数字调制系统分析与仿真

引言本次实践开设的计算机课程设计为软件仿真，利用matla ｂ编写程序建立Ｍ文件对计算机实验进行仿真。

随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂,在通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为必不可少的一部分.随着信息技术的不断发展,涌现出了许多功能强大的电子仿真软件,如Ｗork ｂe ｅnc ｈ、Pr ｏte ｌ、Sys ｔｅｍview 、Matlab 等。

虚拟实验技术发展迅速，应用领域广泛,一些在现实世界无法开展的科研项目可借助于虚拟实验技术完成,例如交通网的智能控制、军事上新型武器开发等。

调制就是使一个信号(如光等)的某些参数(如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等）的特点变化的过程.解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。

对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。

在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送，从而实现消息的相互传递．消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。

把消息通过能量转换器件,直接转变过来的电信号称为基带信号。

A Ｍ是调幅(Amplitud ｅModu ｌation)，用AM 调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品,为我们的生活带来便利.用MAT ＬAB 仿真工具仿真的AM 调制解调与解调器抗干扰性能分析的工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析.通过对波形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比.寻找最佳调试解调途径已相当重要。

其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。

本文主要的研究内容是了解AM 信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法在不同的信噪比情况下的解调结果．先从ＡM 的调制研究,其次研究A Ｍ的解调以及一些有关的知识点，得出ＡM 信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图,然后利用MATLAB 编程语言实现对A Ｍ信号的调制与解调,给出不同信噪比情况下的解调结果对比。

数字调制系统误⽐特率（BER）测试的仿真设计及分析数字调制系统误⽐特率（BER）测试的仿真设计与分析⽬录⼀、概述 (2)⼆、课程设计要求及注意事项 (3)三、SystemView动态系统仿真软件 (4)1.SystemView系统的特点 (4)2.使⽤Systemview (4)四、数字调制系统BER测试的仿真设计与分析 (5)五、仿真系统组成及对应结果 (10)⼀、低频相⼲调制解调系统组成与分析 (10)⼆、⾼频相⼲调制解调系统BER测试仿真模型建⽴与分析 (12)三、⾼频差分相⼲调制解调BER测试仿真模型建⽴与分析 (16)四、⾼频差分与相⼲调制解调BER模型对⽐分析 (21)六、⼼得体会 (26)七、参考⽂献 (27)⼀、概述《通信原理》课程设计是通信⼯程、电⼦信息⼯程专业教学的重要的实践性环节之⼀，《通信原理》课程是通信、电⼦信息专业最重要的专业基础课，其内容⼏乎囊括了所有通信系统的基本框架，但由于在学习中有些内容未免抽象，⽽且不是每部分内容都有相应的硬件实验，为了使学⽣能够更进⼀步加深理解通信电路和通信系统原理及其应⽤，验证、消化和巩固其基本理论，增强对通信系统的感性认识，培养实际⼯作能⼒和从事科学研究的基本技能，在通信原理的理论教学结束后我们开设了《通信原理》课程设计这⼀实践环节。

Systemview是ELANIX公司推出的⼀个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化仿真平台。

从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到⼀般的系统数学模型建⽴等各个领域，Systemview 在友好⽽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。

它作为⼀种强有⼒的基于个⼈计算机的动态通信系统仿真⼯具，可达到在不具备先进仪器的条件下也能完成复杂的通信系统设计与仿真的⽬的，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和⽅案论证，尤其适合于⽆线电话、⽆绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进⾏各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放⼤器、RLC电路、运放电路等）进⾏理论分析和失真分析。

第31卷第1期2003年2月浙江工业大学学报J O U RN A L O F ZHEJI AN G U N IV ER SI T Y O F T ECHN O L O GY V o l.31No.1Feb.2003文章编号:1006-4303(2003)01-0042-06收稿日期:2002-04-20;修订日期:2002-12-05基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(601083)作者简介:孟利民(1963-),女,浙江金华人,副教授,在读博士,研究方向为通信信号处理和软件无线电。

全数字BPSK 调制解调系统的仿真孟利民,朱健军,赵新建,周利民(浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032)摘要:现代通信越来越依靠全数字处理技术,通信系统中的全数字调制解调意味着发射机及接收机将全部采用数字信号处理(DSP )算法,从而整个通信系统就可以用DSP 芯片或超大规模集成电路(V LSI)器件来实现。

