数字频带通信系统的设计与仿真分析课程设计

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1、通信原理课程设计目录前言11数字频带通信系统原理21.1二进制振幅键控(2ASK)21.2二进制频移键控(2FSK)4（a）非相干解调6（b）相干解调61.3二进制相移键控(2PSK)7（a）模拟调试方法9（b）键控法92Matlab/Simulink介绍102.1Matlab简介102.2Simulink简介112.1.1Simulink基本模块库112.1.2Simulink建模仿真的一般过程122.3Simulink在通信仿真中的应用133利用Simulink进行模型建立和系统仿真163利用Simulink进行模型建立和系统仿

2、真163.12ASK的调制与解调仿真163.1.1建立模型方框图163.1.2参数设置163.1.3系统仿真及各点波形图173.1.4误码率分析183.22FSK的调制与解调仿真183.2.1建立模型方框图183.2.2参数设置193.2.3系统仿真及各点波形图223.32PSK的调制与解调仿真243.3.1建立模型方框图243.3.2参数设置243.3.3系统仿真及各点波形图27总结29参考文献30通信原理课程设计前言Simulink是TheMathWorks公司开发的用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具，常集

3、成于MathWorks公司的另一产品MATLAB中与之配合使用。Simulink提供了一个交互式的图形化环境及可定制模块库（Library），可对各种时变系统，例如通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统等进行设计、仿真、执行和测试。本文主要是以Simulink为基础平台，对2ASK、2FSK、2PSK的仿真。文章第一部分是对2ASK、2FSK、2PSK调制及解调原理的详细说明；第二部分是对Matlab/Simulink软件简单介绍；第三部分是对2ASK、2FSK、2PSK的仿真部分。本文的主要目的是对Matlab/Simuli

4、nk软件的熟悉和对数字频带通信理论的理解和深化。30通信原理课程设计1数字频带通信系统原理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1-1给出了数字调制系统的基本结构。图1-1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

5、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)和相移键控(PSK)。图1-2给出了相应的信号波形的示例。图1-2正弦载波的三种键控波形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。1.1二进制振幅键控(2ASK)振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。二进制振幅键控信号可表示为（1-1）30通信原理课程设计二进制振幅键控信号时间波型如图1-3所示。由

6、图1-3可以看出,2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。二进制振幅键控信号的产生方法如图1-4所示,其中图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图1-5所示。2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图1-6所示。图1-32ASK信号时间波形（a）模拟相乘法（b）数字键控法图1-42ASK信号调制器原理框图30通信原理课程设计（a）非相干解调方式（b）相干解调方式

7、图1-52ASK信号的接收系统组成方框图图1-62ASK信号非相干解调过程的时间波形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。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。典型波形如图1-7所示。30通信原理课程设计图1-72FSK信号的时间波形有图可见，2FSK信号的波形(a)可以分解为波形(b)和波形(c)。也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。2FSK信号的表达式又可简化为（1-2）其中（1-3）（1-4）二进制频移键控信号的产生，可以采

8、用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。图1-8是数字键控法实现二进制频移键控信号的原理图。图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。二进制频移键控信号的解调方法很