PAM、PSK、QAM数字调制解调系统误码性能仿真

数字通信系统传输误码性能仿真（一）

摘要：脉冲幅度调制（PAM）、频移键控（PSK）、正交振幅调制（QAM）等数字信号调制解调模式在经典和现代通信中得到广泛应用。不同调制方式在不同的条件下传输可靠性能不尽相同。

Matlab/Simulink包含多种仿真模块库，可以对各种通信调制方式的调制解调进行仿真，并验证其传输可靠性能。

关键字：通信系统、仿真、PAM、PSK、QAM

Abstract:Digital signal modulation and demodulation modes such as pulse amplitude modulation (PAM), frequency shift keying (PSK), quadrature amplitude modulation (QAM)are widely used in classical and modern communication. The transmission reliability of different modulation are different under different conditions. Matlab/Simulink contains a variety of library of simulation modules for various communications modem modulation to simulate and verify its transmission reliability.

Keywords: communication systems, simulation, PAM,PSK,QAM

0 引言

系统仿真是进行协议标准制定、算法分析优化和产品总体设计的重要步骤，对验证算法和理论的设计性能、缩减设计开发时间、降低总体成本具有重要意义。传统的系统仿真方法主要使用基于C语言等计算机编程语言的方法，工作量大，效率低，仿真程序的可读性、可靠性、可移植性无法达到现代大中型系统的要求。MATLAB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，具有数值分析、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功能，可以极大减轻系统仿真的工作负担，提高效率。

无线通信系统具有多种调制解调方式。不同调制解调系统在加性高斯噪声信道中传输的过程中可能遭到噪声的干扰，从而在接收端出现误码现象。借助Matlab/Simulink强大的计算和仿真能力，可以对各种不同调制解调系统进行仿真，分析其抗噪声性能，为新型通信系统的改进和设计提供参考，具有重要意义。

1 脉冲幅度调制PAM

PAM调制是以脉冲信号的幅度携带信息的一种调制方式，用基带信号m(t)去改变脉冲的幅度，使数字脉冲携带基带信号的信息。其传输误码主要来自信道中的干扰噪声使传输信号的幅度改变，使解调端判决器产生误判。

1.1 系统仿真框图：

M进制PAM调制解调系统框图如下图所示：

图1-1 M进制PAM调制解调系统仿真框图M进制PAM调制系统星座图：

二进制PAM调制星座图

四进制PAM调制星座图

1.2 系统误码性能理论值计算

计算误码率理论值并绘制曲线程序如下：

% Analysis of the symbol error probability for M-PAM and

% M-PPM signals

% The function computes and plots the symbol error

% probability for M-PAM and M-PPM signals

% for M = {2, 4, 8} as a function of Eb/N0

% --------------------------

% Step Zero - Initialization

% --------------------------

Eb_N0 = logspace(0.5,2); % Range of Eb/N0: 5-20 dB

M = [2 4 8]; % Values of M

% -------------------------------------------------

% Step One - Evaluation of symbol error probability

% -------------------------------------------------

for i=1:3

M_PAM(i,:)=(1-1/M(i))*erfc(sqrt(Eb_N0 * 3 *log2(M(i))/(M(i)^2-1)));

M_PPM(i,:)= exp(-0.5 * log2(M(i))*(Eb_N0 -2*log(2)));

end

% ---------------------------

% Step Two - Graphical output

% ---------------------------

M_ary_BEP = [M_PAM' M_PPM']'; % Building a single matrix

% for all vectors

F=figure(1);

set(F,'Position',[100 190 650 450]);

set(gcf,'DefaultAxesColorOrder',[0 0

0],'DefaultAxesLineStyleOrder','-+|-o|-*|:s|:d|:^');

PT=semilogy(10*log10(Eb_N0),M_ary_BEP);

set(PT,'LineWidth',[2]);

hold on

L= legend('2-PAM','4-PAM','8-PAM','2-PPM','4-PPM','8-PPM');

set(L,'FontSize',12);

set(PT,'LineWidth',[2]);

X=xlabel('E_b/N_0');

set(X,'FontSize',14);

