练习题基于Matlab的模拟通信系统的仿真设计.doc
matlab模拟设计一个通信系统
1.2 主要步骤
本通信传输系统的 MATLAB 仿真包括以下内容：单频正弦波模拟信号经过抽 样（抽样频率为 Fs=20F） 、增量调制、二进制自然编码、AMI 码型变换基带传输， 循环编码 ASK 调制后发送到衰落信道，然后经过 ASK 解调，循环码译码、AMI 码 译码、数模转换后恢复出单频正弦波模拟信号。 信源：采用单频率正弦波； 数字化方式：增量调制（DM） ； 基带码：AMI 码； 信道码：循环码； 调制方式：ASK； 信道类型：衰落信道。
通信系统课群综合训练课程设计说明书
目录
摘要.............................................................................................................................................1 Abstract...................................................................................................................................... 2 1 设计任务..................................................................................................................................3 1.1 系统简述......................................................................................................................3 1.2 主要步骤......................................................................................................................3 1.3 系统框图.....................................................................................................................3 2 系统原理及实现......................................................................................................................5 2.1 增量调制......................................................................................................................5 2.2 基带传输 AMI 码.........................................................................................................6 2.3 信道传输码循环码......................................................................................................7 2.4 ASK 调制......................................................................................................................9 2.5 衰落信道....................................................................................................................10 3 系统仿真................................................................................................................................11 3.1 增量调制仿真............................................................................................................11 3.2 基带传输 AMI 码.......................................................................................................12 3.3 信道传输码循环码....................................................................................................12 3.4 ASK 调制....................................................................................................................14 3.5 衰落信道....................................................................................................................14 3.6 解码过程....................................................................................................................15 3.7 数模转化及失真分析................................................................................................16 4 小结与体会............................................................................................................................18 5 参考文献................................................................................................................................19 6 附录程序................................................................................................................................20
基于matlab的通信系统仿真
