一、 设计内容
信号)(t m 在区间[0，2]内给出为??
?
??<≤+-<≤=t t t t t
t m 其余1.09.112
11.0)(用该信号以
DSB-AM 方式调制一载波频率为25HZ 幅度为1的载波产生已调信号)(t s m 。写一个MATLAB 的M 文件，实现下述任务： （1）画出已调信号波形 （2）求出已调信号的功率 （3）画出已调信号的频谱
（4）画出已调信号的功率谱密度，并与消息信号的功率谱密度作比较 二、 设计目的
通过对模拟通信系统的仿真，学习通信系统的仿真方法，进一步理解模拟通信系统的调制解调方法，掌握各种模拟调制解调系统的性能，包括已调信号的时域表示、频域表示、已调信号的带宽、已调信号的功率含量，解调信号的信噪比等。学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分及相关的数字信号处理方法。 三、 设计要求
1）独立完成课题设计题目；
2）对所设计的课题原理要有较深入的了解，画出原理框图； 3）提出设计方案；
4）通过编写程序完成设计方案；
5）中间各个过程的仿真过程给出仿真结果；
6）提交详细的课程设计报告；同一题目设计报告雷同率达40%，双方均视为不合格。 四、 实验条件
计算机，matlab 软件 五、 系统设计
1、 系统原理简介
在DBS —AM 系统中，已调信号的幅度正比于消息信号，这种调制通过使用乘法器完成，将消息信号码，m(t)与载波Acos(2πf t )，如图一所示，表示为：
u （t ）=Am （t ）cos （2πft ）
其中c（t）= Acos（2πft）是载波，而m（t）是消息信号。若以单频正弦信号调制为例，那么典型波形如图 2 所示。
现取u（t）的傅立叶变换，可以得到DSB-AM 信号的频域表示为：U（f）=A/2M(f?fc)+A/2M(f+fc)
其中M(f)是m(t)的傅立叶变换。很明显可以看出，这种调制方式将消息信号的频谱进 行了搬移，并在幅度上乘以A/2 ，传输带宽B 是消息信号带宽的两倍，也就是说:B=2W
图3 显示了一个典型的消息信号的频谱及其相对应的DSB-AM 已调信号的频谱。
已调信号的功率为P=（A 2/2）Pm
其中Pm 是消息信号的功率。在 DSB-AM 通信系统中，信噪比 SNR 等于基带的 SNR ，也就是：(S/N)0=PR/(N0W)
其中P 是接收到的功率（在接收端已调信号的功率），N0/2是噪声功率谱密度（假定为白噪声），W 是信号噪声的带宽。 2、 设计方案
（1）标准调幅波（AM ）调制与解调
幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使正弦载波的幅度随着调制信号而改变的调制方案，属于线性调制。 AM 信号的时域表示式： 频谱：
调制器模型如图所示：
调制器模型
00()[()]cos cos ()cos A M
c c c s
t A m t t A t m t t
ωωω=+=+01()[()()][()()]
2
AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+
++-c
t
在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。
AM 调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方
式——抑制载波双边带信号，即双边带信号（DSB ）。 DSB 信号的时域表示式
频谱：
DSB 的相干解调模型如图所示：：
DSB 调制器模型
与AM 信号相比，因为不存在载波分量，DSB 信号的调制效率时100%，DSB 信号解调时需采用相干解调。
3、 方案实施
（1） 具体程序如下：
clear all; close all; dt=0.001; fc=50; T=2; fm=1/2/T; t=0:0.001:2;
m=(t>=0&t<0.1).*0.1+(t>=0.1&t<1).*t+(t>=1&t<1.9).*(-t+2)+(t>=1.9&t<2).*0.1; s_dsb=m.*cos(2*pi*fc*t); [f,s_dsbf]=T2F(t,s_dsb);
P=(sum(m.*m)*dt/(length(t)*dt))/2
[ft,mf]=T2F(t,m);
t
t m t s c DSB ωcos )()(=)]
()([2
1)(c c DSB M M S ωωωωω-++=
[f,mf]=T2F(t,m);
subplot(221)
plot(t,s_dsb);
title('已调信号的波形');
subplot(222)
plot(f,s_dsbf);
title('已调信号的频谱');
axis([-70 70 -0.4 0.6]);
subplot(223)
plot(f,10*log10(abs(s_dsbf).^2/T),ft,10*log10(abs(mf).^2/T));
title('已调信号的功率谱密度');
axis([-500 500 -300 100]);
[f,mf]=T2F(t,m);
subplot(224)
plot(f,mf);
title('消息信号的功率谱密度');
axis([-10 10 -0.5 1]);
4、仿真结果分析
仿真结果如下：
P =0.1669
六、设计心得
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补
七、参考文献
1、《通信原理》第六版，樊昌信、程丽娜主编，国防工业出版社
2、《matlab程序设计教程》第二版，刘卫国主编，中国水利水电出版社
通信原理 课程设计报告 题目基于MATLAB的2FSK仿真 学院电子信息工程学院 专业通信工程（本） 学生姓名 学号年级级 指导教师职称
