基于MATLAB载波同步仿真
基于Matlab的FM仿真实现
3.3 频率调制（FM ）3.3.1 FM 调制和解调的基本原理频率调制是利用载波的频率变化来传递模拟信息，而振幅保持不变。
也就是说，载波信号的频率随着基带调制信号的幅度变化而改变。
调制信号幅度变大（或变小）时，载波信号的频率也变大（或变小），调制信号幅度变小时，载波信号的频率也变小（或变大）。
在FM 中，FM 信号的瞬时频偏与调制信号m(t)成正比。
因此FM 的信号的时域表达式为：(2.1)式中：A 为载波的恒定振幅；[ωc t+φ(t)]为信号的瞬时相位，记为θ（t ）; φ(t)为相对于载波相位ωc t 的瞬时相位偏移；d[ωc t+φ(t)]/dt 是信号的瞬时角频率，记为ω(t)；而d φ(t)/dt 称为相对于载频ωc 的瞬时频偏。
所谓频率调制（FM ）,是指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变化，即(2.2)式中：K f 为调频灵敏度（rad/(s.V)）。
这时相位偏移为：(2.3)因此，上式可改写为(2.4)图2.1 无噪声调制信号FM 调制的实现调频主要有两种方法：直接调频和间接调频。
1）直接调频法调频就是用调制信号控制载波的频率变化。
直接调频就是用调制信号直接去控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性的变化。
()]cos[)(⎰+=ττωd m K t A t s f c FM )()(t m K dt t d f =Φ⎰=Φτd t m K t f )(）（)](cos[)(t t A t S c FM Φ+=ω可以由外部电压控制震荡频率的振荡器叫做压控振荡器器。
每个压控振荡器自身就是一个FM 调制器，因为它的振荡频率正比于输入控制电压，即(2.9) 若用调制信号作控制电压信号，就能产生FM 波。
若被控制的振荡器是LC 振荡器，则只需控制振荡回路的某个电抗元件（L 或C ) ，使其参数随调制信号变化。
目前常用的电抗元件是变容二极管。
用变容二极管实现直接调频，由于电路简单，性能良好，已成为目前最广泛采用的调频电路之一。
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。
基于MATLAB的simulink对信号调制与解调的仿真
基于MATLAB的对信号调制与解调的仿真摘要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。
本文主要是以simulink为基础平台，对2ASK、2FSK、2PSK信号的仿真。
文章第一章内容是对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望；第二章是对2ASK、2FSK和2PSK信号调制及解调原理的详细说明；第三章是本文的主体也是这个课题所要表现的主要内容，第三章是2ASK、2FSK和2PSK信号的仿真部分，调制和解调都是simulink建模的的方法，在解调部分各信号都是采用相干解调的方法，而且在解调的过程中都对整个系统的误码率在display模块中有所显示本文的主要目的是对simulink的熟悉和对数字通信理论的更加深化和理解。
关键词：2ASK、2FSK、2PSK，simulink,调制，相干解调目录摘要 (32)第一章绪论 (34)1.1 MATLAB/Smulink的简介 (34)1.2 通信发展简史....................................... 错误！未定义书签。
4 1.3 通信技术的现状和发展趋势........................... 错误！未定义书签。
7 第二章 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的基本原理和实现...... 错误！未定义书签。
7 2.1 2ASK的基本原理和调制解调实现..................... 错误！未定义书签。
8 2.2 2FSK的基本原理和调制解调实现.................... 错误！未定义书签。
11 2.3 2PSK的基本原理和调制解调实现................... 错误！未定义书签。
基于matlab载波同步仿真
通信系统综合设计与实践题目基于matlab载波同步仿真院（系）名称信息工程学院通信系专业名称通信工程学生姓名赵鸿飞曹优宁封蒙蒙学生学号1203100022 1203100010 1203100040指导教师2013年 6 月 2 日基于matlab载波同步仿真摘要从载波相位调制解调原理出发,理论分析了载波频率漂移对解调结果的影响.通过对解调公式的推导及分析,给出了频率漂移对解调结果影响的公式.结果表明,当混频基频信号的频率与载波频率存在微小频差时,解调结果将出现低频调制,严重影响解调效果;仿真及实验验证结果与理论分析完全吻合.关键词：载波相位调制解调目录摘要 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章概述. (3)一课题内容 (3)二设计目的 (3)三设计要求 (3)四开发工具 (3)第二章系统理论设计 (4)一振幅调制产生原理 (4)二调幅电路方案分析 (4)三信号解调思路 (4)第三章 matlab仿真 (5)一载波信号与调制信号分析 (5)二设计FIR数字低通滤波器 (7)三 AM解调 (9)四结果分析 (15)4心得体会 (15)5致谢 (16)6参考文献 (16)第一章概述一课题内容1.设计AM信号实现的Matlab程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。
2.设计AM信号解调实现的Matlab程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。
二设计目的1.掌握振幅调制和解调原理。
2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。
3.掌握参数设置方法和性能分析方法。
4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。
三设计要求利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析OFDM（正交频分复用）是一种广泛应用于无线通信系统中的多载波调制技术。