Y=ylabel('Pr_e');

set(Y,'FontSize',14);

AX=gca;

set(AX,'FontSize',12);

axis([5 20 1e-6 1e-1]);

set(AX,'XTick', [5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 ]);

grid on

结果如下图所示：

图1-2 PAM系统在不同信噪比条件下的误码率性能比较

1.3 系统误码性能仿真值验证

在本例的Simulink仿真程序中，更改信号源和调制器的参数可以改变进制M值，更改信道模型可以调整信道的信噪比。通过改变参数可得到不同条件下的误码率实验结果。

不同条件下误码率性能仿真结果如下表：

表1.1 PAM调制系统在不同信噪比条件下的误码率性能比较

势基本同理论值吻合。

2 相移键控PSK

PSK调制时一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。移相键控分为绝对移相和相对移相两种，以未调载波的相位作为基准的相位调制叫做绝对移相。以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差180°。AWGN信道下PSK系统的误码主要来自嘉兴高斯噪声对信号相位的影响。

2.1 PSK系统仿真框图：

图2-1以QPSK系统为例，给出系统仿真框图：

图2-1 QPSK调制解调系统仿真图

各种PSK调制系统眼图和星座图：

图2-2 PSK调制系统眼图

图2-3 BPSK系统星座图

图2-4 QPSK系统星座图

图2-5 8-PSK系统星座图

2.2 PSK系统误码率理论值

使用MATLAB的bertool工具绘制误码率曲线,绘制界面如图2-6所示：

图2-6 BERTOOL界面

绘制误码率曲线图如图2-7所示：

图2-7 信噪比-误码率关系曲线

2.3 系统误码性能仿真验证

在本例的Simulink仿真程序中，更改信号源和调制器的参数可以改变进制M值，更改信道模型可以调整信道的信噪比。通过改变参数可得到不同条件下的误码率实验结果。

不同条件下误码率性能仿真结果如下表：

表2.1 PSK调制系统在不同信噪比条件下的误码率性能比较

又表中数据可看出，系统误码率随信道信噪比上升逐渐下降，且不同调制模式的变化趋势基本同理论值吻合。

3 正交振幅调制QAM

QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。QAM 是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。

3.1 QAM系统仿真框图

QAM系统仿真框图如图3-1所示：

图3-1 QAM系统仿真框图

图3-2 M=3 QAM系统星座图图3-3 M=6 QAM系统星座图

图3-4 M=8 QAM系统星座图图3-5 M=4 矩形QAM系统星座图

图3-6 M=8 矩形QAM系统星座图图3-7 M=16 矩形QAM系统星座图

3.2 QAM系统误码率理论值

使用MATLAB的bertool工具绘制误码率曲线：

图3-8 信噪比-误码率关系曲线

3.3 系统误码性能仿真验证

在本例的Simulink仿真程序中，更改信号源和调制器的参数可以改变进制M值，更改信道模型可以调整信道的信噪比。通过改变参数可得到不同条件下的误码率实验结果。

不同条件下误码率性能仿真结果如下表：

表3.1 QAM调制系统在不同信噪比条件下的误码率性能比较

势基本同理论值吻合。

4 总结

通过以上实验结论可以看出，通信系统的传输误码率由调制方式和信道信噪比共同决定。不同的调制方式抗加性干扰能力不同，而相同调制方式下信噪比越高，传输误码率越低。与理论值相比，仿真实验结果基本符合，也说明了以上结论。

5 参考文献

[1] 《Simulink建模与仿真》，姚俊马松辉著，西安电子科技大学出版社

[2] 《通信原理》(第五版)，樊昌信著，国防工业出版社

[3] 《通信原理》（合订本），周炯磐庞沁华续大我吴伟陵著，北京邮电大学出版社

基于Matlab的FM仿真实现

摘要 本次设计主要是以Matlab为基础平台，对FM信号进行仿真。介绍了FM信号，及其调制和解调的基本原理，并设计M文件，分析在混入噪声环境下的波形失真，以及分析FM的抗噪声性能。本设计的主要目的是对Matlab的熟悉和对模拟通信理论的更深化理解。 关键词：Matlab；FM；噪声