二〇一二年一月 目录 第一章绪论 (2) 1.1MATLAB的简介 (2) 1.2通信技术的历史和发展 (2) 1.2.1 通信的概念 (2) 1.2.2 通信的发展史简介 (3) 1.3通信技术的发展现状和趋势 (4) 第二章 2FSK的基本原理和实现 (5) 2.12FSK的产生 (5) 2.22FSK滤波器的调解及抗噪声性能 (7) 第三章 2FSK的仿真 (10) 3.1仿真思路 (10) 3.2仿真程序 (10) 3.3输出波形 (13) 3.4结果分析 (15) 第四章心得体会 (16) 参考文献 (18)
第一章绪论 1.1 MATLAB的简介 Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，,Matlab 和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。， 1.2 通信技术的历史和发展 1.2.1 通信的概念 通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。 相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。 通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息。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。 通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。
基于MATLAB的OQPSK调制解调实现学生姓名：周翌指导老师：吴志敏 摘要本课程设计的目标在于深切理解OQPSK调制与解调的基本原理，学会使用MATALB软件中的M文件来实现OQPSK的调制与解调以及分析加入不同噪声时对信号的影响程度。首先产生一个数字基带信号，接下来调用MATLAB中的相应函数对这个基带信号进行调制，然后分析调制后的波形:，记录结果后对调制后的信号进行解调，观察解调结果并做好记录，最后在信号中加入噪声并观察其时频图的变化，分析信噪比的噪声对调制结果的影响。本课程设计的实验开发/运行平台为windowsXP/windows7，程序设计使用MATLAB语言。通过调试运行，基本完成设计目标,达到调制与解调的目的。 关键词：MATLAB；M文件；OQPSK；调制与解调；噪声 1 引言 数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，数字通信技术与MATLAB 的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。在数字信号通信过程中，噪声的影响往往比较大，同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率，而OQPSK也是一种恒包络调制技术，其频谱特性好，既保留着2PSK的高抗噪声性能、高频带利用率和高功率利用率，又有效地减弱了2PSK的“反相工作”缺陷，在通信研究中有着非常重要的意义，特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言，在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了非常广泛的应用，随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟，越来
越受到通信领域人士的欢迎，其在通信领域的应用也将更加广泛。 1.1课程设计目的 熟悉OQPSK的基本原理，掌握MATLAB中M文件的使用及相关函数的调用方法，在此基础上通过编程实现OQPSK的调制与解调，并通过加入的噪声来判断所设计的系统性能。这次课程设计不仅让我对OQPSK有了更加深入的了解，而且学会了如何利用MATLAB中的M文件来实现通信系统方面的应用，最重要的是，自己能够独立完成一个小项目了，有了这方面的经验，我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。 1.2课程设计要求 熟悉MATLAB中M文件的使用方法，并在深切理解OQPSK调制解调原理的基础上，编写出OQPSK调制解调程序。绘制出OQPSK信号解调前后在时域和频域中的波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对OQPSK信号解调原理的理解。分别对信号叠加不同噪声，并进行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，分析不同噪声对信号传输造成的影响大小。 1.3课程设计步骤 先产生随机信号，然后对信号进行调制和解调，在调制和解调过程中加入高斯白噪声，观察现象。 1、产生四进制数字作为数字基带信号，对其进行调制； 2、将函数调制信号改为相应的时域波形调制信号； 3、在函数调制信号中加入高斯白噪声，生成加入噪声后的时域波形调制信号； 4、分别生成没加或加了噪声的调制信号波形图和频谱图； 5、分别对没加或加了噪声的调制信号进行解调； 6、计算误码率。
题目名称2FSK调制系统的设计与仿真
摘要 2FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式.本文主要简述了2FSK的设计原理,设计步骤和设计结果及分析.设计原理包括了2FSK的介绍,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。 关键字:2FSK；载波；调制解调
目录 第1章课程设计的任务与要求 (1) 1.1 2FSK简介 (1) 1.2 课程设计的任务 (1) 1.3 课程设计的要求 (1) 第2章课程设计的研究基础 (2) 2.1数字通信系统的基本模型 (2) 2.2 2FSK调制解调基本原理 (2) 第3章2FSK调制解调系统方案设计 (4) 3.1 方案提出 (4) 3.2 方案比较 (5) 第4章2FSK调制解调系统设计 (6) 4.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6) 4.2 电路参数的计算及元器件的选择 (7) 4.3系统整体电路图 (7) 第5 章2FSK调制解调系统仿真和调试 (8) 5.1 仿真软件介绍 (8) 5.2 系统仿真实现 (9) 5.3 系统测试 (10) 5.4 数据分析 (11) 第6章总结 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15) 附录源程序 (16)