对全数字BPSK 调制解调系统采用计算机仿真的方法进行研究能清楚地了解通信系统中所运用的数字信号处理技术,包括信息源、发送和接收滤波器、内插器以及判决器等全部采用数字信号处理算法来实现。

文章给出了BPSK 调制解调系统各个模块的算法和结构,运用M ATLAB 软件进行了仿真,得出了各个部分的时域和频域波形图,系统仿真的设计方法对QPSK 、16Q AM 等全数字调制解调系统的硬件实现具有实际的指导意义。

关键词:全数字调制解调;数字信号处理;M A TLAB 软件;系统仿真中图分类号:TN761.6 文献标识码:ASimulation for all -digital BPSK modulation and demodulation systemM EN G Li-min,ZHU J ia n-jun,ZHAO Xin-jian,ZHO U Li-min(College of Information Engineering ,Zh ejiang University of Tech nology ,Hang z h ou 310032,China )Abstract:All -digital processing technolog y is indispensable in m oder n comm unicatio n .All-digital m odulation and dem odulation mean that the tra nsmitter and receiv er will adopt digital sig nal processing (DSP)alg orith m entirely.So all co mmunicatio n sy stems may be im plemented by DSP chips o r V LSI devices.Th roug h the resea rch o n all-digital mo dula-tion and dem odulation system by co mputer simulatio n,w e can clea rly understand the digi-tal sig nal processing technolog y of co mmunicatio n sy stem w e use including the implemen-tatio n of informa tion stream ,the transmiting filter a nd receiving filter ,the interpola to r ,and the slicer ,etc .by using digital sig nal processing alg orithm entirely .This paper de-scribes the algo rithm and architecture of sev eral modules in the BPSK modula tio n and de-mo dulatio n sy stem.The all-digital BPSK modula tion and demodula tion system is simulat-ed by applying M ATLAB softwa re.It presents v arious figures o f the tim e field and the frequency field.The desig n scheme of system simulatio n takes on actual sig nificance fo r the hardw are implem enta tio n of QPSK,16Q AM ,etc.of all-digital modulatio n and de-mo dulatio n sy stem s.Key words:all -digital m odulatio n and dem odulatio n ;digital sig nal processing ;M ATLAB softw are ;system simula tion0　引　言近年来,随着电子技术和计算机技术的进步,尤其是数字信号处理器(DSP)芯片速度的提高,数字信号处理技术在通信系统中的应用已越来越引起人们的重视,从而全数字调制解调[1]及软件无线电概念应运而生。

实验三：2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书2012年11月一、实验目的1)对2ASK 与2FSK 数字调制系统进行建模仿真，了解其工作原理； 2)熟悉运用simulink 搭建完整信号调制解调系统；3)对比信号基带波形与解调后的波形差异，比较两种方法的优劣。

二、实验内容运用simulink 搭建完整的2ask 与2fsk 调制解调系统。

2ASK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由DSB AM 调制与解调器模拟2ASK 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器与显示器。

如果需要，也可加入频谱仪对前后的频谱进行分析。

2FSK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由基带M-FSK 调制与解调器模拟2fsk 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器及显示器构成。

如果需要，也可以加入频谱仪对前后频谱进行分析。

三、实验原理1 2ASK 调制解调原理数字幅度调制又称幅度键控（ASK ），二进制幅度键控记作2ASK 。

2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。

有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

根据幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为：式1式中，ωc 为载波角频率， s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列式2其中，g(t)是持续时间为Tb 、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；αn 为二进制数字序列。

式32ASK 信号的产生方法（调制方法）有两种，如下图所示。

图（a ）是一般的模拟幅度调制方法，这里的由式2规定；图（b ）是一种键控方法，这里的开关电路受控制。

图（c ）给出了及的波形示例。

二进制幅度键控信号，由于一个信号状态始终为0，相当于处于断开状态，故又常称为通断键控信号（OOK 信号）。

tt s t e c ωcos )()(0=∑-=n b n nT tg a t s )()(图1 2ASK 信号产生方法与波形示例2ASK 信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。

