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基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计调制是无线通信系统中的重要环节，主要用于在传输信号过程中对信号进行编码和解码，以实现信号的传输和接收。
MATLAB作为一种强大的数学仿真工具，可以方便地进行调制系统的仿真设计。
调制系统一般包括三个主要部分：调制器、信道和解调器。
调制器负责将发送信号进行编码，以适应信道传输的需求；信道主要是指无线信号在传输过程中的传播环境，会受到各种影响，如多径效应、噪声等；解调器对接收到的信号进行解码，恢复出原始信号。
在MATLAB中，可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制系统的仿真设计。
以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程：1.确定调制方式：首先确定要使用的调制方式，比如常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）、相位调制（PM）等。
根据需求选择合适的调制方式。
2.信号生成：使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。
可以选择不同的函数生成不同的信号，如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。
3.调制器设计：根据选择的调制方式，设计相应的调制器。
比如对于AM调制，可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现；对于FM调制，可以通过改变载波频率的方式来实现。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现这些调制方式。
4.信号传输：将调制后的信号传输到信道中。
可以在仿真中模拟不同的信道情况，如加入噪声、多径效应等。
MATLAB提供了相关函数来模拟这些信道效应。
5.解调器设计：设计相应的解调器以恢复原始信号。
解调器的设计与调制器的设计相对应。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现解调器。
6.信号分析：对仿真结果进行分析。
可以通过绘制波形图、功率谱密度图等来观察信号在传输过程中的变化。
除了上述基本的仿真设计流程外，还可以在仿真过程中加入其他功能，如信号压缩、信号变换等。
MATLAB提供了大量的工具箱，可以方便地实现这些功能。
总之，基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的工作过程，以及对不同信道效应的影响。
创新实践报告报告题目：基于matlab的通信系统仿真学院名称：信息工程学院*名：***班级学号：***师：**二O一四年十月十五日目录一、引言 (3)二、仿真分析与测试 (4)2.1 随机信号的生成 (4)2.2信道编译码 (4)2.2.1 卷积码的原理 (4)2.2.2 译码原理 (5)2.3 调制与解调 (5)2.3.1 BPSK的调制原理 (5)2.3.2 BPSK解调原理 (6)2.3.3 QPSK调制与解调 (7)2.4信道 (8)2.4.1 加性高斯白噪声信道 (8)2.4.2 瑞利信道 (8)2.5多径合并 (8)2.5.1 MRC方式 (8)2.5.2 EGC方式 (9)2.6采样判决 (9)2.7理论值与仿真结果的对比 (9)三、系统仿真分析 (11)3.1有信道编码和无信道编码的的性能比较 (11)3.1.1信道编码的仿真 (11)3.1.2有信道编码和无信道编码的比较 (12)3.2 BPSK与QPSK调制方式对通信系统性能的比较 (13)3.2.1调制过程的仿真 (13)3.2.2不同调制方式的误码率分析 (14)3.3高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 (15)3.3.1信道加噪仿真 (15)3.3.2不同信道下的误码分析 (15)3.4不同合并方式下的对比 (16)3.4.1 MRC不同信噪比下的误码分析 (16)3.4.2 EGC不同信噪比下的误码分析 (16)3.4.3 MRC、EGC分别在2根、4根天线下的对比 (17)3.5理论数据与仿真数据的区别 (17)四、设计小结 (19)参考文献 (20)一、引言现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂；另一方面，要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。
这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
在这种迫切的需求之下，MATLAB应运而生。
本科毕业设计论文题目：基于MATLAB的通信系统信道编码的研究及其仿真所在系：电气与信息工程系专业：电子信息工程班级：学号学生姓名：指导老师：摘要论文题目：基于MATLAB的通信系统信道编码的研究及仿真学科专业：电子信息工程姓名：班级：电信学号：指导教师：摘要现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂:另一方面，要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。
这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
现代计算机科学技术快速发展，已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件，使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程. 对通信系统的发展起着举足轻重的作用。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。
本文首先介绍了通信系统仿真的墓本内容，包括通信系统仿真的一般步骤MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink 以及S-函数的相关概念。
从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的。
本文对通信系统中的一些重要环节，包括信道、噪声、模拟信号的数字化传输、信道编码以及信号调制的原理、方法和过程进行了详细的阐述。
理论知识是用来指导具体实践的。
本文在深刻理解通信系统理论的基础上利用MATLAB强大的仿真功能，设计了许多具体的通信系统仿真模型。
在仿真模型设计过程中，本文对模型设计的目的、具体的结构组成、仿真流程以及仿真结果都给出了具体详实的分析和说明。
最后,本文对所做的研究工作进行了总结，并且提出了今后的工作和研究方向。