创新实践报告报告题目：基于matlab的通信系统仿真学院名称：信息工程学院姓名：班级学号：指导老师：二O一四年十月十五日一、引言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。
在这种迫切的需求之下，MATLAB应运而生。
它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。
通信系统仿真贯穿着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。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。
通信系统仿真的基本步骤如下图所示：二、仿真分析与测试（1）随机信号的生成利用Matlab 中自带的函数randsrc 来产生0、1等概分布的随机信号。
源代码如下所示：global NN=300;global pp=0.5;source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]);（2）信道编译码1、卷积码的原理卷积码(convolutional code)是由伊利亚斯(p.Elias)发明的一种非分组码。
在前向纠错系统中，卷积码在实际应用中的性能优于分组码，并且运算较简单。
卷积码在编码时将k 比特的信息段编成n 个比特的码组，监督码元不仅和当前的k 比特信息段有关，而且还同前面m=(N-1)个信息段有关。
通常将N 称为编码约束长度，将nN 称为编码约束长度。
一般来说，卷积码中k 和n 的值是比较小的整数。
将卷积码记作(n,k,N)。
卷积码的编码流程如下所示。
可以看出：输出的数据位V1,V2和寄存器D0,D1,D2,D3之间的关系。
根据模2加运算特点可以得知奇数个1模2运算后结果仍是1，偶数个1模2运算后结果是0。
2、译码原理卷积码译码方法主要有两类：代数译码和概率译码。
通信原理基于matlab的计算机仿真
例1-1%周期信号（方波）的展开,fb_jinshi.mclose all;clear all;N=100; %取展开式的项数为2N＋1项T=1;fs=1/T;N_sample=128; %为了画出波形，设置每个周期的采样点数dt = T/N_sample;t=0:dt:10*T-dt;n=-N:N;Fn = sinc(n/2).*exp(-j*n*pi/2);Fn(N+1)=0;ft = zeros(1,length(t));for m=-N:Nft = ft + Fn(m+N+1)*exp(j*2*pi*m*fs*t);endplot(t,ft)例 1-2利用FFT计算信号的频谱并与信号的真实频谱的抽样比较。
脚本文件T2F.m定义了函数T2F，计算信号的傅立叶变换。
function [f,sf]= T2F(t,st)%This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation%Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2%Output is the frequency and the signal spectrumdt = t(2)-t(1);T=t(end);df = 1/T;N = length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf = fft(st);sf = T/N*fftshift(sf);脚本文件F2T.m定义了函数F2T，计算信号的反傅立叶变换。
function [t st]=F2T(f,sf)%This function calculate the time signal using ifft function for the input %signal's spectrumdf = f(2)-f(1);Fmx = ( f(end)-f(1) +df);dt = 1/Fmx;N = length(sf);T = dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt;t = 0:dt:T-dt;sff = fftshift(sf);st = Fmx*ifft(sff);另写脚本文件fb_spec.m如下：%方波的傅氏变换, fb_spec.mclear all;close all;T=1;N_sample = 128;dt=T/N_sample;t=0:dt:T-dt;st=[ones(1,N_sample/2), -ones(1,N_sample/2)]; %方波一个周期subplot(211);plot(t,st);axis([0 1 -2 2]);xlabel('t'); ylabel('s(t)');subplot(212);[f sf]=T2F(t,st); %方波频谱plot(f,abs(sf)); hold on;axis([-10 10 0 1]);xlabel('f');ylabel('|S(f)|');%根据傅氏变换计算得到的信号频谱相应位置的抽样值sff= T^2*j*pi*f*0.5.*exp(-j*2*pi*f*T).*sinc(f*T*0.5).*sinc(f*T*0.5);plot(f,abs(sff),'r-')例1-3%信号的能量计算或功率计算,sig_pow.mclear all;close all;dt = 0.01;t = 0:dt:5;s1 = exp(-5*t).*cos(20*pi*t);s2 = cos(20*pi*t);E1 = sum(s1.*s1)*dt; %s1(t)的信号能量P2 = sum(s2.*s2)*dt/(length(t)*dt); %s2(t)的信号功率s[f1 s1f]= T2F(t,s1);[f2 s2f]= T2F(t,s2);df = f1(2)-f1(1);E1_f = sum(abs(s1f).^2)*df; %s1(t)的能量,用频域方式计算df = f2(2)-f2(1);T = t(end);P2_f = sum(abs(s2f).^2)*df/T; %s2(t)的功率，用频域方式计算figure(1)subplot(211)plot(t,s1);xlabel('t'); ylabel('s1(t)');subplot(212)plot(t,s2)xlabel('t'); ylabel('s2(t)');例1-4%方波的傅氏变换，sig_band.mclear all;close all;T=1;N_sample = 128;dt=1/N_sample;t=0:dt:T-dt;st=[ones(1,N_sample/2) -ones(1,N_sample/2)];df=0.1/T;Fx = 1/dt;f=-Fx:df:Fx-df;%根据傅氏变换计算得到的信号频谱sff= T^2*j*pi*f*0.5.*exp(-j*2*pi*f*T).*sinc(f*T*0.5).*sinc(f*T*0.5);plot(f,abs(sff),'r-')axis([-10 10 0 1]);hold on;sf_max = max(abs(sff));line([f(1) f(end)],[sf_max sf_max]);line([f(1) f(end)],[sf_max/sqrt(2) sf_max/sqrt(2)]); %交点处为信号功率下降3dB处Bw_eq = sum(abs(sff).^2)*df/T/sf_max.