第1章课程设计的任务与要求 1.1 2FSK简介 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。为了使数字信号在带通系统中传输，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。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。在接收端，通过解调器把带通信号还原为数字基带信号的过程称为数字解调。 数字调制的基本方式有三种：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。本文介绍的就是二进制数字频移键控系统（2FSK）。 移频键控（FSK）是数据通信中最常用的一种调制方式。FSK方法简单，易于实现，并且解调不需要恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能较强。缺点是占用频带较宽，频带利用不够经济。FSK主要应用于低中速数据传输，以及衰落信道和频带较宽的信道中。 1.2 课程设计的任务 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信系统的基本理论、基本算法进行实际验证。 2.通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 3.用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统。 1.3 课程设计的要求 用MATLAB7.0进行仿真设计，本次是设计一个2FSK数字调制解调系统。其中包括: （1）设计方案分析及系统原理图。 （2）2FSK已调信号的解调方法及原理图。
基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计 摘要 随着移动通信技术的发展，以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式，逐渐被许多优秀的调制技术所替代。本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型，通过对仿真模型的运行，得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式，可以大大提高设计的灵活性，节约设计时间，提高设计效率，从而缩小硬件电路设计的工作量，缩短开发周期。 关键词 QPSK，数字通信，调制，解调，SIMULINK -I-
Abstract As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle. Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK -II-
基于MATLAB的FSK调制解调 学生姓名：段斐指导老师：吴志敏 摘要本课程设计利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FSK 的调制解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对F SK信号解调原理的理解。对信号叠加噪声，并迚行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，改变噪声功率迚行解调，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。完成整个FSK的调制解调过程。程序开发平台为MATLAB7.1，使用其自带的M文件实现。运行平台为Windows 2000。 关键词：程序设计；FSK ；调制解调；MATLAB7.1；M文件 1引言 本课程设计是利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FSK 的调制解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。 1.1课程设计目的 此次课程设计的目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法，编写M文件实现FSK的调制和解调，绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形，观察调解前后频谱的变化，再对信号迚行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的
信号时频波形，最后改变噪声功率迚行调解，分析噪声对信号传输造成的影响，加深对FSK信号解调原理的理解。 1.2课程设计要求 熟悉MATLAB中M文件的使用方法，并在掌握FSK调制解调原理的基础上，编写出F SK调制解调程序。在M文件环境下运行程序绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形，观察波形在解调前后的变化，对其作出解释，同时对信号加入噪声后解调，得到解调后的时频波形，分析噪声对信号传输造成的影响。解释所得到的结果。 1.3课程设计步骤 本课程设计采用M文件编写的方法实现二迚制的FSK的调制与解调，然后在信号中叠加高斯白噪声。一，调用dmode函数实现FSK的解调，并绘制出F SK信号调制前后在时域和频域中的波形，两者比较。二，调用ddemod函数解调，绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形，两者比较。三，调用awgn函数在新海中叠加不同信噪比的噪声，绘制在各种噪声下的时域频域图。最后分析结果。 1.4设计平台简介 Matlab是美国MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。是目前最好的科学计算类软件。 作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab，这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。Matlab提供了自己的编译器：全面兼容C++以及Fortran两大语言。Matlab 7.1于2005.9最新发布-完整版,提供了