关键词：通信系统，仿真，MATLAB. S-函数，系统设计西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）ABSTRACTTitle: The communications system based on MATLAB simulation research and channel codingApplicant: Li JieSpeciality: Electronic information projectABSTRACTModern social development requirements will increasingly communication system, performance and high, more and more complex, on the other hand, the requirement communication system technology research and product development and shorten the cycle, reduce cost, improve level. So sharp opposition in two aspects, only through the use of powerful computer aided analysis and design techniques and tools to achieve. The modern computer science and technology development, have developed a new generation of visual simulation software. These powerful simulation software, communication system design and analysis of the simulation process relatively intuitive and convenient, which also makes communication system simulation technology faster development. Communication system simulation through the communication system design process of the development of communication system. Plays an important role. Communication system Simulation has extensive adaptability and good flexibility and help us to better research communications system performance. This paper introduces the system simulation of the content, including the communication system of general steps of MATLAB simulation of a visualization simulation tools and Simulink related concepts - function. From the theory of communication system intensive study is very necessary. This paper is an important link of some of the communication system, including channel simulation signal and noise, the digital transmission, channel coding modulation signal and the principle, method and process in detail. Knowledge is used to guide practice. Based on the profound understanding of the communication system based on the theory of MATLAB simulation, the design of the function of many specific communication system simulation model. In the design process simulation model, this model is designed, specific structure, simulation process and the simulation results are given detailed analysis and explanation. Finally, this paper studies are summarized, and working for the future work and puts forward research direction.KEY WORDS: communication system, simulation of MATLAB. S - function, systemdesign西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）目录目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1 绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 选题目的 (2)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究内容及技术方法 (2)1.5研究课题的方案设计 (3)2 通信原理及通信系统仿真简介 (5)2.1 通信发展及趋势 (5)2.1.1 通信发展史简介 (5)2.2 通信的基本概念 (6)2.3 通信系统仿真及其重要作用 (7)2.3.1 通信系统仿真的概念 (7)2.3.2 通信系统仿真的重要作用 (8)3 通信系统仿真相关内容概述 (11)3.1 通信系统仿真的一般步骤 (11)3.1.1 仿真建模 (11)3.1.2 仿真实验 (11)3.1.3 仿真分析 (12)3.2 用于仿真的软件 (12)3.2.1 MATLAB (12)3.2.2 MATLAB的发展及特点 (13)3.2.3 MATLAB在通信仿真中的应用 (14)3.3 SIMULINK (15)3.3.1 Simulink概述 (15)3.3.2 Simulink仿真过程 (19)3.4 S-函数 (20)4 通信系统信道编码的研究及仿真 (23)4.1 信道编码概念 (23)4.1.1 信道编码概念及任务 (23)4.2 信道编码的分类 (23)4.2.1分组编码 (23)4.2.2循环冗余码 (24)西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）4.2.3卷积编码 (25)4.3仿真系统设计 (25)4.3.1 RS编码纠错性能分析 (25)4.3.2 CRC-16编码检错性能分析 (32)4.3.3卷积编码软判决译码和硬判决译码性能分析 (40)5.1 总结 (49)5.2展望 (49)致谢 (51)参考文献 (53)1 绪论1 绪论1.1选题意义随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已成为今天分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。
基于MATLAB 的调制解调与信道编译码仿真摘要:随着信息时代的步伐，通信技术得到了全面的发展，信息技术已成为了21世纪最强大的国际化动力。
在通信技术中，信息的调制、解调和误码纠错都占有重要的地位。
MATLAB 作为一款功能强大的数学工具软件，在通信领域中得到了很广泛的应用。
本文基于MATLAB 对信号进行模拟仿真设计，实现对二进制相移键控、循环码的纠错仿真、BPSK 的调制解调等进行仿真设计。
关键字：MATLAB 、调制解调、2PSK 、BPSK 、重复码。
一 、二进制和四进制相移键控调制仿真设计1.1 二进制相移键控（2PSK ）原理相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息的，而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中常用0和π分别表示二进制“0”和“1”，2PSK 的信号时域表达式为:2t )e c pskn w t ϕ+（）=Acos( n ϕ表示为第n 个符号的绝对相位，因此上式可改写为:2Acosw t -Acosw t 1-P Pe {psk c c t （）=概为概率为率 由于表示信号的两种码形完全相同，极性相反，故2PSK 信号一般表示一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘。