^2; %信号的等效带宽例 1-5%带通信号经过带通系统的等效基带表示，sig_bandpass.mclear all;close all;dt = 0.01;t = 0:dt:5;s1 = exp(-t).*cos(20*pi*t); %输入信号[f1 s1f]= T2F(t,s1); %输入信号的频谱s1_lowpass = hilbert(s1).*exp(-j*2*pi*10*t); %输入信号的等效基带信号[f2 s2f]=T2F(t,s1_lowpass); %输入等效基带信号的频谱h2f = zeros(1,length(s2f));[a b]=find( abs(s1f)==max(abs(s1f)) ); %找到带通信号的中心频率h2f( 201-25:201+25 )= 1;h2f( 301-25:301+25) = 1;h2f = h2f.*exp(-j*2*pi*f2); %加入线性相位，[t1 h1] = F2T(f2,h2f); %带通系统的冲激响应h1_lowpass = hilbert(h1).*exp(-j*2*pi*10*t1); %等效基带系统的冲激响应figure(1)subplot(521);plot(t,s1);xlabel('t'); ylabel('s1(t)'); title('带通信号');subplot(523);plot(f1,abs(s1f));xlabel('f'); ylabel('|S1(f)|'); title('带通信号幅度谱');subplot(522)plot(t,real(s1_lowpass));xlabel('t');ylabel('Re[s_l(t)]');title('等效基带信号的实部');subplot(524)plot(f2,abs(s2f));xlabel('f');ylabel('|S_l(f)|');title('等效基带信号的幅度谱');%画带通系统及其等效基带的图subplot(525)plot(f2,abs(h2f));xlabel('f');ylabel('|H(f)|');title('带通系统的传输响应幅度谱'); subplot(527)plot(t1,h1);xlabel('t');ylabel('h(t)');title('带通系统的冲激响应');subplot(526)[f3 hlf]=T2F(t1,h1_lowpass);plot(f3,abs(hlf));xlabel('f');ylabel('|H_l(f)|');title('带通系统的等效基带幅度谱');subplot(528)plot(t1,h1_lowpass);xlabel('t');ylabel('h_l(t)');title('带通系统的等效基带冲激响应');%画出带通信号经过带通系统的响应及等效基带信号经过等效基带系统的响应tt = 0:dt:t1(end)+t(end);yt = conv(s1,h1);subplot(529)plot(tt,yt);xlabel('t');ylabel('y(t)');title('带通信号与带通系统响应的卷积')ytl = conv(s1_lowpass,h1_lowpass).*exp(j*2*pi*10*tt);subplot(5,2,10)plot(tt,real(yt));xlabel('t');ylabel('y_l(t)cos(20*pi*t');title('等效基带与等效基带系统响应的卷积×中心频率载波')例 1-6%例：窄带高斯过程，文件 zdpw.mclear all; close all;N0=1; %双边功率谱密度fc=10; %中心频率B=1; %带宽dt=0.01;T=100;t=0:dt:T-dt;%产生功率为N0*B的高斯白噪声P = N0*B;st = sqrt(P)*randn(1,length(t));%将上述白噪声经过窄带带通系统，[f,sf] = T2F(t,st); %高斯信号频谱figure(1)plot(f,abs(sf)); %高斯信号的幅频特性[tt gt]=bpf(f,sf,fc-B/2,fc+B/2); %高斯信号经过带通系统glt = hilbert(real(gt)); %窄带信号的解析信号，调用hilbert函数得到解析信号glt = glt.*exp(-j*2*pi*fc*tt);[ff,glf]=T2F( tt, glt );figure(2)plot(ff,abs(glf));xlabel('频率(Hz)'); ylabel('窄带高斯过程样本的幅频特性')figure(3)subplot(411);plot(tt,real(gt));title('窄带高斯过程样本')subplot(412)plot(tt,real(glt).*cos(2*pi*fc*tt)-imag(glt).*sin(2*pi*fc*tt))title('由等效基带重构的窄带高斯过程样本')subplot(413)plot(tt,real(glt));title('窄带高斯过程样本的同相分量')subplot(414)plot(tt,imag(glt));xlabel('时间t(秒)'); title('窄带高斯过程样本的正交分量')%求窄带高斯信号功率;注：由于样本的功率近似等于随机过程的功率，因此可能出现一些偏差P_gt=sum(real(gt).^2)/T;P_glt_real = sum(real(glt).^2)/T;P_glt_imag = sum(imag(glt).^2)/T;%验证窄带高斯过程的同相分量、正交分量的正交性a = real(glt)*(imag(glt))'/T;用到的子函数function [t,st]=bpf(f,sf,B1,B2)%This function filter an input at frequency domain by an ideal bandpass filter %Inputs:% f: frequency samples% sf: input data spectrum samples% B1: bandpass's lower frequency% B2: bandpass's higher frequency%Outputs:% t: frequency samples% st: output data's time samplesdf = f(2)-f(1);T = 1/df;hf = zeros(1,length(f));bf = [floor( B1/df ): floor( B2/df )] ;bf1 = floor( length(f)/2 ) + bf;bf2 = floor( length(f)/2 ) - bf;hf(bf1)=1/sqrt(2*(B2-B1));hf(bf2)=1/sqrt(2*(B2-B1));yf=hf.*sf.*exp(-j*2*pi*f*0.1*T);[t,st]=F2T(f,yf);例 1-7%显示模拟调制的波形及解调方法DSB，文件mdsb.m%信源close all;clear all;dt = 0.001; %时间采样间隔fm=1; %信源最高频率fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长t = 0:dt:T;mt = sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t); %信源%N0 = 0.01; %白噪单边功率谱密度%DSB modulations_dsb = mt.