前言 (2) 1 设计基础 (3) 1.1 Matlab及M文件的简介 (3) 1.2模拟调制概述 (4) 1.2.1模拟调制系统各个环节分析 (5) 1.2.2 模拟调制的意义 (6) 2 FM基本原理与实现 (7) 2.1 FM的基本原理 (7) 2.1.1调制 (7) 2.1.2解调 (8) 2.2 FM的实现 (8) 2.2.1 FM调制的实现 (8) 2.2.2 FM解调的实现 (9) 2.3 调频系统的抗噪声性能 (10) 2.3.1 高斯白噪声信道特性 (10) 3 FM的仿真实现与分析 (14) 3.1 未加噪声的FM解调实现 (14) 3.2 叠加噪声时的 FM解调 (16) 总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)

通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。 在通信系统中，从消息变换过来的原始信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量(例如语音信号)，如果将这种信号直接在信道中进行传输，则会严重影响信息传送的有效性和可靠性，因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。在通信系统的发射端通常需要有调制过程，将调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转换成适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号；而在接收端则需要有解调过程，以恢复原来有用的信号。调制解调方式常常决定了一个通信系统的性能。随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调过程。 调制在通信系统中具有重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。调制技术是指把基带信号变换成传输信号的技术。基带信号是原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。在无线遥测遥控系统和无线电技术中调制就是用基带信号控制高频载波的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号。未调制的高频电振荡称为载波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）。被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。已调信号通过信道传送到接收端，在接收端经解调后恢复成原始基带信号。

ASKFSKPSK的调制与解调

2ASK的调制与解调 一、实验目的 1．加深理解2ASK调制与解调原理。 2．学会运用SystemView仿真软件搭建2ASK调制与解调仿真电路。 3．通过仿真结果观察2ASK的波形及其功率谱密度。 二、仿真环境 Windows98/2000/XP SystemView5.0 三、2ASK调制解调原理方框图 1．2ASK调制原理 图1 2ASK键控产生 图2 2ASK相乘法产生 2．2ASK解调原理 图3 2ASK相干解调

四、2ASK调制解调仿真电路

1．仿真参数设置 1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==T R B 波特，2ASK 信号中心载频设为 Hz f s 20=。(说明：中心载频 s f 设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样 率，加快仿真时间。) 2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。本次仿真取10 s f ，即200Hz 3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。为能够清晰观察每个码元波形及2ASK 信号的功率谱密度，在仿真时对系统Stop time 必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T ，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T ，这时可以清楚地观察到2ASK 信号的功率谱密度。 2．2ASK 信号调制与解调的仿真电路图 图4 2ASK 信号调制与相干解调仿真电路 图5 2ASK 信号调制与包络检波仿真电路 五、仿真结果参考

S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 调制信号波 图6 输入信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -2 -1.5 -1 -500.e -3 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 已调信号波形 图7 2ASK 信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -1 -500.e -3 500.e -3 1 A m T i m e i n S e c on d s 解调输出波形 图8 解调输出波形 图9 已调信号的频谱（载频为50Hz ） 六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务 2FSK 调制与解调 一、实验目的 1. 掌握2FSK 调制与解调原理； 2. 掌握仿真软件Systemview 的使用方法； 3. 完成对2FSK 调制与解调仿真电路设计，观察2FSK 波形及其功率谱密度。

脉宽调制(PWM)技术在电力电子电路的应用

摘要 【摘要】脉冲调制（PWM）技术最早起源于通信技术的调制、解调的思想，并将这种思想推广到测量、电力电子领域。随着全控型器件的发展与微处理器的出现，PWM技术已经变成为了电力电子领域中的重要技术，特别是在斩波电路、逆变电路。本文主要研究了PWM技术的理论基础（面积等效原理）及其控制原理;分析了在PWM控制下降压斩波电路的工作情况，并用matlab建模；分析了在180°方波控制与SPWM控制两种方法下三相桥式逆变电路的工作状态，对比两种方法的优劣，并考虑了加入死区时间对SPWM的影响。结合异步电机变频调速的相关原理，对SPWM技术控制下的逆变电路进行变化，通过控制输出电压的变化来实现变频调速。选择具体的电路，根据理论分析计算相关的参数。使用Matlab软件进行搭建仿真电路，将仿真得到的数据、波形与理论分析相互分析对照，总结其特点。 【关键词】PWM；DC–DC；DC-AC；MATLAB仿真 I