2p ()sk e t =s(t)cosw c t其中：s(t)=∑n a g(t-nTs);这里，g(t)为脉宽Ts 的单个矩形脉冲；n a 的统计特征为 n a =概率为 概率为即发送二进制“0”时（a 1n =+），2p ()sk t e 取0相位；发送二进制符号“1”时（a 1n =+），2p()sk t e 取π相位。
这种以载波的不同相位直接法去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。
2PSK信号时间波形2PSK信号的调制原理如下图所示，与2ASK的产生方法相比，只是对s(t)的要求不同，在2ASK中s(t)是单极性的，而在2PSK中s(t)是双极性的基带信号。
（a）模拟调制方法（b）键控法2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调原理如下原理框图所示，在相干解调中，如何得到与接受的2PSK信号同频同相的相干载是关键问题，后续进一步介绍。
1 课程设计目的1.1 对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制相移键控（2psk）及解调技术、高斯噪声信道原理、以及信源编码中香农编码、信道编码中hamming码的基本原理等。
1.2 建立完整的基于2psk和(7,4)循环码的数字通信系统仿真模型，包括2psk调制解调及香农、hamming码的编译码；1.3 在信道中加入高斯噪声，观察系统的纠错能力，统计误码率，并进行分析。
1.4 锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。
学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，增强我们的动手能力。
2 课程设计正文这次课程设计的主要任务是运用MATLAB编程实现2PSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，讨论其调制和解调效果。
了解高斯噪声信道原理、以及香农编译码、hamming编译码的原理。
2.1 性能指标2.1.1 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。
本实验详细介绍了PSK波形的产生和仿真过程。
我们可以系统的了解基本原理，以及得到数字调制波形的方法。
利用MATLAB仿真可更好的认识2PSK信号波形的调制过程。
图1 相应的信号波形的示例1 0 12.1.2 将文字、数字或其他对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。
通过本次设计,了解香农—费诺编码的具体过程,通过编程实现编码,利用matlab 实现费诺编码。
2.1.3 当计算机存储或移动数据时，可能会产生数据位错误，这时可以利用汉明码来检测并纠错，简单的说，汉明码是一个错误校验码码集，由Bell实验室的R.W.Hamming发明，因此定名为汉明码。
2.2 matlab代码2.2.1 香农编码%*******************************%香农编码***********************************A=[0.4,0.3,0.1,0.09,0.04,0.07];A=fliplr(sort(A));%降序排列[m,n]=size(A);for i=1:nB(i,1)=A(i);%生成B的第1列end%生成B第2列的元素a=sum(B(:,1))/2;for k=1:n-1if abs(sum(B(1:k,1))-a)<=abs(sum(B(1:k+1,1))-a) break;endendfor i=1:n%生成B第2列的元素if i<=kB(i,2)=0;elseB(i,2)=1;endend%生成第一次编码的结果END=B(:,2)';END=sym(END);%生成第3列及以后几列的各元素j=3;while (j~=0)p=1;while(p<=n)x=B(p,j-1);for q=p:nif x==-1break;elseif B(q,j-1)==xy=1;continue;elsey=0;break;endendendif y==1q=q+1;endif q==p|q-p==1B(p,j)=-1;elseif q-p==2B(p,j)=0;END(p)=[char(END(p)),'0'];B(q-1,j)=1;END(q-1)=[char(END(q-1)),'1'];elsea=sum(B(p:q-1,1))/2;for k=p:q-2if abs(sum(B(p:k,1))-a)<=abs(sum(B(p:k+1,1))-a);break;endendfor i=p:q-1if i<=kB(i,j)=0;END(i)=[char(END(i)),'0'];elseB(i,j)=1;END(i)=[char(END(i)),'1'];endendendendp=q;endC=B(:,j);D=find(C==-1);[e,f]=size(D);if e==nj=0;elsej=j+1;endendBAEND2.2.2 香农译码%********************************%香农解码******************************** jg=[];for x=1:100if ccc(x,1)==0&ccc(x,2)==0&ccc(x,3)==0&ccc(x,4)==0 jg(x)=1;elseif ccc(x,1)==0&ccc(x,2)==0&ccc(x,3)==1&ccc(x,4)==0 jg(x)=2;elseif ccc(x,1)==1&ccc(x,2)==1&ccc(x,3)==0&ccc(x,4)==0 jg(x)=3;elseif ccc(x,1)==1&ccc(x,2)==1&ccc(x,3)==0&ccc(x,4)==1 jg(x)=4;elseif ccc(x,1)==1&ccc(x,2)==1&ccc(x,3)==1&ccc(x,4)==0 jg(x)=6;elseif ccc(x,1)==1&ccc(x,2)==1&ccc(x,3)==1&ccc(x,4)==1 jg(x)=5;end;end;jg2.2.3 Hamming编码%******************************汉明编码*********************************** hh=encode(e,7,4,'hamming/fmt');hh2.2.4 Hamming译码%********************************汉明解码********************************* ddd=reshape(bc,7,100);abc=ddd';ccc= decode(abc,7,4,'hamming/fmt')2.2.5 信源%*****************************信源***************************************** aa = randsrc(1,100,[symbols;p]);aae=zeros(100,4)for i = 1 : 1:100switch aa(i)case 1e(i,:)=[0,0,0,0]case 2e(i,:)=[0,0,1,0]case 3e(i,:)=[1,1,0,0]case 4e(i,:)=[1,1,0,1]case 6e(i,:)=[1,1,1,0]case 5e(i,:)=[1,1,1,1]end;end;2.2.6 