16QAM调制解调技术分析仿真作者：范小烨来源：《物联网技术》2014年第08期摘要：根据QAM调制解调的基本原理，以Matlab为开发平台，设计了16QAM数字调制解调系统并进行仿真分析，并在信噪比变化条件下，得到了不同进制QAM系统的误码率。

仿真结果表明，QAM调制相对PSK调制具有较好的性能。

关键词：正交幅度调制；仿真；Matlab中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）08-0047-020 引言在通信信息高度发达的今天，频带资源显得十分有限。

经过几代通信人的努力，研究得到了利用率比较高的数字调制方式-QAM（Quadrature Amplitude）。

时至今日QAM已经成为研究设计数字通信系统的主要内容之一。

近年来在QAM的研究方面取得了里程碑式的成果，上海506研究所和天津通广集团下属的一个通信机部门[1]、曾长华等（南京邮电大学）提出一种算法，是基于软件无线电的QAM调制[2]以及西安电子科技大学ISN国家重点实验室的侯立正、李维英等的16QAM调制系统主要部分的底层设计等，都是这方面研究成果的体现。

1 16 QAM工作原理1.1 QAM调制解调的原理正交振幅调制时域表达式如下：由公式（1）可知，调制信号由两个分别被一组离散的振幅{Am}，{Bm}调制的载波构成，且这两个载波相位相差90°。

（Tb是码元宽度，m=1，2…M），其中振幅{Am}，{Bm}可以表示成：1.2 QAM调制性能在评价QAM的性能时我们通常使用的几个参数有：峰值——均值比γ，星座点间最小欧几里德距离dmin和最小相位偏移θmin。

在不同的数字传输系统应用中，其参数要求不尽相同。

1.3 16 QAM调制解调原理如前所述，当进制数M>4 时，正交幅度调制信号的时域表达式为：2 16 QAM系统结构2.1 16 QAM的结构上文提到，在实际的工程应用中，一般通过正交调幅法或复合相移法生成I（t）、Q （t）。

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。

下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原理。

1.二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

2 .二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|?fs，则出现单峰。

3.二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。

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、QAMAbstract: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,QAM0 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。

基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真一、本文概述随着信息技术的飞速发展，数字通信在现代社会中扮演着日益重要的角色。

作为数字通信中的关键技术之一，数字调制技术对于提高信号传输的可靠性和效率至关重要。

在众多的数字调制方式中，2ASK （二进制振幅键控）因其实现简单、抗干扰能力强等优点而备受关注。

本文旨在通过MATLAB软件平台，对2ASK数字调制与解调系统进行仿真研究，以深入理解和掌握其基本原理和性能特点。

本文首先介绍了数字调制技术的基本概念，包括数字调制的基本原理、分类和特点。

在此基础上，重点阐述了2ASK调制与解调的基本原理和实现方法。

通过MATLAB编程，本文实现了2ASK调制与解调系统的仿真模型，并进行了性能分析和优化。

在仿真研究中，本文首先生成了随机二进制信息序列，然后利用2ASK调制原理对信息序列进行调制，得到已调信号。

接着，对已调信号进行信道传输，模拟了实际通信系统中的噪声和干扰。

在接收端，通过2ASK解调原理对接收到的信号进行解调，恢复出原始信息序列。

通过对比分析原始信息序列和解调后的信息序列，本文评估了2ASK 调制与解调系统的性能，并讨论了不同参数对系统性能的影响。

本文的仿真研究对于深入理解2ASK数字调制与解调原理、优化系统性能以及指导实际通信系统设计具有重要意义。

通过MATLAB仿真平台的运用，本文为相关领域的研究人员和实践工作者提供了一种有效的分析和优化工具。

二、2ASK数字调制技术原理2ASK（二进制振幅键控）是一种数字调制技术，主要用于数字信号的传输。

它的基本思想是将数字信号（通常是二进制信号，即0和1）转换为模拟信号，以便在模拟信道上进行传输。

2ASK调制的关键在于根据数字信号的不同状态（0或1）来控制载波信号的振幅。

在2ASK调制过程中，当数字信号为“1”时，载波信号的振幅保持在一个较高的水平；而当数字信号为“0”时，载波信号的振幅降低到一个较低的水平或者为零。

实验一 16QAM调制与解调仿真一、实验目的（1）掌握16QAM调制与解调原理。

（2）掌握Matlab/Simulink仿真软件使用方法。

（3）设计16QAM调制与解调仿真电路，观察同相支路、正交支路波形及16QAM星座图。

二、实验环境与仪器Windows98/2000/XP、Matlab（R2010a）/Simulink三、实验内容1、熟悉地掌握了MATLAB软件在通信系统设计与仿真的基本步骤与方法。

