相位保持不变。
在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在w\-1和w\-2两个频率点之间变化，它们分别对应着二进制信息“1”或“0”，且假设“0”对应于载频
2.2 2FSK的程序代码
2.3 2PSK的程序代码
调制原理：分别用不同相位的载波代表数字信息“0”或者“1”。
这里假设用和载波信号同相的正弦波代表“0”，用和载波信号反相的正弦波代表“1”。
而对于数字信息“1”，和载波相位相差180度相当于符号取反，所以这里直接将初始数字序列的数字信息“0”用“-1”表示。
通过3种二进制数字调制解调系统的性能分析比较可知：在抗噪性能方面，二进制相移键控的调制性能最好，二进制频移键控次之，二进制振幅键控最差；在频带利用率方面，二进制振
幅键控和二进制相移键控的性能相近，二进制频移键的频带利用率最低；对设备的昂贵程度来说，二进制频移键控设备最昂贵，二进制振幅键控的设备最廉价。
3 结束语
本文通过介绍二进制数字调制的基本理论，将3种数字调制技术通过MATLAB绘图逐一仿真，并通过观察信号的波形，建立起3种二进制数字调制系统的模型。
通过对仿真结果的观察，证实了该仿真模型的正确性以及可行性，并为实际系统的构建以及参数的选择提供了依据，同时，可以把每一种算法做成软件模块的形式，并通过更新模块的方法试验更高的系统性能，因此具有很大的灵活性和开发性。
参考文献：
\[1\] 樊昌信,曹丽娜.通信原理\[M\].北京.国防工业出版社,2010.
\[2\] 陈怀琛,吴大正,高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用\[M\].北京.电子工业出版社,2006.
\[3\] 王兴亮.通信系统原理教程\[M\].西安:西安电子科技大学出版社,2009.
\[4\] 张瑞,林幸笋,何友军,等.一个研究型物理实验项目——
—周期物成像规律实验\[J\].大学物理,2002（6）.
\[5\] 袁小平,王艳芬,史良.基于MATLAB 的数字信号处理课程的实验教学\[J\].实验室研究与探索,2002（2）.
Digital Band-Pass Modulation System Simulation Based on MATLAB
Abstract:Digital signal transmission has two modes,the baseband transmission and the waveband transmission.Due to the channel restriction,baseband signal cannot transmit directly in many channels,so it’s essential to modulate a carrier with the baseband signal in order to make signal and the characteristics of channel matching.The receiver then uses a demodulator to convert the band-pass signal to the baseband signal.This paper focus on three basic binary modulation process in communication system,and programming and modeling simulation had been done with MATLAB.
Key Words:2ASK; 2FSK; 2PSK; MATLAB; Modulation。