基于labvieW的数字信号调制解调仿真实验

基于LabVIEW的信号与系统虚拟实验的开发与设计一、实验目的1.熟悉信号的幅值调制与解调原理。

2.了解信号调制与解调中频谱的变换，加深对调制与解调的明白得。

3.设计一个简单的多路通信系统。

4.熟悉LabVIEW软件的开发过程。

二、实验原理在通信和操纵系统中，为了能在一个信道中同时传输多路信号而不致相互干扰，在受信端又必须把各路信号分离出来，就必须采纳调制与解调技术。

假如不进行调制而是把被传送的信号直截了当辐射出去，那么有可能多路信号的频率相同，当它们混在一起的时候，最后就无法选择所需要的信号。

调制作用的实质是把各种信号的频谱搬移，使它们互不重叠地占据不同的频率范畴，也即信号分别托附于不同频率的载波上，最后就能够分离出所需频率的信号，不致相互干扰。

此问题的解决为在一个信道中传输多对通话提供了依据，这确实是利用调制与解调原理实现〝多路复用〞。

1. 调制系统原理调制系统的时域数学模型可用一个乘法器表示，如图1〔a〕，其中f〔t〕为调制信号即传输信号。

c〔t〕= cosω0t为载波信号，ω为载波频率；调制器的输出信号y〔t〕= f〔t〕c〔t〕。

-ω1ω1图1〔b〕f〔ty〔t〕图1(a)〔 〕-ωωC(ω)ω图1〔c〕假设调制信号f 〔t 〕的频谱为F 〔ω〕，占据-ω1至ω1的有限频带，如图1〔b 〕，将f 〔t 〕与c 〔t 〕进行时域相乘，即得到已调信号y 〔t 〕，依照卷积定理，可知输出信号y 〔t 〕的频谱为： Y 〔ω〕= F 〔f 〔t 〕c 〔t 〕〕=π21F 〔ω〕* C 〔ω〕 其中： C 〔ω〕= π〔δ〔ω－ω0〕＋δ〔ω＋ω0〕〕为余弦信号频谱，其频谱图如图1〔c 〕所示。

因此： Y 〔ω〕= 21〔F 〔ω－ω0〕＋F 〔ω＋ω0〕〕，其频谱图2所示：由图1和图2可见，通过调制后，使原信号的频谱发生移动但其形状不变，或者说将原先的信号搬移到高频率的载波信号上以便于通过线路进行有线传输或通过发射机进行无线传输。

一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境。

2、掌握LabVIEW的基本操作方法，并编写简单的程序。

3、了解数字信号的调制解调的原理。

4、利用LabVIEW进行数字信号的调制解调的仿真设计并调试。

二、实验设备清单1、微型计算机2、LabVIEW软件三、实验要求1、完成简单数字信号调制过程与解调过程。

2、载波信号要求为某个（频率自己设定）的正弦波或余弦波。

3、生成可执行文件，可以在没有该软件的环境下运行。

4、人机界面良好。

5、所有信号均采用LabVIEW仿真产生。

四、实验原理2ASK调制解调工作原理所谓的调制就是在发送端将所要传送的基带信号附加在高频信号上。

原始基带信号称为调制信号；高频信号就是作为调制信号的运载工具，称为载波信号；经过调制的高频信号称为已调波信号。

在接收端要想得到原始的基带信号，这就需要解调，解调其实就是调制的逆过程。

在信号调制中，由于正弦信号有幅值、频率、相位3 个参数，故可以对这3 个参数进行调制，分别称为调幅（Amplitude modulation ）、调频（Frequency modulation ）、调相（Phase modulation ）。

本次实验以调幅为例。

1、 2ASK 调制工作原理调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。

在2ASK 调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。

有载波输出时表示“1”，无载波输出时表示发送“0”。

2ASK 信号可表示为t t b t e c ωcos 0）（）（= （4-1）式中，c ω为载波角频率，是为单极性NRZ 矩形脉冲序列）（）（b an nT t g a t b -=∑ （4-2）其中，g (t )是持续时间为b T 的矩形脉冲，常称为门函数；n a 为二进制数字，当1=n a ，出现概率为P ；当0=n a ，出现概率为（1-P ）。

Value Engineering课程教学基本要求：试行[M].北京：高等教育出版社，2006.9.[2]赵燕.基于网络教学平台的精品课程网站建设[J].江苏科技信息，2011，（3）：30-32.[3]练永华.试论高职院校精品课程与互动开放式网络教学平台建设[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009,12(6):158-159.[4]何克抗，李文光.教育技术学[M].北京：北京师范大学出版社，2002.[5]李兆延等.网络教学平台的设计与实现[J].高等教育研究，2008，25（3）：45-48.基于LabVIEW 的频移键控调制解调系统仿真设计Simulation and Design of LabVIEW-based Frequency-shift Keying Modulation and Demodulation System马小青MA Xiao-qing ；侯亚玲HOU Ya-ling（西安欧亚学院信息工程学院，西安710065）（Information &Engineering School ，Xi'an Eurasia University ，Xi'an 710065，China ）摘要：文章以LabVIEW 软件为平台对4FSK 仿真系统进行了总体设计，并利用LabVIEW 软件平台对4FSK 的调制模块、解调模块以及调制解调综合模块进行系统仿真。