在OFDM系统中，信号被分为多个独立的子载波，并且每个子载波之间正交。
这种正交的特性使得OFDM系统具有抗频率选择性衰落和多径干扰的能力。
本文将基于MATLAB对OFDM系统进行仿真及分析。
首先，我们需要确定OFDM系统的参数。
假设我们使用256个子载波，其中包括8个导频符号用于信道估计，每个OFDM符号的时域长度为128个采样点。
接下来，我们需要生成调制信号。
假设我们使用16QAM调制方式，每个子载波可以传输4个比特。
在MATLAB中，我们可以使用randi函数生成随机的比特序列，然后将比特序列映射为16QAM符号。
生成的符号序列可以通过IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）将其转换为时域信号。
OFDM系统的发射端包括窗函数、导频符号插入、IFFT和并行到串行转换等模块。
窗函数用于增加OFDM符号之间的过渡带，导频符号用于信道估计和符号同步。
通过将符号序列与导频图案插入到OFDM符号序列中，然后进行IFFT变换，再进行并行到串行转换即可得到OFDM信号的时域波形。
接下来，我们需要模拟OFDM信号在信道中传输和接收。
假设信道是Additive White Gaussian Noise（AWGN）信道。
在接收端，OFDM信号的时域波形通过串行到并行转换，然后进行FFT（Fast Fourier Transform）变换得到频域信号。
通过在频域上对导频符号和OFDM信号进行正交插值，可以进行信道估计和等化。
最后将频域信号进行解调，得到接收后的比特序列。
通过比较发送前和接收后的比特序列，我们可以计算比特误码率（BER）来评估OFDM系统的性能。
比特误码率是接收到错误比特的比特数与总传输比特数之比。
通过改变信噪比（SNR）值，我们可以评估OFDM系统在不同信道条件下的性能。
基于某matlab载波同步仿真
通信系统综合设计与实践题目基于matlab载波同步仿真院（系）名称信息工程学院通信系专业名称通信工程学生鸿飞曹优宁封蒙蒙学生学号120310002212031000101203100040指导教师2013年 6 月 2 日基于matlab载波同步仿真摘要从载波相位调制解调原理出发,理论分析了载波频率漂移对解调结果的影响.通过对解调公式的推导及分析,给出了频率漂移对解调结果影响的公式.结果表明,当混频基频信号的频率与载波频率存在微小频差时,解调结果将出现低频调制,严重影响解调效果;仿真及实验验证结果与理论分析完全吻合.关键词：载波相位调制解调目录摘要 (I)第一章概述 (1)一课题容 (1)二设计目的.. (1)三设计要求 (1)四开发工具 (1)第二章系统理论设计 (2)一振幅调制产生原理 (2)二调幅电路方案分析 (2)三信号解调思路 (3)第三章matlab仿真 (5)一载波信号与调制信号分析 (5)二设计FIR数字低通滤波器 (7)三AM解调 (9)四结果分析 (15)4心得体会 (15)5致谢 (16)6参考文献 (16)第一章概述一课题容1.设计AM信号实现的Matlab程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。
2.设计AM信号解调实现的Matlab程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。
二设计目的1.掌握振幅调制和解调原理。
2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。
3.掌握参数设置方法和性能分析方法。
4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。
三设计要求利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。
对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。
四开发工具计算机、Matlab软件、相关资料第二章 系统理论设计一 振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。
基于matlab的ofdm同步算法
05
基于matlab的ofdm同步算法 的实验结果与分析
实验一
总结词
本实验通过在MATLAB环境下设计并实现了 一种OFDM同步算法，对其性能进行了测试 和分析。
详细描述
本实验采用了基于MATLAB的OFDM同步算 法，通过模拟不同的信道环境和噪声等级， 对其性能进行了测试和分析。实验结果表明 ，该算法在低信噪比环境下性能优异，能够 有效地实现信号同步和数据传输。
OFDM同步算法的重要性
01
在OFDM系统中，同步算法对于 确保信号的正确接收和降低干扰 至关重要。
02
同步算法能够使接收端正确解调 信号，避免因相位偏差、时间偏 移等因素导致的性能下降。
OFDM同步算法的分类
01
根据不同的分类方法，OFDM同 步算法可以分为以下几类
02
1. 基于频域的同步算法：利用子 载波间的正交性，通过频域解调
实验三
总结词
本实验通过在MATLAB环境下设计并实现了一种OFDM 同步算法，对其信道估计性能进行了测试和分析。
详细描述
本实验采用了基于MATLAB的OFDM同步算法，通过模 拟不同的信道环境和噪声等级，对其信道估计性能进行 了测试和分析。实验结果表明，该算法在低信噪比环境 下能够准确估计信道状态信息，从而有效地提高信号传 输性能。
估计结果修正
考虑到估计误差和信道变化，需要对估计结果进 行修正，包括利用时变滤波器进行修正、利用判 决反馈进行修正等。
04
基于matlab的ofdm同步算法 的优化策略
基于matlab的OFDM系统模型的优化
总结词
提高系统性能
详细描述
OFDM系统模型是实现OFDM同步算法的基础，通过对系统模型进行优化，可以提高系统的整体性能 。具体来说，可以通过改进调制和解调的方式、优化信道估计和均衡的方法、降低系统复杂度等方式 来实现。
实验8 载波同步仿真实验
实验8 载波同步仿真实验8.1 实验目的1. 掌握载波同步几种常见的方法。
2. 掌握科斯塔斯环法实现载波同步的基本原理和过程。
3. 掌握用MATLAB/Simulink对载波同步过程进行建模和分析的方法。
8.2 实验原理载波同步又称载波恢复，即在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频同相的本地振荡，供给解调器作相干解调用。