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录 第一章概述 (1) 第二章QPSK通信系统原理与仿真 (1) 2.1 QPSK系统框图介绍 (1) 2.2QPSK信号的调制原理 (2) 2.2.1QPSK信号产生方法 (2) 2.2.2QPSK星座图 (2) 2.3QPSK解调原理及误码率分析 (3) 2.3.1QPSK解调方法 (3) 2.3.2QPSK系统误码率 (3) 2.4QPSK信号在AWGN信道下仿真 (4) 第三章BPSK通信系统原理与仿真 (4) 3.1BPSK信号的调制原理 (4) 3.2BPSK解调原理及误码率分析 (4) 第四章QPSK与BPSK性能比较 (5) 4.1QPSK与BPSK在多信道下比较仿真 (5) 4.1.1纵向比较分析 (5) 4.1.2横向比较分析 (7) 4.2仿真结果分析 (7) 4.2.1误码率分析 (7) 4.2.2频带利用率比较 (7) 附录 (8) 代码1 (8) 代码2 (8) 代码3 (10) 代码4 (12)
┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第一章概述 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。它以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点，广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接人、移动通信及有线电视系统之中。 BPSK是英文Binary Phase Shift Keying的缩略语简称，意为二相相移键控，是利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。它使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。 本文所研究的QPSK系统与二进制的BPSK系统相比，具有以下特点: 1.在传码率相同的情况下，四进制数字调制系统的信息速率是二进制系统的2倍。 2.在相同信息速率条件下，四进制数字调制系统的传码率是二进制系统的1/4倍，这一特 点使得四进制码元宽度是二进制码元宽度的2倍，码元宽度的加大，可增加每个码元的 能量，也可减小码间串扰的影响。 3.由于四进制码元速率比二进制的降低，所需信道带宽减小。 4.在接收系统输入信噪比相同的条件下，四进制数字调制系统的误码率要高于二进制系 统。 5.四进制数字调制系统较二进制系统复杂，常在信息速率要求较高的场合。 基于以上优点，在数字信号的调制方式中QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性，在电路上实现也较为简单，因而被WCDMA和CDMA2000等第三代移动通信系统采用。 第二章QPSK通信系统原理与仿真 2.1 QPSK系统框图介绍 在图2.1的系统中，发送方，QPSK数据源采用随机生成，信源编码采用差分编码，编码后的信号经QPSK调制器，经由发送滤波器进入传输信道。 接收方，信号首先经过相位旋转，再经匹配滤波器解调，经阈值比较得到未解码的接收信号，差分译码后得到接收信号，与信源发送信号相比较，由此得到系统误码率，同时计算系统误码率的理论值，将系统值与理论值进行比较。 对于信道，这里选取的是加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise）以及多径Rayleigh
基于MATLAB 的2FSK 数字通信系统仿真课程设计目的 二、课程设计内容 在信道中，大多数具有带通传输特性，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。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。 本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB 软件，仿真一2FSK 数字通信系统。2FSK 数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。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。因此，一个2FSK 信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。 三、2FSK 的基本原理和实现 二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号
的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率fl和f2，fl对应数字信息“ 1 ”，f2对应数字信息“ 0 ” 在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的， 这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生, 如图3-2所示： Xi 图3-2 2FSK信号调制器 两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号进制信号 通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图3-3所示：
