毕业设计说明书

2014届毕业生毕业设计说明书题目:通信系统中数字调制系统的Matlab仿真院系名称：信息科学与工程专业班级：电信1001学生姓名：学号：指导教师：付麦霞教师职称：讲师2014年6月3日I现代通信系统的应用越来越广泛，它已经渗透进了我们生活的方方面面，尤其是数字通信更是成为通信的主流，因此我们决定对数字信号的调制方式进行简单的研究。数字调制系统有数字基带传输系统与数字带通传输系统两种。数字基带传输系统多用于低频传输；数字带通传输系统的应用要比数字基带传输系统的应用广泛得多。因为很多信道不具有低频特性，基带信号不能直接进行传输，要使它能在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波信号进行调制。数字调制有两种方法：一种是用模拟调制方法来实现数字式调制，另一种是键控法。本设计主要对键控法进行仿真研究。本设计介绍了2ASK、2FSK、2PSK的基本原理，并用MATLAB进行仿真，得到它们的相关参数，例如误码率和频带宽度等特性，然后对它们的性能进行比较。关键词：数字调制Matlab仿真2ASK2FSK2PSKIITitleMatlabsimulationofdigitalmodulationsystemincommunicationsystemAbstractThemoderncommunicationsystemarewidelyused,ithasseepedintoeveryaspectofourlives.Especiallyindigitalcommunication,ithasbecomethemostimportantmeanofcommunication,sowedecidedtodoasimpleresearchfordigitalsignalmodulationsystem.Digitalmodulationsystemhavetwokindsoftransmissionsystem：digitalbasebandtransmissionsystemanddigitalbandpasstransmissionsystem.Digitalbasebandtransmissionsystemisusedinlowfrequencytransmission;Digitalbandpasstransmissionsystemisusedwidelythandigitalbasebandtransmissionsystem.Manychanneldonothavelowfrequencycharacteristics,Basebandsignalcannotbedirectlytransmitted.Totransportinthebandcommunicationchannel，wemustusedigitalbasebandsignaltomodulatedcarriersignal.Therearetwokindsofdigitalmodulationmethods:oneisAnalogmodulationmethod,theotheriskeyingmethod.Thisdesignmainlystudyonsimulationofkeyingmethod.Basedonthestudyofthedigitalmodulationsystem,thepaperintroduced2ASK,2FSK,2PSKthisthreekindsofdigitalmodulationmode,anduseMATLABsoftwaretoprogrammingandsimulatethisthreedigitalmodulationmode.Atlast,wecomparethethreemodulationmodebandwidthandthebiterrorrateofchannelcharacteristics,thencomparedtheirperformance.KeywordsDigitalmodulationMatlab2ASK2FSK2PSKIII目次1绪论......................................................................11.1数字通信............................................................11.2数字通信系统........................................................11.3数字调制............................................................11.4MATLAB基础知识.....................................................21.5本章小结...........................................................42二进制数字调制原理........................................................52.12ASK调制...........................................................52.22FSK调制...........................................................92.32PSK调制...........................................................122.42DPSK调制.........................................................143数字调制仿真.............................................................183.1流程分析............................................................183.2MATLAB仿真........................................................193.3二进制数值调制系统性能比较.........................................33结论......................................................................36致谢.....................................................................37参考文献................................................................38附录......................................................................3911绪论1.1数字通信通过数字信号来传送信息就是数字通信。数字通信的优点是把信息用数字信号来进行传送，该系统的抗干扰能力很强,并且传输中的差错也是可控的，还能减小传输中信息的失真，不仅设备小而且重量轻，有利于计算机技术的引进,来用在微处理器上,来更好的发挥数字信号处理的相关功能。1.2数字通信系统按照通信系统的基本特性，将其划分成模拟通信系统以及数字通信系统。其中，两者的区别在所应用的模拟信号的不同，其模型如图1-1所示。信数信信数信信源道字受道源字信息编编调解译译信源码码调码码者制道器器器器器器图1-1数字通信系统模型1.3数字调制通常情况下的信道不能提供数字通信功能，这就导致了数字基带信号传输必须借助其他形式的信道传输，因此，可以通过调制载波的方式进行传输数字基带信号，从而达到匹配信道特性和信号的作用，也就完成了数字信号的调制过程。数字调制系统的基本结构如图1-2所示。图1-2基带信号调制器噪声源信道解调器基带信号2数字调制技术有两种方法：（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制；（2）通过开关键控载波，通常称为键控法。调制方式：ASK、FSK、PSK。如图1-3：图1-3三种不同的键控方式1.4MATLAB基础知识在MATLAB中可以非常方便的进行的M文件的编写和相关的调试工作，它不仅可以对程序进行新建、修改和存储，选择Debug菜单中的Run命令来进行程序的运行，结果会在命令窗中进行显示。程序的调试用Debug进行，在Matlab中依据有关编程的规则输入相应程序并进行保存，就会得到一个.m的文件。如图1-4：3图1-4m文件工作界面和.m文件不同，函数文件在外面只能够看到传递给它的输入量和得到的有关的计算结果，内部是如何运行的则一无所知，函数文件的开头是以function引导的函数申明行开始的。M文件必须由其它的相关语句进行调用，通常你不能单独的输入他的文件名来进行函数的运行。下面以MATLABtoolbox内的Bode()函数做为例字来说明一下M文件的结构：[exm001.m]function[magout,phase,w]=bode(a,b,c,d,iu,w)函数申明行%BODEBodefrequencyresponseofLTImodels.描述该函数命令能够完成的%功能%RevisedA.C.W.Grace8-15-89,2-4-91,6-21-92说明文件的修改时%RevisedClayM.Thompson7-9-90间、版权和版本%RevisedA.Potvin10-1-94%Copyright1986-2002TheMathWorks,Inc.%$Revision:1.23$$Date:2002/04/0415:16:04$ni=nargin;函数体语句no=nargout;%Checkfordemoandquickexit4ifni==0,eval('exresp(''bode'')')returnenderror(nargchk(2,6,ni));%Determinewhichsyntaxisbeingusedswitchnicase2……end%endbode1.5本章小结本章说明了数字通信的基本原理和Matlab的功能，数字通信的优点是把信息用数字信号来进行传送，该系统的抗干扰能力很强,并且在传输中的差错也是可控的，还能减小传输中信息的失真，不仅设备小而且重量轻，有利于计算机技术的引进,来用在微处理器上,来更好的发挥数字信号处理的相关功能。数字信号非常容易对一个所要传出的信息进行加密。它在重要信息的传输保密性可以说也相当好，能够更好的采用纠错编码和扩频技术。也介绍了数字通信现如今的一些发展状况，数字通信在光纤通信中有大量的应用。介绍了Matlab的基本使用方法。52二进制数字调制原理2.12ASK调制2.1.12ASK基本原理振幅键控一般来说需要借助于数字调制的模式，在这中间，数字基带信号与载波幅度有相互的变化关系。如果所采用的数字基带信号满足二进制原则，这所使用的调制模式就被成为二进制振幅键控。在该种调制方式下，所发送信息一般包括“0”和“1”两种，概率分别为P和1-P，两者为独立事件。通-断键控理论上是最简单的二进制振幅键控方式。表达式：2ASK信号的一般表达式：其中式中：Ts－码元持续时间；g(t)—持续时间Ts的脉冲，高度为1，宽度Ts的矩形脉冲an－第n个符号的电平取值，若取2ASK信号也就变成了OOK信号。如图2-1所示：”时发送“以