调制解调的Matlab仿真实现文档格式.docx

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因此，在高质量的数字通信系统中多采用相干解调，而对抗噪声性能要求不高的就采用较为简单的非相干解调。

关键词：

MATLAB；

调制解调；

AM；

FM；

FSK；

DPSK

SIMULATIONOFMODEMINMATlAB

ABSTRACT

Inthecommunicationprocess,modulationanddemodulationisveryimportantposition.Ifthereisnomodulationanddemodulationtechnology,thereisnocommunication,noradioandtelevision,nordidtheBPpager,handheldphone,fax,computercommunicationsandInternetInternet.

ThedesignisbasedonMATLABtoachievemodulationanddemodulationofthesimulation.ThemaindesignideaistheuseofMATLABsoftware,thispowerfulmathematicaltoolforconvenientandflexiblefunctionforanalogmodulationanddemodulationofamplitudemodulationandanglemodulationanddigitalmodulationanddemodulationofFSKandDPSKmodemdesign.Firstofall,tointroducethesetypesofanaloganddigitalmodulationanddemodulationoftheresultingspectrum,demodulator,etc.Thenthepreparationofthecorrespondingdocumenthasmanalogmodulationoftheamplitudemodulationandanglemodulationfrequencymodulationinsidethesimulation,andsimulationdebuggingandsimulationresultsobtainedandanalyzed.

FMmodulationisthetimebase-bandsignaltocontrolthefrequencyofoscillatorcircuit,AMbase-bandsignalsusedtocontroltherangeofcarrier.Nomatterwhatkindofmodulation,theuseoftheperformanceofcoherentdemodulationissuperiortotheperformanceofnon-coherentdemodulation.DPSKcanremovethe"

anti-π"

phenomenonofPSK.DPSKsystemperformanceissuperiortoFSKsystem.Thelocalcarriercoherentsystemrequirementsandtomaintainsynchronizationbetweenthetransmittedsignal,Otherwise,increasethebiterrorrate.So,Inhigh-qualitydigitalcommunicationsystemsusecoherentdemodulation,andnoiseperformanceoflow-resistanceontheuseofrelativelysimplenon-coherentdemodulation.

Keywords:

matlab;

modem;

am;

fm;

fsk;

dpsk

目录

1绪论1

1.1课题发展的现状1

1.2课题研究的内容和目的2

1.3课题研究的步骤2

2调制解调原理3

2.1实现AM的调制解调的原理3

2.2实现FM的调制解调的原理4

2.3实现FSK的调制解调的原理6

2.4实现DPSK的调制解调的原理8

3调制与解调的MATLAB仿真实现10

3.1仿真工具MATLAB的介绍10

3.1.1MATLAB软件10

3.1.2M文件11

3.2AM的仿真实现11

3.2.1未加噪声时的AM调制解调11

3.2.2叠加噪声时的AM调制解调13

3.2.3AM系统的抗噪声性能16

3.3FM的仿真实现17

3.3.1未加噪声的FM解调实现17

3.3.2叠加噪声时的FM解调20

3.4FSK的调制解调的实现23

3.4.1FSK调制实现23

3.4.2FSK相干解调实现25

3.5DPSK的调制解调的实现26

4总结28

参考文献31

致谢32

附录33

附录A33

附录B36

附录C38

附录D40

附件1开题报告…………………………………………………………………………….42

附件2译文和原文影印件………………………………………………………………….49

1绪论

1.1课题发展的现状

调制在通信系统中具有重要的作用。

通过调制，不仅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，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输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。

由于从消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不适宜直接传输。

因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，而在接受端则需要有反调制过程——解调过程。

根据被调制的是模拟还是数字信号,调制技术分为模拟调制和数字调制两类。

模拟调制应用比较早,也比较广泛,主要应用于广播、电视和卫星通信。

而随着数字通信和数字技术的发展,数字调制所占的比例越来越高,而且不断有新的数字调制方式出现。

传统的模拟通信系统，包括模拟信号的调制与解调，以及加性噪声对幅度调制和角度调制模拟信号解调的影响。

数字通信的基本原理，包括模数转换、基本AWGN信道中的数字调制方法、数字通信系统的信号同步方法、带限AWGN信道中的数字通信问题、数字信号的载波传输、数字信源编码以及信道编码与解码等，同时对多径信道中的数字通信、多载波调制、扩频、GSM与IS95数字蜂窝通信。