天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书 基于Matlab/Simulink 的QPSK调制解调仿真设计与研究 姓名韩双年 学号 20092226 班级 09通信3班 指导老师白媛 日期 2012-12-16
目录 摘要 (2) 第一章前言 (2) 1.1 专业设计任务及要求 (2) 1.2 Matlab简介 (2) 1.3 Matlab下的simulink简介 (3) 1.4 通信系统模型 (3) 第二章QPSK调制 (4) 2.1 QPSK介绍 (4) 2.2 QPSK调制原理 (4) 2.2.1 相乘法 (4) 2.2.2 选择法 (5) 2.3 QPSK调制原理框图 (6) 2.4 QPSK调制方式的Matlab仿真 (6) 2.5 QPSK调制方式Matlab-simulink仿真 (7) 2.5.1 simulink调制建模 (7) 2.5.2 simulink调制仿真结果 (8) 第三章QPSK解调 (13) 3.1 QPSK解调原理 (13) 3.2 QPSK解调原理框图 (13) 3.3 QPSK解调方式Matlab仿真 (13) 3.4 QPSK解调方式的Matlab-simulink仿真 (14) 3.4.1 QPSK解调建模 (14) 3.4.2 传输信道 (16) 3.4.3仿真结果 (16) 3.5 仿真结果分析 (18) 第四章QPSK通信系统性能分析 (19) 第五章结论 (19) 参考文献 (20) 附录 (20)
摘要 正交相移键控（QPSK），是一种数字调制方式。QPSK技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况，以及正交相移键控QPSK的调制解调概念和原理，利用Matlab中M文件和Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真，对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行了，分析了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能。 【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真 第一章前言 1.1专业设计任务及要求 1了解并掌握QPSK调制与解调的基本原理； 2在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统； 3学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真，根据实验结果能分析所设计系统的性能。 4学习MATLAB的基本知识，熟悉MATLAB集成环境下的Simulink的仿真平台。 5利用通信原理相关知识在仿真平台中设计QPSK调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形 6在指导老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，能正确的阐述和分析设计和实验结果。 1.2 Matlab简介 MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国Math Works公司出品的商业数学软件。MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C，C++和FORTRAN)编写的程序。尽管MATLAB主要用于数值计算,但是因为大量的额外
课程设计 基于MATLABsimulink的2FSK系统的仿真 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
课程设计评分标准
基于MATLAB/simulink的2FSK系统的仿真 一、摘要 本文是基于matlab和simulink环境下对信号的调制与解调过程的仿真，通过仿真，对系统的误码率的分析，以及理论与仿真结果的比较， 二、关键字：
目录 1 背景知识 (1) 1.1通信简介 (1) 1.2仿真系统的简介： (2) 1.32FSK的调制与解调的原理： (3) 1.3.1 2FSK的产生 (4) 1.3.2 2FSK滤波器的解调及抗噪声性能 (6) 1.3.3 由相关调制解调的原理图 (9) 2 仿真系统模型的设计： (9) 2.1仿真框图 (9) 2.2仿真目的和意义： (9) 2.3仿真思路 (10) 2.4M文件和仿真结果 (10) 2.5 SIMULINK仿真模型图： (16) 2.6结果分析： (21) 2.6.1 Matlab仿真结果分析 (21) 2.6.2 (22) 3 心得体会： (22) 4 参考文献 (22)
1 背景知识 1.1 通信简介 通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。 相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。 通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息。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。 通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。 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1所示。 →→→→ 信息源发送设备信道接收设备受信者 ↑ 噪声源 图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2所示，