2psk调制解调%*******************************2PSK调制解调******************************* code=[]for z=0:99for t=1:7code(7*z+t)=hh(z+1,t)endendcp=[];mod1=[];f=2*2*pi;t=0:2*pi/199:2*pi;for n=1:length(code);if code(n)==0;A=zeros(1,200);%每个值200个点elseif code(n)==1;A=ones(1,200);endcp=[cp A]; %s(t),码元宽度200c=cos(f*t);%载波信号mod1=[mod1 c];%与s(t)等长的载波信号,变为矩阵形式endfigure(1);subplot(4,2,1);plot(cp);grid on;axis([0 200*length(code) -2 2]);title('二进制信号序列');cm=[];mod=[];for n=1:length(code);if code(n)==0;B=ones(1,200);%每个值200个点c=cos(f*t); %载波信号elseif code(n)==1;B=ones(1,200);c=cos(f*t+pi); %载波信号endcm=[cm B]; %s(t),码元宽度200mod=[mod c]; %与s(t)等长的载波信号endtiaoz=cm.*mod;%e(t)调制figure(1);subplot(4,2,2);plot(tiaoz);grid on;axis([0 200*length(code) -2 2]);title('2PSK调制信号');figure(2);subplot(4,2,1);plot(abs(fft(cp)));axis([0 200*length(code) 0 400]);title('原始信号频谱');figure(2);subplot(4,2,2);plot(abs(fft(tiaoz)));axis([0 200*length(code) 0 400]);title('2PSK信号频谱');2.2.7 带有高斯白噪声的信道tz=awgn(tiaoz,10);%信号tiaoz中加入白噪声，信噪比为10figure(1);subplot(4,2,3);plot(tz);grid on;axis([0 200*length(code) -2 2]);title('通过高斯白噪声信道后的信号'); figure(2);subplot(4,2,3);plot(abs(fft(tz)));axis([0 200*length(code) 0 400]);title('加入白噪声的2PSK信号频谱');jiet=2*mod1.*tz;%同步解调figure(1);subplot(4,2,4);plot(jiet);grid on;axis([0 200*length(code) -2 2]);title('相乘后信号波形');figure(2);subplot(4,2,4);plot(abs(fft(jiet)));axis([0 200*length(code) 0 400]);title('相乘后信号频谱');2.2.8 低通滤波器fp=300;fs=700;rp=3;rs=20;fn=11025;ws=fs/(fn/2); wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率[n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs);%计算阶数和截止频率[b,a]=butter(n,wn);%计算H(z）figure(4);freqz(b,a,1000,11025);subplot(2,1,1);axis([0 4000 -100 3 ])title('LPF幅频相频图');jt=filter(b,a,jiet);figure(1);subplot(4,2,5);plot(jt);grid onaxis([0 200*length(code) -2 2]);title('经低通滤波器后信号波形')figure(2);subplot(4,2,5);plot(abs(fft(jt)));axis([0 200*length(code) 0 400]);title('经低通滤波器后信号频谱');2.2.9 抽样判决bc=[];for m=1:200*length(code);if jt(m)<0;jt(m)=1;elseif jt(m)>=0;jt(m)=0;endendfor bx=0:699bc(bx+1)=jt(bx*200+100)endbcfigure(1);subplot(4,2,6);plot(bc);grid onaxis([0 200*length(code) -2 2]);title('经抽样判决后信号s^(t)波形')figure(2);subplot(4,2,6);plot(abs(fft(bc)));axis([0 length(code) 0 50]);title('经抽样判决后信号频谱');2.2.10 误码率%**********************误码率************************************** [zcl,mc]=symerr(jg,aa)2.3 程序执行图3 总结一周的基于MATLAB的数字调制信号仿真分析课程设计让我获益颇深。
实验报告书------基于Matlab的调制解调技术仿真基于Matlab的调制解调技术仿真班级：姓名：学号：一、设计原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须使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。
数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
二、实验仪器1、电脑-MATLAB 一台三、实验目的1、掌握数字带通BPSK调制解调相关知识2、运用MATLAB进行编程实现BPSK的调制解调过程3、仿真输出调制前的基信号、调制后的BPSK信号，解调器在接收到信号后解调的各点的信号波形4、对仿真结果进行分析四、实验报告（填写相应原理，用MATLAB 实现仿真，列出仿真源程序，分析仿真输出结果，总结相关内容）1、BPSK 的调制原理如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。
一般把信号振荡一次（一周）作为360度。
如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。
当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。
载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。
基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计课程设计题目：基于MATLAB的FM系统调制与解调的仿真一、设计任务与要求1.设计并实现一个简单的FM（调频）调制和解调系统。
2.使用MATLAB进行仿真，分析系统的性能。
3.对比和分析FM调制和解调前后的信号特性。
二、系统总体方案1.系统组成：本设计包括调制器和解调器两部分。
调制器将低频信号调制到高频载波上，解调器则将已调制的信号还原为原始的低频信号。
2.调制方式：采用线性FM调制方式，即将低频信号直接控制高频载波的频率变化。
3.解调方式：采用相干解调，通过与本地载波信号相乘后进行低通滤波，以恢复原始信号。
三、调制器设计1.实现方式：使用MATLAB中的modulate函数进行FM调制。
2.参数设置：选择合适的载波频率、调制信号频率以及调制指数。
3.仿真分析：观察调制后的频谱变化，并分析其特性。
四、解调器设计1.实现方式：使用MATLAB中的demodulate函数进行FM解调。
2.参数设置：选择与调制器相同的载波频率、低通滤波器参数等。