Abstract 【ABSTRACT】Pulse modulation (PWM) technology originated in the communication technology modulation, demodulation of the idea, and this idea extended to the field of measurement, power electronics. With the development of full-controlled devices with the advent of microprocessors, PWM technology has become an important technology in the field of power electronics, especially in chopping circuits, inverting circuits. This paper mainly studies the theoretical basis of the PWM technology (area equivalent principle) and its control principle. The work of the step-down chopper circuit under PWM control is analyzed and modeled by matlab. The analysis of the 180 ° square wave control and SPWM Control the working state of the three-phase bridge inverter circuit under the two methods, compare the advantages and disadvantages of the two methods, and consider the influence of adding dead time to SPWM. Combined with the principle of asynchronous motor frequency control, SPWM technology under the control of the inverter circuit changes, by controlling the output voltage changes to achieve frequency control. Select the specific circuit, according to the theoretical analysis of the relevant parameters. Using Matlab software to build simulation circuit, the simulation of the data, waveform and theoretical analysis of each other analysis, summed up its characteristics. 【KEYWORDS】PWM ;DC –DC ;DC-AC ; MATLAB simulation

基于Simulink的2FSK调制解调系统设计

二○一二～二○一三学年第二学期 电子信息工程系 课程设计计划书 班级： 课程名称： 学时学分： 姓名： 学号： 指导教师： 二○一三年六月一日

一、课程设计目的： 通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink 或SystemView等工具对通信系统进行仿真。 二、课程设计时间安排： 课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后编写程序或构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。 三、课程设计内容及要求： 1 设计任务与要求 1.1 设计要求 （1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通讯系统的基本理论、基本算法进行实际验证； （2）学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本实用方法，学会使用这软件解决实际系统出现的问题； （3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面，激发学习和研究的兴趣；（4）用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统； 1.2设计任务 根据课程设计的设计题目实现某种数字传输系统，具体要求如下； （1）信源：产生二进制随机比特流，数字基带信号采用单极性数字信号、矩形波数字基带信号波形； （2）调制：采用二进制频移键控（2FSK）对数字基带信号进行调制，使用键控法产生2FSK 信号； （3）信道：属于加性高斯信道； （4）解调：采用相干解调； （5）性能分析：仿真出该数字传输系统的性能指标，即该系统的误码率，并画出SNR（信噪比）和误码率的曲线图；

2 方案设计与论证 频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK 中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK 中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= 典型波形如下图所示。由图可见。2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： )cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ 1 1 1 1 t ak s 1(t) cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t +θn )cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn) 2FSK 信号 t t t t t t 2.1 2FSK 数字系统的调制原理 2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。如下原理图：

基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试(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)

PSK(DPSK)调制与解调

实验题目——PSK（DPSK）调制与解调 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。 3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。 二、实验内容 1、观察绝对码和相对码的波形。 2、观察PSK(DPSK)信号波形。 3、观察PSK(DPSK)信号频谱。 4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。 三、实验仪器 1、信号源模块 2、数字调制模块 3、数字解调模块 4、20M双踪示波器 5、导线若干 四、实验原理 1、2PSK(2DPSK)调制原理 2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图所示。 2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般

不采用2PSK 方式，而采用差分移相（2DPSK ）方式。 2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1数字信息（绝对码）PSK 波形 DPSK 波形 相对码 从图中可以看出，2DPSK 信号波形与2PSK 的不同。2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK 信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK 方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK 与2DPSK 信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。 2DPSK 的调制原理与2FSK 的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK 调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK 基带输入”和“PSK 载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS 输入”点输入，其原理框图如图所示： 2DPSK 调制原理框图 2、2PSK （2DPSK ）解调原理