当接收信号中包含离散的载频分量时，在接收端需要从信号中分离出信号载波作为本地载相干载波；这样分离出的本地相干载波必然和接收信号载波频率相同，但是为了使相位也相同，可能需要对分离出的载波相位作适当调整。
若接收信号中没有离散载频分量，则接收端需要用较复杂的方法从信号中提取载波。
科斯塔斯环法利用锁相环提取载频，相比平方环法，它不需要对接收信号作平方运算，同时还能直接输出解调信号，所以本身就同时兼有提取相干载波和相干解调的功能，而且在理论上与平方环法的性能是一样的。
科斯塔斯环法原理及数学表达式详见教材13.2节相关内容。
8.3 实验内容1、基本要求（1）搭建科斯塔斯环法提取2PSK信号相干载波仿真模型（2）分别观察信源模块输出的2PSK信号波形、载波波形和基带信号波形、科斯塔斯环载频输出信号波形、载频输出与2PSK信号相乘结果波形、上下两路滤波器输出信号波形，并记录相关实验数据。
（注意：记录的波形要有整体和细节展示两部分）。
（3）分别调整2PSK信号载波频率、压控振荡器（VCO）静止频率等参数，重复观察并对比（2）中相关波形，记录相关实验数据，体会并总结出现频率偏差时锁相环的锁定功能以及对各输出信号波形的影响。
（注意：记录的波形要有整体和细节展示两部分）。
2、提高部分结合前面实验中抽样判决器的模型，将解调输出信号变为单极性非归零波形，并与信源提供的基带信号进行对比，记录相关实验数据和波形。
3、扩展部分（1）结合实验2，将2PSK信号生成模块换成2ASK、2FSK或2DPSK信号生成模块，重复上述步骤，提取相应信号的相干载波以及进行相干解调，恢复基带信号，并记录相关实验数据。
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%
对 AM 已调信号进行傅里叶变换
AM调 制 信 号 波 形
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
AM调 制 信 号 频 谱
如图 6.3AM 已调信号
二 设计 FIR 数字低通滤波器 FIR 滤波器比鞥采用间接法， 常用的方法有窗函数法、 频率采样法和切比雪夫 等波纹逼近法。对于线性相位滤波器，经常采用 FIR 滤波器。 对于数字高通、带通滤波器的设计，通用方法为双线性变换法。可以借助于 模拟滤波器的频率转换设计一个所需类型的过渡模拟滤波器，再经过双线性变换 将其转换策划那个所需的数字滤波器。具体设计步骤如下： （1）确定所需类型数字滤波器的技术指标。 （2）将所需类型数字滤波器的边界频率转换成相应的模拟滤波器的边界频 率，转换公式为Ω=2/T tan(0.5ω) (3)将相应类型的模拟滤波器技术指标转换成模拟低通滤波器技术指标。 （4）设计模拟低通滤波器。 （5）通过频率变换将模拟低通转换成相应类型的过渡模拟滤波器。 （6） 采用双线性变换法将相应类型的过渡模拟滤波器转换成所需类型的数字 滤波器。
通信系统综合设计与实践
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第二章 系统理论设计
一 振幅调制产生原理 所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再 由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调 制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。全调 幅或常规调幅，简称为调幅（AM） 。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线 性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。 设正弦载波为
通信系统综合设计与实践
题
目
基于matlab载波同步仿真 信息工程学院通信系 通信工程 赵鸿飞 曹优宁 封蒙蒙
1203100022 1203100010 1203100040
院（ 系 ）名 称 专 业 名 称 学 生 姓 名 学 生 学 号 指 导 教 师
2013 年 6
月
2 日
通信系统综合设计与实践
通信系统综合设计与实践
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第一章 概 述
一 课题内容 1.设计 AM 信号实现的 Matlab 程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号 波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。 2.设计 AM 信号解调实现的 Matlab 程序，输出并观察解调信号波形，分析实 验现象。 二 设计目的 1.掌握振幅调制和解调原理。 2.学会 Matlab 仿真软件在振幅调制和解调中的应用。 3.掌握参数设置方法和性能分析方法。 4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。 三 设计要求 利用 Matlab 软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信 号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。对产生波形进行分析，并通 过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。 四 开发工具 计算机、Matlab 软件、相关资料
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基于matlab载波同步仿真
摘
要
从载波相位调制解调原理出发,理论分析了载波频率漂移对解调结果的影响.通 过对解调公式的推导及分析,给出了频率漂移对解调结果影响的公式.结果表明,当 混频基频信号的频率与载波频率存在微小频差时,解调结果将出现低频调制,严重 影响解调效果;仿真及实验验证结果与理论分析完全吻合. 关键词： 载波 相位 调制 解调