2、搭建16QAM调制解调仿真系统；3、运行仿真系统，得出各模块部分的波形及并进行分析。

四、实验原理1、16QAM调制原理16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。

它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。

正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。

16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。

16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。

这里采用正交调幅法。

16QAM正交调制的原理如下图1.1所示。

图1.1 16QAM调制器组成框图图中串/并变换器将速率为Rb的二进制码元序列分为两路，速率为Rb/2。

2-4电平变换为Rb/2的二进制码元序列变成速率为RS=Rb/log216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘，完成正交调制，两路信号叠加后产生16QAM信号。

在两路速率为Rb/2的二进制码元序列中，经2-4电平变换器输出为4电平信号，即M=16。

经4电平正交幅度调制和叠加后，输出16个信号状态，即16QAM RS=Rb/log216=Rb/4，本实验采用便是这种方式。

2、QAM解调原理16QAM信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM信号进行正交相干解调，一路与cosωct相乘，一路与sinωc t相乘。

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、QAMAbstract: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,QAM0 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。

实验三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较一、实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系。

二、实验内容设定噪声为高斯白噪声, 对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计, 并与理论值进行比较, 以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。

三、实验原理2ASK: 有两种解调方法: 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。

其中包络检波法不需相干载波, 利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点, 取出其包络, 经抽样判决即可恢复数码。

相干解调需要与相干载波相乘。

2FSK: 常用的解调方法: 非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。

将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。

其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小, 可以不专门设置门限。

判决规则应与调制规则相呼应。

例如,若调制时规定“1”-》载频f1, 则接收时应规定: 上支路样值>下支路样值判为1, 反之则判为0.2PSK: 该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变, 通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”。

2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。

解调时必须有与此同频同相的同步载波。

而2PSK信号是抑制载波的双边带信号, 不存在载频分量, 因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。

只有采用非线性变换, 才能产生新的频率分量。

2DPSK: 由于2DPSK信号对绝对码{an}来说是相对移相信号, 对相对码{bn}来说是绝对移相信号。

因此, 只需在2PSK调制器前加一个差分编码器即可产生2DPSK信号。

解调：1、极性比较法（码变换法）（相干解调）, 此法即是2PSK解调加差分移码。

实验二 基于simulink 的2ASK 有扰通信系统仿真一、实验目的1、熟悉2ASK 系统的调制、解调原理2、进一步熟悉MATLAB 环境下的Simulink 仿真平台3、提高学生分析问题和解决问题的能力二、实验原理1、2ASK 调制原理a)2ASK 的时间波形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。

设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P ，发送1符号的概率为1-P ，且相互独立。

该二进制符号序列可表示为)()(S nn nT t g a t s -=∑其中，⎩⎨⎧=P -P 110发送概率为发送概率为n a T s 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为T s 的矩形脉冲:⎩⎨⎧≤≤=其他001)(s T t t g则二进制振幅键控信号可表示为t nT t g a t t s t s c s n n c ASK ωωcos )(cos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==∑ 典型波形如图1-1所示图1-1 典型2ASK 波形由图1-1可以看出，2ASK 信号的时间波形e 2ASK (t)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）。

b)2ASK 信号的功率谱密度由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程，所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程，因此在频率域中只能用功率谱密度表示。

2ASK 信号功率谱密度的特点如下：(1)由连续谱和离散谱两部分构成，连续谱由调制信号g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；(2)已调信号波形的带宽是基带脉冲波形带宽的2倍。

2ASK 信号功率谱密度推导：设调制信号s(t)为单极性不归零码，码元间隔为T s ，高电平设为A ，低电平为0，则)(t s 的功率谱)(f P s 为 )(4)(4)(222f A fT Sa T A f P s s s δπ+= 已调信号为t nT t g a t t s t s c S n n c ASK ωωcos )(cos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==∑，其功率谱为[])()(16)()(sin )()(sin 16)(2222c c s c s c s c s c s e f f f f A T f f T f f T f f T f f T A f P -+++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+++=δδππππ图1-2 2ASK 信号的功率谱密度示意图图中，sb T f 1=，为调制信号s(t)的带宽，数值上也等于码元速率。

QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统Matlab仿真实现1. 引言1.1 背景介绍MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术和OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是目前无线通信领域中常用的关键技术。

MIMO技术通过在传输端和接收端利用多个天线进行数据传输，从而提高系统的传输效率和抗干扰性能。

而OFDM技术则利用频谱分割和并行传输的方式，提高信道传输效率和抗多径干扰的能力。

本文将结合QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制和16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制两种常见调制方式，设计并实现MIMO-OFDM系统。

QPSK调制使用4个相位点来表示传输信号，适用于简单的调制场景；而16QAM调制则利用16个不同的信号点表示传输信号，可以提高传输速率和频谱利用效率。

通过Matlab仿真实现这两种调制方式下的MIMO-OFDM系统，并进行性能分析和实验结果展示，旨在探究不同调制方式对系统性能的影响，为未来的无线通信系统设计提供参考和借鉴。

1.2 研究意义研究QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的意义在于探索该组合对系统性能的影响，进一步优化系统设计和参数配置。

通过比较不同调制方式下MIMO-OFDM系统的性能表现，可以为实际通信系统的部署提供重要参考依据。

研究还有助于深化对多址接入、信道编解码等关键技术的理解，并为提高系统的可靠性、稳定性和数据传输速率提供技术支持。

探究QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的研究意义重大，不仅可以促进通信技术的进步，还可以为实际应用中的无线通信系统提供更加稳定和高效的解决方案。

1.3 研究目的研究目的：通过对QPSK和16QAM调制下MIMO-OFDM系统的设计和仿真实现，旨在探究在多输入多输出和正交频分复用技术的基础上，如何提高系统的性能和可靠性。

1 绪论随着世界通信产业的迅速发展，特别是移动通信技术高速发展，移动用户新需求的迅速增加，新的业务不断产生，人们已不满足单一的语音通信服务，而希望能利用移动电话进行图像、声音、数据等多媒体信息的通信。

但由于多媒体通信比传统的语音通信需要更大的信道容量，这样给非常有限的频谱资源提出了严峻考验。

可靠、高效、稳定的数字通信体制对于数字多媒体通信系统的实现起到了至关重要的作用。

正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。

正交振幅调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。

1.1 课题背景及意义以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为代表的第三代移动通信网络除了支持传统的话音业务以外，还推出了大容量的宽带数据服务，与以GSM、CDMAIS95标准为代表的第二代移动通信系统相比，在技术上，3G系统的上下行速率理论上可以达到2Mbit/s左右的水平，它可以提供包括视频在内的各种多媒体宽带应用服务，诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更多的延迟。

为了满足此要求，WCDMA对空口接口作了改进，引入了HSDPA技术，使之可支持高达lOMbit/s的峰值速率。

在HSDPA系统中引进了AMC技术，在HSDPA系统中AMC的调制选择了低阶的QPSK和高阶的16QAM，作为其调制方式。

同样，作为宽带无线接入技术，韩国引入了WiBro技术，它可采用三种调制方式，包括QPSK、16QAM、64QAM等。

而目前作为中国国内唯一拥有自主知识产权的高速率无线宽带接入技--MeWiLL，McWiLL终端接入设备CPE亦采用QPSK/8PSK/QAMl6/QAM64自适应调制技术。

通讯系统原理课程设计设计题目：2FSK调制与解调系统设计与仿真姓名:院（系）：专业：指导老师：日期：2FSK调制与解调系统设计与仿真指导教师摘要：本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK 数字调制系统解调器的设计。

该设计模块包含信源调制、发送滤波器模块、信道、接受滤波器模块、解调以及信宿，并未各个模块进行相应的参数设置。

在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作，最后通过观察仿真图形进行波形分析及系统的性能评价。

关键词：2FSK MATLAB 调制解调引言：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，即由调频器产生的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信号的接收也分为相干和非相干接收两种，非相干接收方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。

故本设计采用相干解调法。

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。

河北联合大学轻工学院通信原理课程设计设计报告课题名称： AM及FM调制系统设计与仿真专业班级： 08级通信一班组数：（1）成员及学号：一、设计内容概述调制在通信系统中有十分重要的作用。