基于MATLAB的调制技术仿真

移动通信原理课程设计报告 （MATLAB/SIMULINK仿真实训） 项目名称：基于MATLAB的调制技术仿真姓名： 学号：11015435 班级：通信11301 指导教师：朱里奇 电信学院

一概述 调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。调制是在发射端将调制信号从低频段到高频段，便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用的过程；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号的过程。 在模拟系统里，按照载波波形的不同，调制可分为脉冲调制和正弦被调制两种方式。脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波，用低频调制信号去控制矩形脉冲的过程。其中用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或相位三个参量的调制，又分别称为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和相位调制(PPM)。正弦波调制是以高频正弦波为载波，用低频调制信号去控制正弦波的过程。用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量的调制，又分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。 二实训内容 普通调幅方式 1.普通调幅信号的表达式、波形、频谱和功率谱 普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波(载波)的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线性变化的方式。 2.普通调幅信号的产生和解调方法 2-1普通调幅信号的产生 将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。相应的原理框图如图所示。由于乘法器输出电平不太高，所以这种方法称为低电平调幅方法。

2-2 普通调幅信号的解调方法。 ⑴包络检波 利用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点，如能将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。这就是包络检波的原理。包络检波的原理图如图所示。 ⑵同步检波 同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相位差)的信号，这个信号称为同步信号。 3双边带调幅方式 双边带调幅信号的产生与解调方法 产生双边带调幅信号最直接的方法就是将调制信号与载波信号相乘。 由于双边带调幅信号的包络不能反映调制信号，所以包络检波法在这里不适用，而只能采用同步检波。同步检波是进行双边带调幅信号解调的主要方法，与普通调幅信号同步检波不同之处在于，乘法器输出频率分量有所减少。 程序如下：

基于LabView的调制解调系统设计

基于LaｂVＩEＷ的调制解调系统设计 工程设计报告 题目类型:小组题目 班级: ０21２12 姓名：李x（组长）、黄ＸX 学号：1１４9,11０0 联系方式： 西安电子科技大学 电子工程学院

一．摘要 虚拟技术的发展使电子技术实验的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。这样，一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不受时间及空间的限制,从而促进虚拟电子技术实验教学的现代化。本文介绍了基于ＬabVIEＷ的虚拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。此系统具有参数调节方便、易实现、可靠度高等优点。 在实现的过程中,我们小组首先对ＬabＶＩＥＷ这款软件的使用进行了深入的学习,掌握了这款软件的基本操作和图形编程的方法;其次对调制解调系统进行学习，了解现在流行的调制解调是如何实现的，然后在理论上设计出一套可以实现的调制解调系统;进而在LabＶIEW的开发环境下对设计的系统进行试验验证，经过调试和反复的完善,得到最终的调制解调系统。 二.绪论 (一)虚拟仪器的发展 虚拟仪器发展至今,大体可以分为四代:模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。 第一代---模拟仪器。这类仪器看起来在某些实验室仍然恩能够看到，是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表、指针式电压表、指针式电流表等。这类指针式仪器借助指针来显示最终结果。 第二代-－-分立元件式仪器。当2０世纪5０年代出现电子管,2０世纪60年代出现晶体管时,便产生了以电子管或晶体管电子电路为基础的第二代测试仪器--－分立元件式仪器。 第三代--－数字化仪器。２0世纪7０年代，随着集成电路的出现，诞生了以集成电路芯片为基础的第三代仪器这类仪器目前相当普及，如数字电压表,数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量,并以数字方式输出最终结果,适用于快速响应和较高准确度的测量。 第四代--－智能仪器。随着微电子技术的发展和微处理器的普及,以微处理器为核心的第四代仪器---智能仪器也迅速普及。这类仪器内置微处理器,既能进行自动测试，又具有一定的数据处理功能,可取代部分脑力劳动，习惯上称之智能仪器。其缺点是它的功能模块全部都以硬件的形式存在,无论对开发还是针对应用,都缺乏灵活性。 目前，微电子技术和计算机技术飞速发展,测试技术与计算机深层次的结合正引起测试仪器领域里的一场新革命，一种全新的仪器结构概念导致了新一代仪器---虚拟仪器的出现。它是现代计算机技术，通信技术和测量技术想结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革,是仪器产业发展的一个重要方向。它的出现使得人类的测试技术进入一个新的发展纪元。 (二)虚拟仪器的特点 任何一台仪器，一般都由信号的采集、信号的分析处理、测试结果的输出三