*cos(2*pi*fc*t);B=2*fm;%noise = noise_nb(fc,B,N0,t);%s_dsb=s_dsb+noise;figure(1)subplot(311)plot(t,s_dsb);hold on; %画出DSB信号波形plot(t,mt,'r--'); %标示mt的波形title('DSB调制信号');xlabel('t');%DSB demodulationrt = s_dsb.*cos(2*pi*fc*t);rt = rt-mean(rt);[f,rf] = T2F(t,rt);[t,rt] = lpf(f,rf,2*fm);subplot(312)plot(t,rt); hold on;plot(t,mt/2,'r--');title('相干解调后的信号波形与输入信号的比较');xlabel('t')subplot(313)[f,sf]=T2F(t,s_dsb);psf = (abs(sf).^2)/T;plot(f,psf);axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);title('DSB信号功率谱');xlabel('f');function [t st]=lpf(f,sf,B)%This function filter an input data using a lowpass filter %Inputs: f: frequency samples% sf: input data spectrum samples% B: lowpass's bandwidth with a rectangle lowpass%Outputs: t: time samples% st: output data's time samplesdf = f(2)-f(1);T = 1/df;hf = zeros(1,length(f));bf = [-floor( B/df ): floor( B/df )] + floor( length(f)/2 ); hf(bf)=1;yf=hf.*sf;[t,st]=F2T(f,yf);st = real(st);例1-8%显示模拟调制的波形及解调方法AM,文件mam.m%信源close all;clear all;dt = 0.001; %时间采样间隔fm=1; %信源最高频率fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长t = 0:dt:T;mt = sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t); %信源%N0 = 0.01; %白噪单边功率谱密度%AM modulationA=2;s_am = (A+mt).*cos(2*pi*fc*t);B = 2*fm; %带通滤波器带宽%noise = noise_nb(fc,B,N0,t); %窄带高斯噪声产生%s_am = s_am + noise;figure(1)subplot(311)plot(t,s_am);hold on; %画出AM信号波形plot(t,A+mt,'r--'); %标示AM的包络title('AM调制信号及其包络');xlabel('t');%AM demodulationrt = s_am.*cos(2*pi*fc*t); %相干解调rt = rt-mean(rt);[f,rf] = T2F(t,rt);[t,rt] = lpf(f,rf,2*fm); %低通滤波subplot(312)plot(t,rt); hold on;plot(t,mt/2,'r--');title('相干解调后的信号波形与输入信号的比较'); xlabel('t')subplot(313)[f,sf]=T2F(t,s_am);psf = (abs(sf).^2)/T;plot(f,psf);axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);title('AM信号功率谱');xlabel('f');例 1-9%显示模拟调制的波形及解调方法SSB，文件mssb.m%信源close all;clear all;dt = 0.001; %时间采样间隔fm=1; %信源最高频率fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长t = 0:dt:T;mt = sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t); %信源%N0 = 0.01; %白噪单边功率谱密度%SSB modulations_ssb = real( hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t) );B=fm;%noise = noise_nb(fc,B,N0,t);%s_ssb=s_ssb+noise;figure(1)subplot(311)plot(t,s_ssb);hold on; %画出SSB信号波形plot(t,mt,'r--'); %标示mt的波形title('SSB调制信号');xlabel('t');%SSB demodulationrt = s_ssb.*cos(2*pi*fc*t);rt = rt-mean(rt);[f,rf] = T2F(t,rt);[t,rt] = lpf(f,rf,2*fm);subplot(312)plot(t,rt); hold on;plot(t,mt/2,'r--');title('相干解调后的信号波形与输入信号的比较');xlabel('t')subplot(313)[f,sf]=T2F(t,s_ssb);psf = (abs(sf).^2)/T;plot(f,psf);axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);title('SSB信号功率谱');xlabel('f');例 2-0%显示模拟调制的波形及解调方法VSB，文件mvsb.m%信源close all;clear all;dt = 0.001; %时间采样间隔fm=5; %信源最高频率fc=20; %载波中心频率T=5; %信号时长t = 0:dt:T;mt = sqrt(2)*( cos(2*pi*fm*t)+sin(2*pi*0.5*fm*t) ); %信源%VSB modulations_vsb = mt.*cos(2*pi*fc*t);B=1.2*fm;[f,sf] = T2F(t,s_vsb);[t,s_vsb] = vsbpf(f,sf,0.2*fm,1.2*fm,fc);figure(1)subplot(311)plot(t,s_vsb);hold on; %画出VSB信号波形plot(t,mt,'r--'); %标示mt的波形title('VSB调制信号');xlabel('t');%VSB demodulation[f,rf] = T2F(t,rt);[t,rt] = lpf(f,rf,2*fm);subplot(312)plot(t,rt); hold on;plot(t,mt/2,'r--');title('相干解调后的信号波形与输入信号的比较');xlabel('t')subplot(313)[f,sf]=T2F(t,s_vsb);psf = (abs(sf).