郑州轻工业学院 课程设计说明书题目：利用MATLAB实现QPSK调制及解调 姓名： 院系：电气信息工程学院 专业班级：电子信息工程09-1 学号： 540901030154 指导教师：赵红梅 成绩： 时间： 2012 年 6 月 18 日至 2012 年 6 月 22 日
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目利用MATLAB实现QPSK调制及解调 专业班级电子信息工程09级 1班学号 54 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 已知数字信号1011000101101011，码元速率为2400波特，载波频率为1200Hz，利用MATLAB画出QPSK调制波形，并画出调制信号经过高斯信道传输后解调波形及接收误码率，将其与理论值进行比较。 基本要求： 1、通过本课程设计，巩固通信原理QPSK调制的有关知识； 2、熟悉QPSK产生原理； 3、熟悉高斯信道的建模及QPSK解调原理； 4、熟悉误码率的蒙特卡罗仿真； 5、学会用MATLAB来进行通信系统仿真。 主要参考资料： 主要参考资料： 1、王秉钧等. 通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.11 2、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB释义与实现[M].北京：电子工业出版社,2004. 完成期限：2012.6.18—2012.6.23 指导教师签名： 课程负责人签名： 2012年6月16日
目录 一前言 (4) 1.1QPSK系统的应用背景简介 (4) 1.2 QPSK实验仿真的意义 (4) 1.3 实验平台和实验内容 (5) 1.3.1实验平台 (5) 1.3.2实验内容 (5) 二、系统实现框图和分析 (5) 2.1、QPSK调制部分， (5) 2.2、QPSK解调部分 (7) 三、实验结果及分析 (7) 3.1、理想信道下的仿真 (7) 3.2、高斯信道下的仿真 (8) 3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 (9) 参考文献： (11) 附录 (12)
华东交通大学现代通信仿真技术大作业 报告题目：基于Matlab的2FSK调制与仿真 作者姓名： 专业班级：2011级通信工程 学号： 指导老师： 时间：2013~2014学年第一学期
基于MATLAB的2FSK调制及仿真 摘要 现代通信仿真技术是对设计的通信系统进行模拟仿真的一门科学技术，以提升系统的可用性。通信系统是用于完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统分为无线通信和有线通信，它在各个领域发挥越来越重要的作用。MATLAB和System viewv Simulink是实现通信仿真的重要技术手段。 MATLAB是商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。利用它们可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合通信系统和各种多速率系统，也可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。它是一个强有力的动态系统分析工具，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析。 System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具，它实现了功能的软件化，避开了复杂的硬件搭建，在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真本文利用System view软件设计模拟调制和解调电路，通过分析其输入输出波形验证所设计电路的正确性。 本文通过分别用Matlab、Simulink、System view设计2FSK调制与解调的仿真，深入了解数字频率调制2FSK的基本原理，掌握用现代通信仿真技术对解调与调制的实现，深刻理解Matlab、Simulink以及System view软件的使用方法和设计方法。
实验名称：QPSK调制与解调 一、实验目的： 1、学会QPSK调制与解调系统的构成 2、学会QPSK调制与解调系统的各模块的构建 3、学会误码率与误符号率的统计方法以及Matlab算法 二、实验原理： 1、QPSK：四进制绝对相移键控，也称为多进制数字相位调制，利用载波的四种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。 2、QPSK的调制方法有正交调制方式（双路二相调制合成法或直接调相法）、相位选择法、插入脉冲法。 调制与解调系统的构成： 3、各模块的实现方法：
（1）、信源的产生：使用randint(m,n,2) 函数产生一个m 行n 列的随机二进制数列 （2）、QPSK 符号映射 ：将产生的0，1比特流按照QPSK 调制方式进行映射，本实验采用π/4 QPSK 的调制方式，图为： （3）、AWGN 信号产生：AWGN 产生器就是产生满足均值为0，方差为1的高斯白噪声。实验中使用randn(m,n)函数产生一个m 行n 列的高斯噪声序列。 （4）、信号幅度控制：根据AWGN 信道模型，接收信号可以分别表示为 α就是当噪声功率归一化为1（0均值，方差为1）时，根据信噪比关系而计算出来的信号平均幅度 I I I r s n α=+Q Q Q r s n α=+22210log 10^10s s n n v SNR SNR v sqrt v v ??????=?=* ? ? ???????