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析

课程设计任务书 学生姓名：杨刚专业班级：电信1302 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号频率调制（FM）与解调分析 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.先修课程：通信原理等； 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行模拟频率（FM）调制与解调，观 察波形变化 2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算结 果和图表等），并对实验结果进行分析和总结； 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括： ⑴目录；⑵理论分析； ⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结； ⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）； ⑹参考文献（不少于5篇）。 时间安排： 周一、周二查阅资料，了解设计内容； 周三、周四程序设计，上机调试程序； 周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。 指导教师签名： 2013 年 7月 2 日 系主任（或责任教师）签名： 2013年 7月 2日

目录 1 Simulink简介 (1) 1.1 Matlab简介······················································错误！未定义书签。 1.2 Simulink介绍 ···················································错误！未定义书签。 2 原理分析 ·····························································错误！未定义书签。 2.1通信系统 ·························································错误！未定义书签。 2.1.1通信系统的一般模型 ···································错误！未定义书签。 2.1.2 模拟通信系统 (3) 2.2 FM调制与解调原理···········································错误！未定义书签。 3 基于Matlab方案设计 (6) 3.1 Matlab代码 (6) 3.2 Matlab仿真 (8) 4 基于Simulink方案设计 (12) 4.1 使用Simulink建模和仿真的过程 (12) 4.1.1 Simulink模块库简介 (12) 4.1.2 调制解调模块库简介 (13) 4.2 FM调制与解调电路及仿真 (14) 4.3 仿真结果分析 (17) 5 心得体会 ·····························································错误！未定义书签。 6 参考文献 (20) 本科生课程设计评定表

2PSK调制与解调系统的仿真(1)

科类理工科编号（学号） 本科生毕业论文（设计） ＰＳＫ调制与解调系统的仿真 The simulation of PSK modulation and demodulation system 秦安东 指导教师：赵红伟（讲师） 云南农业大学昆明黑龙潭650201 学院：基础与信息工程学院 专业：电子信息工程年级： 论文（设计）提交日期：答辩日期： 答辩委员会主任： 云南农业大学 年月

目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。ABSTRACT.. (5) 1.前言 (5) 2.设计原理 (5) 2.1 2PSK信号的调制与解调 (5) 2.1.1 2PSK信号的调制原理 (5) 2.1.2 2PSK信号的解调原理 (7) 2.2 4PSK信号的调制与解调 (5) 2.2.1 4PSK信号的调制原理 (5) 2.2.2 4PSK信号的解调原理 (7) 2.3 8PSK信号的调制与解调 (5) 2.3.1 8PSK信号的调制原理 (5) 2.3.2 8PSK信号的解调原理 (7) 3仿真结果 (8) 4.1 2PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 4.2 4PSK信号的仿真结果如下图所示 (7) 4.3 8PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 5.心得体会 (9) 参考文献 (10) 致谢··················································································································错误！未定义书签。 附录··················································································································错误！未定义书签。