^2)/T;plot(f,psf);axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);title('VSB信号功率谱');xlabel('f');function [t,st]=vsbpf(f,sf,B1,B2,fc)%This function filter an input by an residual bandpass filter %Inputs: f: frequency samples% sf: input data spectrum samples% B1: residual bandwidth% B2: highest freq of the basedband signal%Outputs: t: frequency samples% st: output data's time samplesdf = f(2)-f(1);T = 1/df;hf = zeros(1,length(f));bf1 = [floor( (fc-B1)/df ): floor( (fc+B1)/df )] ;bf2 = [floor( (fc+B1)/df )+1: floor( (fc+B2)/df )];f1 = bf1 + floor( length(f)/2 ) ;f2 = bf2 + floor( length(f)/2 ) ;stepf = 1/length(f1);hf(f1)=0:stepf:1-stepf;hf(f2)=1;f3 = -bf1 + floor( length(f)/2 ) ;f4 = -bf2 + floor( length(f)/2) ;hf(f3)=0:stepf:(1-stepf);hf(f4)=1;yf=hf.*sf;[t,st]=F2T(f,yf);st = real(st);例 2-1%显示模拟调制的波形及解调方法AM、DSB、SSB,%信源close all;clear all;dt = 0.001;fm=1;fc=10;t = 0:dt:5;N0 = 0.1;%AM modulationA=2;s_am = (A+mt).*cos(2*pi*fc*t);B = 2*fm;noise = noise_nb(fc,B,N0,t); s_am = s_am + noise;figure(1)subplot(321)plot(t,s_am);hold on;plot(t,A+mt,'r--');%AM demodulationrt = s_am.*cos(2*pi*fc*t);rt = rt-mean(rt);[f,rf] = T2F(t,rt);。
基于MATLAB的通信系统的仿真报告参考例文
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，相干解调目录第一章绪论 (31)1.1 MATLAB/Smulink的简介 (31)1.2 通信发展简史........................................ 错误!未定义书签。
1 1.3 通信技术的现状和发展趋势............................ 错误!未定义书签。
4 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。
14 2. 2DPSK的基本原理和调制解调实现.................... 错误!未定义书签。
基于Matlab 下的通信系统仿真
IX
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
2.程序或仿真模型 2.1 设计思想（流程图）
上图中，假如连续时间信号是一个带限信号，其频率是 - m ~ m ，抽样脉冲为理想单位 冲激串，其数学表达式为、
由图可见，模拟信号 X(t)经抽样后，得到已知抽样信号 Xs(t);
X
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中包含的有效内容，也即信息(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 3-1。
1 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 1.1 模拟通信系统模型 在模拟通信系统中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把
I
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上述的实际抽样过程中，很容易用简单的数学公式来描述，设连续时间信号用 X(t)表示，抽 样周期为 Ts ，抽样频率为 Ws ，则以抽样信号的数学表达式为
I
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Matlab 原理
设计项目
基于 Matlab 下的通信系统仿真（信号的抽样） 基于 Simulink 下的通信系统仿真（信号的抽样）
姓名：许美茹 学号：1467119128 学院：信工院通信一班
II
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号称为模拟信号。在用户线上传输模拟信号的通信方式称为“模拟通信”。 数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信 号。电报信号就属于数字信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用 0 和 1 代表) 的波形，称为“二进制信号”。“数字通信”是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字 信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。 数字通信与模拟通信相比具有明显的优 点：首先是抗干扰能力强。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的，只要噪声绝对 值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。其次是远距离 传输仍能保证质量。因为数字通信是采用再生中继方式，能够消除噪音，再生的数字信号 和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响，可高质量地 进行远距离通信。此外，它还便于采用大规模集成电路，便于实现加密处理，便于实现通 信网的计算机管理等优点。 实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号， 这个过程称为“模数变换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就 是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。 第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离 散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步 是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数 字化。数字信号送入数字网进行传输。接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为 模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。 如果发送端发出的信号本来就是数字 信号，则用不着进行模数变换过程，数字信号可直接进入数字网进行传输。 区别在于调