3.仿真分析：观察解调后的频谱变化，并与原始信号进行对比。
五、系统性能分析1.信噪比（SNR）分析：通过改变输入信号的信噪比，观察解调后的输出性能，绘制信噪比与误码率（BER）的关系曲线。
2.调制指数对性能的影响：通过改变调制指数，观察输出信号的性能变化，并分析其影响。
3.动态范围分析：分析系统在不同输入信号幅度下的输出性能，绘制动态范围曲线。
六、实验数据与结果分析1.实验数据收集：根据设计的系统方案进行仿真实验，记录实验数据。
2.结果分析：根据实验数据，分析系统的性能指标，并与理论值进行对比。
总结实验结果，提出改进意见和建议。
七、结论与展望1.结论：通过仿真实验，验证了基于MATLAB的FM系统调制与解调的可行性。
实验结果表明，设计的系统具有良好的性能，能够实现低频信号的FM调制和解调。
通过对比和分析，得出了一些有益的结论，为进一步研究提供了基础。
电子信息工程毕设设计__基于matlab的信道编码仿真基于matlab的信道编码仿真海南大学毕业论文(设计)题目:基于matlab的信道编码仿真学号:姓名: 年级: 学院:信息科学技术学院系别:电子信息工程专业:电子信息工程指导教师:完成日期:1基于matlab的信道编码仿真摘要通信技术的飞速发展，信道编码已经成功地应用于各种通信系统中。
以及各种传输方式对可靠性要求的不断提高，信道编码技术作为抗干扰技术的一种重要的手段，在数字通信技术领域和数字传输系统中显示出越来越重要的作用。
信道编码的目的是为了改善通信系统的传输质量。
由于实际信道存在噪声和干扰，使发送的码字与信道传输后所接收的码字之间存在差异，称这种差异为差错。
一般情况下，信道噪声、干扰越大，码字产生差错的概率也就越大。
本文利用matlab对二进制对称信道(BSC)，高斯白噪声信道(AWGN)两种信道的仿真，(7,4)Hamming码对信道的仿真，通过误码率的曲线图来了解信道的编码。
并利用matlab的simulink模块仿真，运用simulink里的卷积码viterbi译码器来对二进制对称信道和高斯白噪声信道的仿真，观察误码率的曲线图来了解2个信道的不同。
关键字:matlab，信道，编码，译码，Simulink。
1基于matlab的信道编码仿真AbstractWith the rapid development of communication technology, channelcoding has been successfully applied to various communications systems. And a variety of transmission of the continuous improvement ofreliability requirements, anti-jamming channel coding technology as an important means of technology in the field of digital communications technology and digital transmission systems in a more and more important role.The purpose of channel coding is to improve the transmission quality of communications systems. As the actual existence of the channel noise and interference, the transmitted codewords and channel transmission received after the difference between code words, said this differenceis wrong. Under normal circumstances, channel noise, the greater the interference, the code word generated the greater the probability of error.In this paper, matlab binary symmetric channel (BSC), Gaussian white noise channel (AWGN) two channel simulation, (7,4) Hamming code simulation of the channel, through the bit error rate curve to understand the channel coding. Using matlab to simulink block simulation, using simulink in the viterbi decoder to convolutional codes on the binary symmetric channel and Gaussian white noise channel simulation, observation error rate graphs to understand the two different channelsKeywords: matlab, channel, coding, decoding, Simulink.2基于matlab的信道编码仿真目录1引言 ..................................................................... ...........................................................1 1.1选题的目的和意义 ..................................................................... .................................1 1.2本选题的理论依据、研究内容 ..................................................................... .............1 2.信道编码以及其运行环境MATLAB的介绍 (2)2.1 信道编码的概念及分类 ..................................................................... ........................2 2.2 信道编码定理及信道编码中所包含的各种码类的简介 ...........................................2 2.2.1卷积码 ..................................................................... .................................................2 2.2.2线性分组码 ..................................................................... .........................................3 2.2.3循环码 ..................................................................... .................................................3 2.3 MATLAB语言的简介 ...................................................................................................4 2.4Simulink ............................................................... ........................................................5 3.