随着数字技术的发展原来许多不得不采用的模拟技术部分已经可以由数字化来实现，但是模拟通信还是比较重要的。

现在的数字比例式无线电遥控设备。

现在的AM设备在编码电路上采用的是与FM设备（PCM/FM设备除外）同样的时分制脉冲宽度（脉宽）或脉冲位置（脉位）编码方式，两者的区别只在于对载频的调制方法。

AM设备采用的是频率幅度键控方式：

即用一开关管通过对高频发射电路的开关（导通与截止）即有无高频发射信号来表达编码信号的高低电平（即数字信号1的0，这就象一个电键在不断开关高频电路所以称为频率幅度键控，实际上就是一种对频率的100%的调制）。

在接收电路因为发射机发出的只是单一频率的高频信号，所以可以将接收机的接收频率范围作的很窄，使得其他相邻的频率很难通过，这即日本人的窄频带接收技术。

而FM设备是利用编码脉冲的高低电平对高频电路实行频差调制：

即用两种频率来表达电码的1、0电位。

这两种频率的频率之差即频差。

在接收电路上用鉴频电路来鉴别两种频率。

按照基带数字信号对载波的振幅、频率和相位等不同参数所进行的调制，可把数字调制方式分为3种基本类型：

幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。

其他任何调制方式都是在这3种方式上的发展和组合。

GSM使用的是GMSK，它是MSK的一种特殊实现方式，而MSK也是一种特殊的FSK，可以说是它的一个变种。

FSK还有许多其它变种，例如AFSK等。

FSK在业余无线电、北美的CallID中也有应用[10]。

1.2课题研究的内容和目的

调制解调是通信原理中十分重要的理论，对其进行仿真能够加深学生对该部分内容的理解，同时也提高动手能力。

本课题要求分别从模拟调制解调和数字调制解调的原理进行展开，着重介绍模拟调制解调中的幅度调制和角度调制及数字调制解调中的FSK和DPSK的产生、频谱、解调等过程。

同时熟悉MATLAB软件的特点功能及编程操作，对各种通带调制解调方式进行MATLAB仿真。

通过仿真过程加深各种调制解调方式的原理及特点，同时加强学生的动手能力和综合分析问题能力。

本文先是介绍MATLAB软件的使用，然后再讨论模拟调制中的AM、FM调制解调原理和抗噪声性能。

接着继续研究FSK、DPSK调制和解调过程。

下一步就是用MATLAB的M文件编写程序来实现这些调制解调过程，并对结果进行分析。

1.3课题研究的步骤

（1）熟练掌握各种常见模拟调制和数字调制方法的原理和特点；

（2）熟悉matlab软件的使用;

（3）掌握m文件的编程方法；

（4）对几种重要的调制方法（AM、FM、FSK、DPSK）进行编程仿真；

（5）将仿真结果同理论进行比较；

2调制解调原理

2.1实现AM的调制解调的原理

（1）AM调制信号的产生

标准调幅（AM）是指用信号m（t）去控制载波c（t）的振幅，是已调信号的包络按照m（t）的规律线性变化的过程，u（t）=（A0+a*m（t））*c（t）。

调制过程如图2.1所示。

图2.1AM调制模型

（2）AM的解调

调制的逆过程叫解调，调制是一个频谱搬移过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。

解调就是从已调信号的频谱中，将位于载频的信号频谱搬移回来。

调制和解调都完成频谱搬移，各种调幅都是利用乘法器实现的，因此可以设想，在收端也可以利用乘法器进行解调[1]。

已调信号u（t）乘以本地载波c（t）,再通过低通滤波器得到解调信号dem（t）=u（t）*c（t）如图2.2所示，解调后dem（t）=A0/2+m