实验一 模拟通信的MATLAB仿真..
实验一 模拟通信的MATLAB 仿真姓名：左立刚 学号：031040522简要说明：实验报告注意包括AM ，DSB ，SSB ，VSB ，FM 五种调制与解调方式的实验原理，程序流程图，程序运行波形图，simulink 仿真模型及波形，心得体会，最后在附录中给出了m 语言的源程序代码。
一．实验原理1．幅度调制（AM ）幅度调制（AM ）是指用调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。
AM 信号的数学模型如图3-1所示。
图2-1 AM 信号的数学模型为了分析问题的方便，令δ=0，1.1 AM 信号的时域和频域表达式()t S AM=[A 0+m ()t ]cos t cω （2-1）()t S AM =A 0π[()()ωωωωδC C ++-]+()()[]ωωωωc c M M ++-21（2-2）AM 信号的带宽2=BAMfH（2-3）式中，fH为调制信号的最高频率。
2.1.3 AM 信号的功率P AM 与调制效率ηAMP AM=()2222t m A +=PP mc + （2-4）式中，P C=2A为不携带信息的载波功率；()22t m P m=为携带信息的边带功率。
()()t t m A m PP AMCAM222+==η（2-5） AM 调制的优点是可用包络检波法解调，不需要本地同步载波信号，设备简单。
AM 调制的最大缺点是调制效率低。
2.2、双边带调制（DSB ）如果将在AM 信号中载波抑制，只需在图3-1中将直流 A 0去掉，即可输出抑制载波双边带信号。
2.2.1 DSB 信号的时域和频域表达式()()t t m t cDSB S ωcos= （2-6）()()()[]ωωωωωC C DSBM M S ++-=21 （2-7） DSB 信号的带宽fB BHAM DSB2== （2-8）DSB 信号的功率及调制效率由于不再包含载波成分，因此，DSB 信号的功率就等于边带功率，是调制信号功率的一半，即()()t t m PS P CDSB DSB 2221=== （2-9） 显然，DSB 信号的调制效率为100%。
基于matlab的FM通信系统仿真设计与实现_课程设计报告
题目：基于matlab地FM通信系统仿真设计与实现学生姓名：杨丽君学生学号： 1008030317系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程届别： 14届指导教师：马立宪电气信息工程学院制2013年5月基于matlab地FM通信系统仿真设计与实现学生：杨丽君指导教师：马立宪电气信息工程学院电子信息工程1课程设计地任务与要求1.1 课程设计地任务(1)熟悉MATLAB文件中M文件地使用方法，包括函数、原理和方法地应用.(2)加深对FM信号调制原理地理解.(3)画出基于MATLAB地FM通信系统仿真设计与实现设计地原理图.1.2 课程设计地要求(1) 学会MATLAB软件地安装.(2)在做完FM调制仿真之后，在今后遇到类似地问题，学会对所面对地问题进行系统地分析，并能从多个层面进行比较.(3) 熟练并且掌握对MA TLAB软件地使用，学会输入程序并且加以运行.1.3 课程设计地研究基础通信地目地是传输信号.通信系统地作用是将信息从信息源发送到一个或者多个目地地.模拟信号是时间和幅值上都连续地信号.调制是用原始信号即调制信号去控制高频载波信号地某一参数，是指随着原始信号幅度地变化而变化.而FM频率调制是高频载波信号地频率随着原始信号幅度变化而变化.解调是将已调制地信号恢复成原始信号即基带调制信号.以下是通信系统地一般模型：图1通信系统地一般模型（1)信息源信息源（简称信源）地作用是把各种消息转换成电信号.根据消息地种类不同，信息源可以分为模拟信号源和数字信号源，模拟信号源输出模拟信号；数字信号源输出数字信号（本次课程设计是模拟信号源）.（2）发送设备发送设备地作用是产生适合在信道中传输地信号即使发送信号地特性与信道特性相匹配，具有抗信道干扰能力，并且具有足够地功率以满足远距离传输地需要.因此，发送设备涵盖地内容很多，包含变换、放大、滤波、编码、调制地过程.（3）信道信道是一种物理媒介，用于将来自发送设备地信号发送到接收端.信道分为无线信道和有线信道.在有线信道中可以是明线、电缆、光纤.在无线信道中，信道可以是自由空间.信道地固有特性及引入地干扰与噪声直接关系到通信地质量.（4）噪声源噪声源是信道中及分布在系统中地其他各处噪声集中表示，噪声是随机地、形式是多样地，它地出现直接干扰信号地传输.（5）接收设备接收设备地功能是将信号放大及反变换（如译码、解调等）.目地是从受到减损地信号中正确恢复出原始信号，减少在传输过程中噪声与干扰所带来地影响.2 FM通信系统方案制定2.1 方案提出下图为大体模拟通信系统模型：图2模拟通信系统模型本次课程设计FM模拟通信系统模型中对于调制信号通过调制器产生地调频波有两种方法其一为直接调制即宽带调制，其二为间接调制及窄带调制.解调器对应地解调方法也有两种其一为相干解调另外一种为非相干解调.所以据此我提出了四种方案：方案一：模型中调制器中地调制方法为直接调制即宽带调制，解调器对应地解调方法为相干解调.方案二：模型中调制器中地调制方法为直接调制即宽带调制，解调器对应地解调方法为非相干解调.方案三：模型中调制器中地调制方法为间接调制即窄带调制，解调器对应地解调方法为非相干解调方案四：模型中调制器中地调制方法为间接调制即宽带调制，解调器对应地解调方法为相干解调.2.2 方案论证窄带调频地应用更广泛与宽带调频，我们对此也更为熟悉，技术也更为成熟.此外，它地最大频率偏移较小，占据带宽较窄、抗干扰性能更好等.所以本次课程设计选择窄带调频.一般情况下，相干解调法较适用于窄带调频.所以在以上选择地前提下，本次课程设计地解调方法选择相干解调针对以上地分析选择地最佳方案为方案四.3 FM通信系统方案设计3.1 FM通信系统模型设计图3 模拟通信系统模型设计3.2 FM 通信系统各部分地功能调制器: 使信号与信道相匹配, 有利于信号在信道中传输.发滤波器: 滤除调制器输出地无用信号.收滤波器: 滤除信号频带以外地噪声.一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声.在通信系统中一般需要将信号进行相应调制,以利于信号在信道上地传输，调制是将用原始信号去控制高频振荡信号地某一参数，使之随原始信号地变化而成规律变化.调制可分为线性调制和非线性调制.线性调制有AM 、DSB 等，非线性调制有FM 、PM 等，这里主要讨论FM 调制通信系统 3.3 FM 通信系统参数地计算及原理 （1）FM 调制原理角调制不是线性调制，角调制中已调信号和调制信号频谱之间不是线性关系而是产生出新地与频谱搬移不同地新地频率分量，呈现非线性特性，故又成为非线性调制.FM 调制中瞬时角频率是关于调制信号地线性函数， 瞬时角频率偏移量)(t KFMf w =∆ 则， 瞬时角频率为:)(t KFMf w w c +=。
MATLAB通信原理仿真五章作业
通信原理仿真作业第五章 模拟调制1. AM 、DSB 调制及解调用matlab 产生一个频率为1Hz ，功率为1的余弦信源()m t ，设载波频率10c Hz ω=，02m =,试画出：● AM 及DSB 调制信号的时域波形；● 采用相干解调后的AM 及DSB 信号波形；● AM 及DSB 已调信号的功率谱；● 调整载波频率及m0，观察分的AM 的过调与DSB 反相点现象。