信道 ..................................................................... ...........................................................5 3.1二进制对称信道(BSC) .................................................................. ..........................5 3.2二进制删除信道(BEC) .................................................................. ..........................6 3.3高斯白噪声信道(AWGN) ................................................................. ............................6 4. Hamming 码...................................................................... .............................................7 4.1汉明码 ..................................................................... ....................................................7 4.2校验方法 ..................................................................... ................................................7 4.3汉明码编码 ..................................................................... ............................................9 4.3.1汉明码对高斯白噪声信道 ..................................................................... ..................9 4.3.2汉明码对二进制对称信道的仿真 ..................................................................... .....11 5.卷积码 ..................................................................... .....................................................15 5.1卷积码定义与原理 ..................................................................... ...............................15 5.2维特比译码原理 ..................................................................... ..................................15 5.3卷积码译码器对高斯白噪声信道的设计与仿真 .....................................................18 5.3.1卷积码译码器的设计与仿真 ..................................................................... (19)3基于matlab的信道编码仿真5.3.2简化维特比译码器的仿真 ..................................................................... ................22 5.3.3卷积码译码器的误码率分析 ..................................................................... ............24 5.4卷积编码器在二进制对称信道(BSC)中的性能 ................................................... 25 6.卷积码译码器对二进制对称信道和高斯白噪声信道仿真比较 .................................30 7.总结 ..................................................................... .........................................................31 致谢.................................................................................................................................32 参考文献 ..................................................................... ....................................................33 附录1: ..................................................................... .....................................................34 附录2: ..................................................................... ..................................................... 37 附录3: ..................................................................... .....................................................40 附录4: ..................................................................... .. (41)4基于matlab的信道编码仿真1引言1.1选题的目的和意义数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。
学士学位毕业设计（论文）基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真摘要Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk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基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。
通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，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。