（5）、QPSK 反映射及判决 ：对接收到的信号在4种可能的四种信号向量[(1,0), (0,1), (-1,0), (0,-1)]上投影(即进行点积)。投影最大的值所对应的信号向量就是所发送信号的符号值，然后恢复出比特流 （6）、误码率及误符号率统计： 误码率：将检测出来的比特流和发送的原始比特流进行比较，统计出出现错误的比特数 误符号率：将检测出来的比特流变成两组，构成符号，和发送端符号映射后的符号流进行比较，只要符号中任错一bit ，就算该符号出错。统计出现错误的符号数 三、 实验内容： 1、建立QPSK 的Matlab 仿真模型 2、对仿真模型中各个组成部分进行函数设计和功能仿真 randn('seed',10);mark=randn(1,LENGTH); subplot(2,2,1);plot(mark);title('watermarc:Gaussian noise'); 3、成型滤波器的设计 4、带限信道中的QPSK 调制解调 四、实验步骤： 1、开机，设置好本次仿真目录 2、进入matlab 环境，设置工作路径和目录 3、按照实验方法，一步步进行QPSK 各个模块的设计 s v α=
摘要 FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。二进制的基带信号是用正负电平来表示的。FSK--又称频移键控法。FSK 是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。 关键词：2FSK 基带信号载波调制解调
目录 摘要 0 一引言 (1) 二设计原理 (2) 2.1 2FSK介绍 (2) 2.2 2FSK调制原理 (2) 2.3 2FSK解调原理 (3) 三详细设计步骤 (4) 四设计结果及分析 (5) 4.1 信号产生 (5) 4.2 信号调制 (7) 4.3 信号解调 (8) 4.4 课程设计程序 (10) 五心得体会 (15) 六参考文献 (16)
一、引言 2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。本设计采用后者——开关法。2FSK信号的接受也分为相干和非相干接受两种，非相干接受方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。故本设计采用相干解调法。
二、 设计原理 2.1 2FSK 介绍： 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控 是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= (3-1) 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+-++-=∑∑ (3-2) 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 2.2 2FSK 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。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：
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： 载波 f1 载波 f2 二进制数据 2FS K 输出信号 2FS K 的调制原理图
QPSK已调信号生成 一、QPSK介绍 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying 的缩写，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。其有抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高等优点，广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。 二、实验平台和实验内容 １、实验平台 本实验是MATLAB环境中生成基本QPSK已调信号，只需要MATLAB12.0。２、实验内容 1.基带信号为周期127bits伪随机序列，信息比特速率：20kbps，载波频率： 20kHz（速率及频率参数现场可调整）； 2.在MATLAB环境中编写M代码搭建QPSK调制系统模型； 3.观测基带时域波形、已调信号时域波形； 4.观测基带发射星座图； 5.观测已调信号的功率谱（优先）或频谱； 三、实现框图及其原理分析 １、原理分析及其结构 QPSK与二进制PSK一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。载波相位取四个等间隔值之一，如л/4, 3л/4,5л/4,和7л/4。相应的E为发射信号的每个符号的能量，T为符号持续时间，载波频率f等于nc/T，nc为固定整数。每一个可能的相位值对应于一个特定的二位组。例如，可用前述的一组相位值来表示格雷码的一组二位组：10，00，01，11。 Ｓｉｎ（ｔ）＝2E/tｃｏｓ［２]4/ + ∏i］０＜＝ｔ＜＝Ｔ )1 - ft∏ 2( 其中，i＝１，２，３，４。 2、框图
四、实验结果与分析 图一基带信号为周期为127bits的伪随机序列。
图二：已调信号时域波形 带宽为7104 Hz
通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于 MATLAB 的QPSK系统仿真设计与实现 学生学号： 学生姓名： 所在班级： 任课教师： 2016年 10月25日
目录 系统的应用背景简介 (3) QPSK实验仿真的意义 (3) 实验平台和实验内容 (3) 实验平台 (3) 实验内容 (3) 二、系统实现框图和分析 (4) 、QPSK调制部分， (4) 、QPSK解调部分 (5) 三、实验结果及分析 (6) 、理想信道下的仿真 (6) 、高斯信道下的仿真 (7) 、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 (8) 总结： (10) 参考文献： (11) 附录 (12)
系统的应用背景简介 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。 QPSK实验仿真的意义 通过完成设计内容，复习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。 理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。 通过本次实验，除了和队友培养了默契学到了知识之外，还可以将次实验作为一种推广，让更多的学生来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实现方法。可以方便学生进行测试和对比。足不出户便可以做实验。 实验平台和实验内容 1.3.1实验平台 本实验是基于Matlab的软件仿真，只需PC机上安装MATLAB 或者以上版本即可。 （本实验附带基于Matlab Simulink （模块化）仿真，如需使用必须安装simulink 模块） 1.3.2实验内容 1.构建一个理想信道基本QPSK仿真系统,要求仿真结果有 a.基带输入波形及其功率谱 信号及其功率谱