● 在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度00.1n =，重新解调。
2. SSB 调制及解调用matlab 产生一个频率为1Hz ，功率为1的余弦信源，设载波频率10c Hz ω=，,试画出：● SSB 调制信号的时域波形；● 采用相干解调后的SSB 信号波形；● SSB 已调信号的功率谱；● 在接收端带通后加上窄带高斯噪声，单边功率谱密度00.1n =，重新解调。
3. FM 调制及解调设输入信号为()cos 2m t t π=，载波中心频率为10c z f H =，VCO 的压控振荡系数为5/z H V ，载波平均功率为1W 。
试画出：● 已调信号的时域波形；● 已调信号的振幅谱；● 用鉴频器解调该信号，并与输入信号比较。
加入相同功率的高斯白噪声信号，DSB信号解调较AM信号解调误差较大。
二代码clc;close all;clear all;fm=1;fc=10;T=5;t=linspace(-5,5,1024);%采样频率a=sqrt(2);mt=a*cos(2*pi*fm*t);%带通滤波器A=2;s_db=mt.*cos(2*pi*fc*t);s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t); figure(1);subplot(2,1,1);0.511.522.533.544.55-11t/smt)AM相干解调0.511.522.533.544.55-11t/sm(t)DSB相干解调plot(t,s_am); hold on;plot(t,A+mt,'r--'); title('AM调制信号');xlabel('t/s'); ylabel('幅度');subplot(2,1,2);plot(t,s_db);title('DSB调制信号');xlabel('t/s');ylabel('幅度');hold on;plot(t,mt,'r--');sp=s_am.*cos(2*pi*fc*t);sp2=s_db.*cos(2*pi*fc*t);fs1=0.3;fp1=0.5;fpu=1.8;fsu=2.0;Fs=50;Rp=1;Rs=42;ws1=2*pi*fs1/Fs;wp1=2*pi*fp1/Fs;wpu=2*pi*fpu/Fs;wsu=2 *pi*fsu/Fs;wd1=0.5*(wp1+ws1);wd2=0.5*(wpu+wsu);bt=min(abs(ws1-wp1),abs(wsu-wpu));n=ceil(6.6*pi/bt);wn=[wd1/pi,wd2/pi];hn=fir1(n-1,wn,'bandpass',hamming(n));y=conv(sp,hn);y2=conv(sp2,hn);y=2*y;y2=2*y2;figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,y(1:1024));hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 -1.5 1.5]);xlabel('t/s'),ylabel('m(t)'),title('AM相干解调');subplot(2,1,2);plot(t,y2(1:1024));hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 -1.5 1.5]);xlabel('t/s'),ylabel('m(t)'),title('DSB相干解调、DSB调制及解调用matlab产生一个频率为1Hz，功率为1的余弦信源()mt，设载波频率10cHzω=，2m=,试画出：●AM及DSB调制信号的时域波形；●采用相干解调后的AM及信号波形；●AM及DSB已调信号的功率谱；●调整载波频率及m0，观察分的AM的过调与DSB反相点现象。
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目录摘要------------------------------------------------------4 第一章课程设计内容及要求--------------------------------41、课程设计的内容-----------------------------------42、课程设计的要求-----------------------------------4 第二章通信系统的调制与解调------------------------------51、通信系统的概念----------------------------------52、调制和解调的概念--------------------------------6 第三章 MATLAB软件及功能介绍------------------------------71、MATLAB软件简介-----------------------------------72、GUI功能简介--------------------------------------73、基于MATLAB相关函数介绍---------------------------8 第四章四种模拟信号的调制解调---------------------------101、AM的调制与解调---------------------------------102、DSB的调制与解调--------------------------------133、SSB的调制与解调--------------------------------164、FM的调制与解调---------------------------------195、GUI界面的设计----------------------------------23 第五章总结与结束语-------------------------------------251、各调制解调方式性能分析总结----------------------252、结束语------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------26摘要：通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称，作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位，是不可或缺的，因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。
MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理及系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言，它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以及丰富的工具箱，为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。
本次课程设计首先介绍了通信系统的概念，进而引出调制和解调，然后介绍了我们常用的几种调制和解调的方法。
由于MATLAB具有的强大功能所以详细介绍了MATLAB通信系统工具箱，并给出了基于MATLAB的通信系统的调制与解调的实现，运用MATLAB仿真软件进行仿真。