另外，本文还利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面，使仿真系统更加完整，操作更加方便。
关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；GUI图形界面ABSTRACTIn this paper, methods of psk modulation are introduced firstly. Then their simulation models are bu ilt by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the psk modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-PSK, 4-PSK and , have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. In addition, an operation interface is designed, which can simplify the manipulation of the simulation system, by mean of the Graphical User Interface, which short for GUI.Keywords:PSK modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK; GUI目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (IV)前言 (1)1绪论 (2)1.1通信技术的历史和发展 (2)1.2数字调制技术 (3)1.3数字调制的发展现状和趋势 (4)1.4本章小结 (5)2 MATLAB仿真技术 (6)2.1通信仿真 (6)2.2 MATLAB简介 (9)2.3 Simulink简介 (12)2.4 本章小结 (14)3 PSK 调制系统 (15)3.1 2PSK数字调制原理 (15)3.2 4PSK的调制和解调 (19)3.3 本章小结 (23)4 PSK调制解调系统的仿真 (24)4.1 2PSK调制解调系统的仿真 (24)4.2 4PSK调制解调系统的仿真 (25)4.3利用MATLAB研究4PSK信号 (27)4.4 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)前言现代通信的发展趋势为数字化，随着现代通信技术的不断开发，数字调制技术已日趋成熟，在各个领域都得到了广泛的应用和认同。
通信原理课程设计报告题目：基于MATLAB 的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真班级：通信工程1411姓名：杨仕浩(2014111347）解博文(2014111321）介子豪(2014111322）指导老师：罗倩倩成绩：日期：2016 年12 月21 日基于MATLAB的M-QAM调制及相干解调的设计与仿真摘要：正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。
本次课程设计主要运用MATLAB软件对M =16 进制正交幅度调制系统进行了仿真，从理论上验证16进制正交幅度调制系统工作原理，为实际应用和科学合理地设计正交幅度调制系统,提供了便捷、高效、直观的重要方法。
实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。
关键词：正交幅度调制系统；MATLAB；仿真目录1引言 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2课程设计的基本任务和要求 (1)1.3仿真平台Matlab (1)2 QAM系统的介绍 (2)2.1正交幅度调制技术 (2)2.2QAM调制解调原理 (5)2.3QAM的误码率性能 (7)3 多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图 (9)4 基于MATLAB的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真 (10)4.1系统设计 (10)4.2随机信号的生成 (10)4.3星座图映射 (11)4.4波形成形（平方根升余弦滤波器） (13)4.5调制 (14)4.6加入高斯白噪声之后解调 (15)5 仿真结果及分析 (20)6 总结与体会 (23)6.1总结 (23)6.2心得体会 (24)【参考文献】 (25)附录 (26)1引言本次课程设计主要运用MATLAB软件进行程序编写。
实现模拟基带信号经QAM调制与相干解调的传输过程，通过分析比较调制解调输出波形以及功率谱特征，理解QAM调制解调原理。
基于MATLAB 的调制解调与信道编译码仿真摘要:随着信息时代的步伐，通信技术得到了全面的发展，信息技术已成为了21世纪最强大的国际化动力。
在通信技术中，信息的调制、解调和误码纠错都占有重要的地位。
MATLAB 作为一款功能强大的数学工具软件，在通信领域中得到了很广泛的应用。
本文基于MATLAB 对信号进行模拟仿真设计，实现对二进制相移键控、循环码的纠错仿真、BPSK 的调制解调等进行仿真设计。
关键字：MATLAB 、调制解调、2PSK 、BPSK 、重复码。
一 、二进制和四进制相移键控调制仿真设计1.1 二进制相移键控（2PSK ）原理相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息的，而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中常用0和π分别表示二进制“0”和“1”，2PSK 的信号时域表达式为:2t )e c psk n w t ϕ+（）=Acos(n ϕ表示为第n 个符号的绝对相位，因此上式可改写为:2Acosw t -Acosw t 1-P Pe {psk c c t （）=概为概率为率 由于表示信号的两种码形完全相同，极性相反，故2PSK 信号一般表示一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘。
2p ()sk e t =s(t)cosw c t其中：s(t)=∑n a g(t-nTs);这里，g(t)为脉宽Ts 的单个矩形脉冲；n a 的统计特征为 n a ={1, 概率为P −1, 概率为1−P即发送二进制“0”时（a 1n =+），2p ()sk t e 取0相位；发送二进制符号“1”时（a 1n =+），2p ()sk t e 取π相位。
这种以载波的不同相位直接法去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。
2PSK信号时间波形2PSK信号的调制原理如下图所示，与2ASK的产生方法相比，只是对s(t)的要求不同，在2ASK中s(t)是单极性的，而在2PSK中s(t)是双极性的基带信号。
（a）模拟调制方法（b）键控法2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调原理如下原理框图所示，在相干解调中，如何得到与接受的2PSK信号同频同相的相干载是关键问题，后续进一步介绍。
2PSK信号的调解原理框图1.2二进制差分相移键控2PSK相干调解时，由于载波恢复中相位有0、π模糊性，导致调解过程出现”反相工作”现象，恢复出的信号“1”和“0”倒置，从而使2PSK难以实际应用。
二进制差分相移键控（2DPSK）能够克服次缺点。