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，从而将信号转换成合适于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的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。

AM 信号的调制属于频谱的线性搬移，它的解调往往采用非相干解调即包络解调方式；而FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调有相干和非相干解调两种方式。

本课程设计使用的仿真软件为Matlab6.5，利用Matlab集成环境下的M文件，编写程序来实现模拟调制中的振幅调制AM和频率调制FM的设计和仿真，并分析绘制基带信号即调制信号、载波信号、已调信号的时域波形和频域波形，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。

二、仿真软件介绍MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB 产品的美国Mathworks公司的创始人之一。

MATLAB是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。

MATLAB的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数，它将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，应用MATLAB可方便地解决复杂数值计算问题。

此外，MATLAB还具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。

MATLAB以一系列称为工具箱的应用指定解答为特征。

对多数用户十分重要的是，工具箱使你能学习和应用专门的技术。

工具箱是MATLAB函数（M-文件）全面的综合，这些文件把MATLAB的环境扩展到解决特殊类型问题上。

具有可用工具箱的领域有：信号处理，控制系统神经网络，模糊逻辑，小波分析，模拟等等，从而使其被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作中。

2ASK、2FSK、2PSK数字调制系统的Matlab实现及性能分析比较引言:数字信号有两种传输方式，分别是基带传输方式和调制传输方式,即带通，在实际应用中,因基带信号含有大量低频分量不利于传送，所以必须经过载波和调制形成带通信号，通过数字基带信号对载波某些参量进行控制，使之随机带信号的变化而变化，这这一过程即为数字调制。

数字调制为信号长距离高效传输提供保障，现已广泛应用于生活和生产中.另外根据控制载波参量方式的不同，数字调制主要有调幅（ASK ），调频(FSK ），调相(PSK) 三种基本形式。

本次课题针对于二进制的2ASK 、2FSK 、2PSK 进行讨论，应用Matlab 矩阵实验室进行仿真,分析和修改，通过仿真系统生成一个人机交互界面，以利于仿真系统的操作。

通过对系统的仿真，更加直观的了解数字调制系统的性能及影响其性能的各种因素,以便于比较，评论和改进。

关键词： 数字，载波，调制,2ASK,2FSK ，2PSK ，Matlab ，仿真，性能，比较，分析正文：一 。

数字调制与解调原理1.1 2ASK（1）2ASK2ASK 就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。

由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号"1时，传输载波;当调制的数字信号为"0"时,不传输载波。

表达式为：⎩⎨⎧===001,cos )(2k k c ASK a a t A t s 当，当ω1。

2 2FSK2FSK 可以看做是2个不同频率的2ASK 的叠加，其调制与解调方法与2ASK 差不多，主要频率F1和F2，不同的组合产生所要求的2FSK 调制信号. 公式如下：1。

3 2PSK2PSK 以载波的相位变化为基准，载波的相位随数字基带序列信号的1或者0而改变，通常用已经调制完的载波的0或者π表示数据1或者0，每种相位与之一一对应。

二进制数字调制仿真及性能分析摘要：数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的三种基本调制方法，然后，运用Matlab对这几种数字调制方法进行编程和仿真。

通过仿真，观察了调制过程中各环节时域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。

最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。

关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；数字通信系统现代数字通信系统由两个主要部分构成：数字信号的基带传输系统和数字信号的频带传输系统，其中，数字信号频带传输系统的应用最为广泛。

频带传输系统是指将原始的数字基带信号，经过频谱搬移，变换成适合在频带上传输的频带信号，而传输这种信号的系统就称为频带传输系统。

在频带传输系统中，根据已调信号参数改变类型的不同，可分为用基带信号控制一个载波幅度的数字调幅信号(ASK)；用基带信号控制一个载波频率的数字调频信号(FSK)和用基带信号控制一个载波相位的数字调相信号(PSK)。

本文将对二进制的数字信号进行仿真分析。

1.2数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。

根据控制的载波参量的不同，数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此，大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

另外，由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入综合业务数字网（ISDN网），所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。

因此，对数字通信系统的分析与研究越来越重要，数字调制作为数字通信系统的重要部分之一，对它的研究也是有必要的。