结果表明，在LabVIEW 软件平台上可以很方便对各种通信链路、调制解调、编码解码等进行动态系统仿真。

Abstract:The 4FSK simulation system was made overall design,taking LabVIEW software as a platform,and the modulation module,demodulation module as well as comprehensive module of modulation and demodulation of 4FSK with the use of LabVIEW software platform.The results show that it can be very convenient for a variety of communications links,modulation and demodulation,encoding and decoding to carry out dynamic system simulation in the LabVIEW software platform.关键词：LabVIEW ；4FSK ；仿真；调制与解调Key words:LabVIEW ；4FSK ；simulation ；modulation and demodulation 中图分类号：TP29文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0203-020引言数字技术的飞速发展与数字旗舰的广泛使用，使得数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。

<<无线通信Labview实验报告 >> ---数字调制解调实验Ⅰ实验目的进一步熟悉LabVIEW编程软件的基本操作，并且在编程的过程中可以加深对常见数字调制方式的理解，巩固基础知识。

实验介绍本实验的程序设计流程如图1所示。

信源生成文本PN序列选择调制方式BPSKQPSK添加噪声数字解调计算误码率数字调制图1程序设计流程图在程序中首先要完成对信源的生成和调制方式的选择，再按照所选的调制方式对信源进行调制；然后对调制后的信号添加噪声；之后对信号进行数字解调来恢复信源信息；最后对比解调后的数据和原始的信源数据，计算误码率。

本实验包含一个主程序和若干子程序。

其中主程序为Digital modulation，它的前面板。

图2 Digital modulation 程序框图本实验主程序的前面板是完整的，程序结构和大部分的子程序已都有，我们的小组任务 是编译好subMOD 、subPulseShaping 、subMatchFilter 、subDemod 这四个子程序。

实验内容：（1）subMOD 子程序这个子程序的作用是实现BPSK 或QPSK 的基带调制，即将输入的信源bit 序列映射到符号域，输出是复数形式的符号。

以BPSK 为例，BPSK 把一个信息位表示成一个符号，即映射出的符号有两种可能的相位。

在数学上，每比特调制信号表示为：()()b m b t f t s φπ+=2cos(4.1)式中，m f 是基带调制的频率，b φ是b=0或1时的相位偏移。

如果我们选择的两个相位分别是π/2和3π/2的话，可以将调制信号()t s b表示为：()()()()()⎩⎨⎧=-=+=12sin 2cos 002sin 2cos 0b if t f j t f b if t f j t f t s m m m m b ππππ (4.2)对应前面所说的将每一个bit 映射成一个复数符号，可以很容易的看出BPSK 的映射关系为：将信源0映射成1+i ，信源1映射成-1+i 。

基于LabVIEW的2PSK系统仿真根据2PSK调制与解调的原理和数学模型，基于LabVIEW对2PSK系统进行仿真，通过调整载波频率、码率等参数，观察不同参数设置时，2PSK系统的仿真结果。

仿真结果表明，设计较好的实现了2PSK信号的调制和解调过程，有助于加深对2PSK系统的理解。

标签：2PSK；调制；解调；仿真Abstract：According to the principle and mathematical model of 2PSK modulation and demodulation，the 2PSK system is simulated based on LabVIEW. By adjusting the parameters of carrier frequency and code rate，the simulation results of 2PSK system with different parameters are observed. Simulation results show that the design of 2PSK signal modulation and demodulation process is better to help deepen the understanding of the 2PSK system.Keywords：2PSK；modulation；demodulation；simulation1 概述数字无线电又称数字频带传输，其任务是在两个或多个点之间，传送经过数字调制的模拟载波信号，是一种广泛应用的通信系统[1]。

系统中传送的消息信号，即调制信号为数字信号，接收端解调得到的也是数字信号。

如果需要传送的消息信号为二进制序列码元信号，这时的数字调制系统称为二进制数字调制。

类似于模拟系统的调制，数字调制是用数字信号控制载波的幅度、频率或相位。

LabVIEW仿真实验2FSK调制与解调仿真实验12346055李璇一、实验目的1、学习使用LabVIEW进行仿真实验2、学习2FSK调制与解调的原理及实现方法。

二、实验内容1、采用模拟数字键控法进行2FSK调制，观测2FSK调制信号的波形。

2、采用非相干解调法进行2FSK解调，并对各过程的波形进行观察。

三、实验原理1、2FSK调制2FSK（二进制频移键控，Frequency Shift Keying）信号是用载波频率的变化来传递数字信息，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化。

2FSK信号的产生方法主要有两种：一种采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现，即在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通，使其在每一个码元期间输出f0或f1两个载波之一。