PWM脉宽调制直流调速系统设计及MATLAB仿真验证

PWM 脉宽调制直流调速系统设计及MATLAB 仿真验证 第一章 系统概述 1.1 设计目的 1. 掌握转速，电流双闭环控制的双极式PWM 直流调速原理。 2. 掌握并熟练运用MATLAB 对系统进行仿真。 1.2 设计题目 转速，电流双闭环控制的H 型双极式PWM 直流调速系统，已知： 直流电动机：48, 3.7,200/min,nom nom nom U V I A n r ===允许过载倍数λ=2；时间常数：L T =0.015s ，m T =0.2s ；PWM 环节的放大倍数：S K =4.8,；电枢回路总电阻：R=3Ω；电枢 电阻Ra=2Ω。调节器输入输出电压**nm im U U ==10V. 采用MATLAB 对双闭环系统进行仿真，绘制直流调速系统（Id=const ）稳定运行时转速环突然断线（1、有ACR 限幅值；2、无ACR 限幅值）仿真框图，仿真得出启动转速，起动电流，直流电压Ud ，ASR,ACR 输出电压的波形。并对结果进行分析。 1.3 设计内容 1 简述设计题目及对题目的分析； 2 简述双极式PWM 直流调速系统原理； 3 简述电流环，转速环的控制原理； 4 对电流环、转速环的参数进行计算选取； 5 根据电流环、转速换的参数进行MATLAB 仿真； 第二章 转速、电流双闭环式的双极式PWM 直流调速系统

2.1 双极式PWM 调速原理 可逆PWM 变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式（亦称H 形）电路，如图2-1所示，电动机M 两端电压AB U 的极性随全控型电力电子器件的开关状态而改变。 图2-1 桥式可逆PWM 变换电路 双极式控制可逆PWM 变换器的四个驱动电压的关系是：1423g g g g U U U U ==-=-。在一个开关周期内，当0≤t

SSB调制解调系统设计

南华大学电气工程学院 《通信原理课程设计》任务书 设计题目：SSB调制解调系统设计 专业：通信工程 学生姓名: 唐军德学号:20114400227 起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授 系主任：王彦教授

《通信原理课程设计》任务书

附件二： 《通信原理课程设计》设计说明书格式 一、纸张和页面要求 A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 二、说明书装订页码顺序 (1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附录 三、课程设计说明书撰写格式 见范例 引言(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 1☆☆☆☆(黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆ 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆ (楷体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) （1）…… ①……

………… 图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号) 5结论(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 参考文献(黑体四号、顶格) 参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。 几种主要参考文献著录表的格式为： ⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码. ⑵期刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码. ⑶论文集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码. ⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年. ⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期. ⑹标准文献：[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S] . ⑺报纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）. 附录（居中,黑体四号） ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计

1 线性模拟调制 1.1模拟调制原理 模拟调制是指用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波，而载波是一个确知的周期性波形。模拟调制可分为线性调制和非线性调制，本文主要研究线性调制。 线性调制的原理模型如图1.1所示。设c(t)=Acos2t f o π,调制信号为m(t),已调信号为s(t)。 图1.1 线性调制的远离模型 调制信号m(t)和载波在乘法器中相乘的结果为：t A t m t s w o cos )()('=，然后通过一个传输函数为H(f)的带通滤波器，得出已调信号为。 从图1.1中可得已调信号的时域和频域表达式为： （1-1） 式（1-1）中，M(f)为调制信号m(t)的频谱。 由于调制信号m(t)和乘法器输出信号之间是线性关系，所以成为线性调制。带通滤波器H(f)可以有不同的设计，从而得到不同的调制种类。 1.2双边带调制DSB 的基本原理 在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络，调制信号m(t)中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB ）调制信号，简称双边带（DSB ）信号。 设正弦型载波c(t)=Acos( t) ，式中：A 为载波幅度， 为载波角频率。 根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为： (t)=Am(t)cos(t) （1-2） ?? ???-++==) ()]()([21)()(*]cos )([)(f H f f M f f M f s t h t t m t s o o o w m(t) H(t) A os t w o c s(t) )(' t s