t=-1:0.00001:1; 来自0=10; %载波信号振幅 A1=5; %调制信号振幅 A2=3; %已调信号振幅 f=3000; %载波信号频率 w0=2*f*pi; m=0.15; %调制度 mes=A1*cos(0.001*w0*t); %消调制信号 Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0).*t); %AM 已调信号 subplot(2,1,1); plot(t,Uam); grid on;
通信系统综合设计与实践 t=-1:0.00001:1; A1=5; %调制信号振幅 f=6000; %载波信号频率 w0=f*pi; mes=A1*cos(0.001*w0*t); %调制信号 subplot(2,1,1); plot(t,mes); xlabel('t'),title('调制信号'); subplot(2,1,2); Y2=fft(mes); % 对调制信号进行傅里叶变换 plot(abs(Y2)); title('调制信号频谱'); axis([198000,202000,0,1000000]);
通信系统综合设计与实践
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程。可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号 相乘并通过低通滤波可获得解调信号。
第三章 matlab 仿真
一 载波信号与调制信号分析
t=-1:0.00001:1; A0=10; %载波信号振幅 f=6000; %载波信号频率 w0=f*pi; Uc=A0*cos(w0*t); %载波信号 figure(1); subplot(2,1,1); plot(t,Uc); title('载频信号波形'); axis([0,0.01,-15,15]); subplot(2,1,2); Y1=fft(Uc); %对载波信号进行傅里叶变换 plot(abs(Y1));title('载波信号频谱'); axis([5800,6200,0,1000000]);
通信系统综合设计与实践 title('AM 调制信号波形'); subplot(2,1,2); Y3=fft(Uam); plot(abs(Y3)),grid; title('AM 调制信号频谱'); axis([5950,6050,0,500000]);
10 5 0 -5 -10 -1 5 4 3 2 1 0 5950 5960 5970 5980 5990 6000 6010 6020 6030 6040 6050 x 10 -0.8
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摘 要.......................................................................................... 错误！未定义书签。
第一章 概 述.....................................................................................3 一 课题内容..................................................................................3 二 设计目的..................................................................................3 三 设计要求..................................................................................3 四 开发工具.........................................3 第二章 系统理论设计....................................................................... 4 一 振幅调制产生原理.................................................................. 4 二 调幅电路方案分析.................................................................. 4 三 信号解调思路.......................................................................... 4 第三章 matlab 仿真.......................................................................... 5 一 载波信号与调制信号分析...................................................... 5 二 设计 FIR 数字低通滤波器...................................................... 7 三 AM 解调 ................................................................................... 9 四 结果分析........................................15 4 心得体会........................................................................................15 5 致谢................................................................................................16 6 参考文献........................................................................................16
c(t ) A cos( c t 0 )
式中， A 为载波幅度； c 为载波角频率； 0 为载波初始相位(通常假设 0 =0). 调制信号（基带信号）为 m(t ) 。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）
一般可以表示为
s m (t ) Am(t ) cos( c t )