2FSK调制数字键控法原理框图为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz、192KHz正弦载波信号，载波1频率是数字信号码速率的整4倍关系，载波2频率是数字信号码速率的整2倍关系，即NRZ码为“1”的一个码元对应正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应正弦载波的2个周期。

实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ码用来控制门的通/断。

当NRZ码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，正弦载波1通过门1输出。

当NRZ码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，正弦载波2通过门2输出。

门的输出即为2FSK调制信号，如下图所示。

2、2FSK解调2FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。

采用过零检测法，其原理框图如图所示。

2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数可以得到关于频率的差异。

如上图所示，2FSK已调信号从“调制输入”测试点送入可重触发单稳态触发器中，“单稳1”触发器和“单稳2”触发器分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，即单稳态触发器分别检测出已调信号的0相位和π相位。

基于LabVIEW的信号调制与解调仿真设计
魏行强;李娟;李元盛
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2015(000)011
【摘要】设备测试和调制信号在通信系统等中广泛应用,但传统硬件调制电路设计复杂、价格昂贵、不易实现的特点,本文提出了基于LabVIEW虚拟仪器平台的信号调制仪.该信号调制仪可实现幅度调制与频率调制,以及两种调制信号的解调,并可加入幅值可调的均匀白噪声以模拟真实情况.仿真实验表明,该信号调制仪能满足实际试验需求.
【总页数】3页(P157-159)
【作者】魏行强;李娟;李元盛
【作者单位】北京信息科技大学自动化学院北京100192;北京信息科技大学自动化学院北京100192;北京四方继保自动化股份有限公司北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TN99
【相关文献】
1.基于Hatlab的数字传输信号调制与解调分析与仿真 [J], 杨兆飞
2.基于LabVIEW的光纤光栅传感干涉解调系统仿真设计 [J], 邝业成;余有龙;胡亮;李意峰
3.基于LabVIEW的频移键控调制解调系统仿真设计 [J], 马小青;侯亚玲
4.基于LabVIEW的FSK调制解调仿真设计 [J], 邵琦;杨絮;吕刚
5.基于LabVIEW的信号调制与解调仿真设计 [J], 魏行强[1];李娟[1];李元盛[2]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

虚拟仪器专题实验————调制与解调班级：信息 83*****学号：********调制与解调一、实验目标通信系统在人、系统之间的信息传递上起着至关重要的作用。

在所有的通信系统中，源信息都要先被某一发射装置或是调制器所处理，以将它变化到在通信信道上最适合传输的形式，而在接收端又可通过适当的处理将信号给予恢复。

调制就是将一个载有信息的信号嵌入另一个信号的过程，以便于有效地传输信号。

为了简化，本实验只对幅度调制与解调进行演示。

载有信息的调制信号和某一正弦载波信号相乘就得到已调信号。

而信号时域的相乘带来的就是其在频域的频谱的搬移，即调制信号的频谱搬移到载波信号的频率上。

二、实验要求本实验要求对一个复信号（如复正弦信号），对其作幅度调制，表现出信号的频谱的翻转和搬移的确切过程。

要求包括普通AM，双边带和单边带三种幅度调制方式。

本实验的演示界面上至少应包括如下内容：1. 原始信号频率（可改变）；2. 载波频率（可改变）；3. 调制后的频谱和波形；4. 解调后的频谱和波形；三、实验说明1. 请注意频谱不对称的信号的产生方法，这是本实验唯一的难点。

2. 所编程序应该有适当的注释，包括框图窗口中的局部变量都需要注释。

每个功能块也需要说明，程序中也需要旁注。

3. 最后要形成一个详细的报告，包括VI 的设计，演示的原理，在完成的过程中所遇到的问题及解决方法和最终的心得等等。

四、实验设计及运行结果设计分析：调制实质上是实现频谱的向上搬移（故最简单的实现基于信号相乘），而解调则是与之相反（故最简单的实现仍是信号相乘），但是在搬移过程中，因为信号相乘的特性，会产生互调频谱，故要通过滤波器滤去不利频率。

具体实现如下。

1、普通AM调制1．AM调幅波的时域表达式;其中：为调幅指数，为调制信号；为载波信号；Labview设计：调制信号波形及频谱图-1 参数设置与信号波形图-2调制信号频谱图-3已调信号频谱图-4解调信号频谱图-5 AM调制程序框图2. DSB调制DSB调制波的时域表达式为：其中：为调制波为载波调制信号波形及频谱图6-DSB调制解调参数设定与时域波形图-7DSB调制解调信号频谱图图-8DSB调制解调已调信号频谱图图-9DSB调制解调解调信号频谱图图10-DSB调制解调程序框图3. SSB调制SSBSC信号产生方法：滤波法带通滤波器调制信号波形及频谱图-11 SSB调制解调图-12 SSB调制解调调制信号频谱图图-13 SSB调制解调已调信号频谱图图-14 SSB调制解调解调信号频谱图图-15 SSB调制解调程序框图五、问题分析及解决1. 在调制时，再将载波频率增加到1kHz以上时，程序容易出现问题。