第一章课程设计内容及要求1、课程设计的内容1）.编写 MATLAB 程序实现 AM的调制与解调；2）.编写 MATLAB 程序实现 DSB的调制与解调；3）.编写 MATLAB 程序实现 SSB 的调制与解调；4）.编写 MATLAB 程序实现 FM 的调制与解调；5）.调用GUI实现以上相应的波形。
2、课程设计的要求1）.掌握线性幅度(AM、DSB、SSB）的调制和解调原理，以及非线性角度（FM）的调制与解调原理。
2）.学会Matlab仿真软件在幅度调制与解调和角度调制与解调中的应用。
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。
5）.学习掌握如何生成GUI界面以及如何使用它来显示相应的波形。
第二章通信系统的调制与解调1、通信系统的概念通信是为了传输信息，通信系统就是将信息从信源发送到一个或多个目的地，对于电通信来说，首先要把消息转变成电信号，然后经过发送设备，将信号送入信道，在接收端利用接受设备对接收信号作相应的处理后，送给信宿再转换为原来的消息，这一过程可利用图1所示的通信系统一般模型来概括。
图1 通信系统的一般模型通信(Communication)传输的消息是多种多样的，可以分成两大类：一类称为连续消息；另一类称为离散消息。
消息的传递是通过它的物理载体电信号来实现的，按信号参量的取值不同，可以把信号分为两类：模拟信号和数字信号。
通常按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
1）.模拟通信系统模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，其模型如图2所示，其中包含两种重要变换。
第一种变换是，在发送端把连续消息变换成原始电信号，在接收端进行相反的变换，这种变换由信源和信宿来完成，通常称为原始电信号为基带信号，基带的意思是指信号的频谱从零频附近开始。
有些信道可以直接传输基带信号，而以自由空间作为信道的无线电传输却无法直接传输这些信号。
因此，模拟通信系统中常常需要进行第二种变换：把基带信号变换成适合在信道中传输的信号，并在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换的通常是调制器和解调器[1]。
图2 模拟通信系统模型型2.调制和解调的概念调制：把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程，广义的调制分为基带调制和带通调制（也称为载波调制）。
在无线通信中和其他大多数场合，调制均指载波调制。
载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。
未受调制的周期性振荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脉冲序列）。
载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。
解调：将已调信号中的调制信号恢复出来，是调制的逆过程。
调制方式不同，解调方法也不一样。
解调可以分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）。
正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。
同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。
调制方式有很多，根据调制信号是模拟信号还是数字信号，载波是连续波（通常是正弦波）还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（简称模拟调制）、数字连续波调制（简称数字调制）、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。
最重要和最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
常见的调幅、双边带、单边带和残留边带等调制就是幅度调制的几个典型实例。
解调的方法可以分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
解调过程与采用何种解调方式有关，对于常规幅度调制，一般用包络检波进行解调，由于在这种解调方式中，接收机对载波频率和相应精度的了解是无关紧要的，所以解调过程相对简单。
对于DSB调制和SSB调制，用相干解调的方法，它要求在接收机中有一个与载波同频同相的信号，接收机中产生所需要的正弦波振荡器，为本地振荡器。
数字通信系统中，采用键控调制方式，这里不一一介绍。
第三章 MATLAB软件及功能介绍1、MATLAB软件简介MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。
是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
编程创造的功能：在命令行或者在手稿里确定单个行的函数的匿名的函数，当任何表示是真实的时，有条件的休息点，让你停止块意见出于记分员可发表意见的一个代码的整个部分数学整数算术，让你处理更大的整数数据集合单精度运算，线性代数，FFT和过滤，使你能够处理更大的单精度数据集合更坚固的计算几何学程序使用Qhull.1，给更大的对算法选择的控制linsolve 功能，使你能够迅速通过指定系数的基体的结构解决线性方程序的系统和multipoint边值问题编程环境：MATLAB由一系列工具组成。
这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。
包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。
随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。
而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。
简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。
2、GUI功能简介GUI 是 Graphical User Interface 的简称，即图形用户界面，通常人机交互图形化用户界面设计经常读做“goo-ee”准确来说 GUI 就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。
GUI 是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学，及各商业领域需求分析的人机系统工程，强调人—机—环境三者作为一个系统进行总体设计。
这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻使用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争力。
主要组成部分：多文件界面在一个窗口之内进行多个数据管理的方式。
这种情况下，窗口的管理简单化，但是操作变为双重管理。
标签多文件界面的数据管理方式中使用的一种界面，将数据的标题在窗口中并排，通过选择标签标题显示必要的数据，这样使得接入数据方式变得更为便捷。
上述中，多文件界面主要是微软视窗系统采用。
而在其他环境中，通常多是单文件界面，所以无所谓单一/多文件界面的称呼问题。
菜单将系统可以执行的命令以阶层的方式显示出来的一个界面。