其中，m(t)为基带调制信号。 设调制信号m(t)的频谱为M()，则由公式2-2不难得到已调信号 (t)的频谱： )]()([2 )(c c m M M A s ωωωωω-++= （1-3） 由以上表示式可见，在波形上，幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域的简单搬移。 标准振幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM ）。假设调制信号m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量 后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表达式为: )cos())(()(0t t m t c AM A s ω+= （1-4） 式中： 为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号。 若为确知信号，则AM 信号的频谱为: （1-5） AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，也就是说，载波分量并不携带信息。因此，AM 信号的功率利用率比较低。 AM 调制器模型如下图所示。 图1.2 AM 调制器模型 AM 信号的时域和频域表达式分别为 （1-6） （1-7） 式中，A o 为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即0)(=t m — 。 由频谱可以看出，AM 信号的频谱由载波分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM 信号是带有载波 分量的双边带信号，他的带宽是基带信号带宽 的2倍，即 ) (cos )()(cos ) (cos )]([)(t w c t m t w c A t w c t m A o t s o AM +=+=)]()([2 1)]()([)(w c w M w c w M w c w w c w A o t s AM -+++-++=δδπ)] ()([2 1)]()([)(0 ω ω ω ω ωωωδωδπωc c c c m M M A s -+++-++=f H

PSK调制和解调的基本原理回顾

目录 1.实验要求及开发环境 (3) 2. 二、课程设计软件说明 (7) 三、基本原理 (2) 3.1调制方式简介 (2) 3.2OQPSK的含义 (3) 3.3同相正交环法（科斯塔斯环） (5) 四、实验框图原理说明 (12) 4.1实验总框图介绍 (12) 4.2五个子部分的介绍 (7) 4.2.1串并转换 (7) 4.2.2载波调制 (9) 4.2.3 科斯塔斯环解调 (15) 4.2.4 抽样判决 (17) 4.2.5 并串转换 (17) 五、实验结论 (18) 六、调试报告 (19) 6.1频率调制器F M参数设置 (19) 6.2低通滤波器参数设置 (19) 6.3脉冲串的参数设置 (20) 七、实验心得 (21) 八、参考文献 (22)

一、实验要求及开发环境 实验要求：1. 数字相关器子系统 2. 仿真结果分析 实验目的：1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理 2.掌握Systemview的使用 开发环境：PC机开发软件：Systemview Systemview简介 Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。直到一般系统的数学模型建立等各个领域，systemview在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。 利用systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统．可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。其特色是，利用它可以从各种不同角度、以不同方式，拉要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。它还

DSB调制解调系统设计与仿真

DSB调制解调系统设计与仿真 姓名： 学号： 学院：信息工程学院 专业：通信工程 指导老师：

目录 (2) 绪论 (2) 课程设计目的 (3) 课程设计要求 (3) 1. 建立DSB调制解调模型 (4) 1.1 DSB信号的模型 (4) 1.2 DSB信号调制过程分析 (5) 1.3 高斯白噪声信道特性分析 (8) 1.4 DSB解调过程分析 (11) 1.5 DSB调制解调系统抗噪声性能分析 (14) 2. 调制解调仿真过程 (16) 3. 课程设计心得体会 (19) 4. 参考文献 (20)

本课程设计信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 课程设计目的 《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课，但内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程。本课程设计是DSB调制解调系统的设计与仿真，用于实现DSB信号的调制解调过程，信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用，调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置，解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。在此次课程设计中，我需要通过多方搜集资料与分析，来理解并掌握DSB 调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。通过这个课程设计，我将更清晰地了解DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。 课程设计要求 1．掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础实现DSB信号的调制解调，所有的仿真用matlab或VC程序实现（如用Matlab则只能用代码的形式，不能

PSK的调制解调

1 引言 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术，计算机技术相互融合，已为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。 1.1 数字通信系统的模型 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，模拟信号有时也称连续信号。而数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。数字信号有时也称为离散信号。近年来数字通信的发展远远超过模拟通信，数字通信在各个领域的应用也越来越广泛。本文讨论的也是数字通信中调制解调原理。数字通信系统的一般模型如图1所示。 图1 数字通信系统模型 其中，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即设法减少码元数目和降低码元速率。二是完成数/模转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程。加密和解密是为了保证所传信息的安全。数字调制就是将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。图1为数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包含图中的所有环节。模拟信号经过数字编码后也可以在数字通信系统中传输。 1.2 数字通信的特点 目前，数字通信在不同的通信业务中都得到了广泛的应用，究其原因也是数字通信相较于模拟同通信具有以下的一些优点。 （1）数字通信系统抗干扰能力强，且噪声不积累。数字通信系统中传输的