2DPSK是利用前后码元的载波相位变化传递数字信息，假设∆φ为当前码元与前一码元的载波相位差，定义为一种数字信息与∆φ之间的关系为∆φ={0 表示数字信息“0”1 表示数字信息“1”与是可将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系示例如下：二进制数字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 02DPSK信号或相位：（0）π0 0 πππ0 ππ或：（π）0 ππ0 0 0 π0 0相应的2DPSK的典型波形如下图：∆φ={0 表示数字信息“1”π表示数字信息“0”（a）绝对码 1 1 0 1 0 （b）相对码0 1 0 0 1 1对于相同的基带数字信息序列,由于序列初始码元的参考相位不同,2DPSK 信号的位置可以不同。
2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息的符号。
1.3 四进制幅度调制原理振幅键控时利用载波的振幅变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
4ASK信号的一般表达式为e4ASK=∑a nng(t−nT B)cosωc t如果其中是0的四进制信号，只要让载波信号与多进制信号通过乘法器即可调制完成。
如果两个电平都不是0，只要让载波信号的振幅固定，通过乘法器与多进制信号相乘。
（c）2DPSK而解调的两种方法包括非相干解调和相干解调，其原理图如下：三1.3程序流程图：2PSK调制流程图二、二进制对称信道下的重复码编译码及错误概率统计仿真设计2.1 循环码的编码循环码是采用循环移位的特性界定的一种线性分组码，除了具有线性分组码的一般特性之外，还具有循环性，是一种无权码。
循环码的最大特点就是码字循环特性，所谓循环特性是指循环码中任何一组循环码循环移位后，所得到的码组仍是循环码。
若（an-1 an-2 ,,,a1an）为一组循环码组则（an-2 an-3 ,,a0 an-1）、（an-3 an-4 ,,an-1 an-2）、，，，还是循环码组，也就是说，不论是左移还是右移，也不论移多少位，仍然循环的循环码组。
例如(3,1)重复码两个码字是(0,0,0)和(1,1,1)。
编码for j=1:Lfor k=1:ncode=[code;data(j,1)];endend其中L为信息序列的码长，n为重复码字的长度。
这种编码方式时间开销较大。
2.2循环码的译码decode=reshape(demodcode,n,L);decode=decode;weight=sun(decode);weight=weight;weight(weight<n/2)=0;weight(weight>n/2);dedata=weight;2.3循环码的纠错当传输信息比特b=1,得到码字c=b*G=(1,1,1);若信道中存在噪声干扰，导致接收端收到一个错误的码元，如v=(1,0,1) 此时根据多判决法可以判断发送的信息比特为1。
同理，若b=0，收到码字v=(1,0,0),可以判断出发送的信息bite为0。
通过这样的方式实现纠错。
有纠错定理：若分组码有最小距离d，那么该码的最大检错数t md和最大纠错数t mc满足：（1）在检错模式时，有t md=d-1(2) 在纠错模式下，t mc=[(d-1)/2](3) 在混合检错模式下有T mc+t md d-1并同时又t mc<tmd2.4 程序流程图如下：续下页循环码的编码译码流程图2.5 程序脚本语言：n=1;N=100000;for p=0.05:0.01:0.1a=randi([0 1],1,N);A=bsc(a,p);B=bsc(a,p);C=bsc(a,p);D=bsc(a,p);for i=1:NX(i)=A(i)+B(i)+C(i)+D(i);endfor i=1:100000if X(i)<=2e(i)=0;elsee(i)=1;endendK=find(e~=a);E(n)=length(K)/N;n=n+1;endp=0.05:0.01:0.1;plot(p,E);2.6 调试结果：三、BPSK的调制与解调3.1 BPSK 简介：均匀分布在给定频带上的高斯噪声，概率分布正态分布。
高斯噪声是一种随机噪声，在任选瞬时中任取n个，其值按n个变数的高斯概率定律分布。
如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。
如热噪声，散粒噪声等都是高斯白噪声。
加性高斯白噪声（AWGN）从统计上而言是随机无线噪声，其特点是其通信信道上的信号分布在很宽的频带范围内。
高斯白噪声的概念：“白”指功率谱恒定;高斯指幅度取各种值时的概率p(x)是高斯函数。
加性高斯白噪声在通信领域中指的是一种各频谱分量服从均匀分布（即白噪声），且幅度服从高斯分布的噪声信号。
因其可加性、幅度服从高斯分布且为白噪声的一种而得名。
该噪声信号为一种便于分析的理想噪声信号，实际的噪声信号往往只在某一频段内可以用高斯白噪声的特性来进行近似处理。
3.2程序设计流程图：3.3程序脚本语言：用AWGN产生高斯白噪声clear,clc;N=0:1000;fs=1024;t=N./fs;y=3*sin(2*pi*t);x=wgn(1,1001,2);i=y+x;subplot(3,1,1),plot(x);subplot(3,1,2),plot(y);subplot(3,1,3),plot(i);3.4调试结果高斯白噪声运行结果四、重复码和BPS K调制解调4.1译码简介：译码器分两种，一种是检错译码，一种是纠错译码，对于检错译码，记译码器输出为y,则译码器输出y=（r,s），r为当前接受向量，s是r是否具有差错的标志；对于纠错译码，其工作区又分为译码成功和译码失败两种状态。
译码器能够在达到译码码字差错概率最小的条件下输出一个确切的码字Ĉ，即y=Ĉ。
译码失败是指译码器不能输出一个正确的码字Ĉ，通常此时的译码器输出y与检测译码相同。
伴随式纠错译码是通用译码方法。
（1）按最可能出现的2r个差错图案e,计算相应的伴随式s，并构建伴随式-差错检测图案表[s,e];（2）对接受向量r计算伴随式s（3）查[(s,e)]表的e;（4）纠错计算Ĉ=r−e;一个二源数据传输系统，在不同观察统计点上的误码率是不同的，尽管一个码字的差错检测并不一定导致全部消息的差错，但是对大多数纠错码，在统计上总可以认为消息与码字之间的映射，不改变码字差错导致在整个码长内比特差错的均匀分布特性，这样在统计意义上有p bm≈p bd若考虑码字是等概率发送的，则错误译码的误码率p be为p be=1n∑jp we(j)nj=d其中，p we(j)是发送全0码字并错为j重码字的概率。
另一方面，一个码字差错冰然有至少2t+1位码字比特错，每个码字平均有（2t+1）k/n位消息比特错，所以p be与p we有如下渐进关系kp be≈(2t+1)knp we对于译码失败造成的误码率为p bf，有1 n∑[(ni)−D i]ni=t+1ip i(1−p)n−i因此译码后总的误码率为p bd，p bd=p be+p bf二元数据传传输系统P bc是信道的比特差错概率。
4.2 流程图4.3 程序代码clear all ;clc;t=0:0.01:1;L=length(t);N=10000;ES_NO=2;s=sin(2*pi*t);A=randi(1,N);b=zeros(1,5);C=zeros(1,N);for k=1:Nfor i=1:5 b(i)=A(k);endx=b;y=1-2*x;z=[];for i=1:5if y(i)==1z=[z s];elsez=[z -s];endendr=awgn(z,ES_NO-10*log10(L/2)-10*log10(5),'measured');for u=1:5a=r(u*L-(L-1): u*L).*s; d(u) = sum(a);endY=sign(d);for j=1:5if Y(j)==-1C(k)=C(k)+1;endendif C(k)>=3C(k)=1;elseC(k)=0;endendnumber=length(find(A~=C));error=length(find(A~=C))/N;4.4 运行结果：续下页五、总结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。
