基于MATLB的数字调制与解调设计与仿真开题报告

毕业（设计）论文开题报告系别电子信息工程系专业电子信息工程专业班级122102学生姓名朱椰子学号111861指导教师邹昕报告日期2015.04.03毕业（设计）论文开题报告表论文题目基于MATLAB的数字调制与解调器的设计仿真学生姓名朱椰子学号111861指导教师邹昕题目来源（划√）科研□√生产□实验室□专题研究□论文类型（划√）设计□论文□√其他□一、选题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。通过对调制系统的仿真，我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素，从而便于改进系统，获得更佳的传输性能。二、基本内容及重点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几种基本调制解调方法，然后，运用MATLAB设计了这几种数字调制解调方法的仿真程序，主要包括PSK，DPSK和16QAM。通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。最后，对三种调制解调系统的性能进行了比较。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。在2PSK中，通常用初始相位０和π分别表示二进制“１”和“０”。由于表示信号的两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK信号一般可以表述为一个双极性（bipolarity）全占空（100%dutyratio）矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘。在2PSK信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以又称为绝对相移。2PSK相干解调时，由于载波恢复中相位有０、π模糊性，导致解调过程出现“反向工作”现象，恢复出的数字信号“１”和“０”倒置，从而使2PSK难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。要想产生2DPSK信号，必须先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息的序列的绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2DPSK信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法。另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），2DPSK系统是一种实用的数字调相系统，但其抗加性白噪声性能比2PSK的要差。正交振幅调制（QuatratureAmplitudeModulation,QAM）是一种振幅和相位联合键控。在多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK体制为人们所喜欢。但是在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。三、预期达到的成果2PSK,2DPSK,16QAM仿真试验中假设载波同步，采用的调制信号的载波频率fc为200Hz，采样频率fs为1000Hz，观察波形时间t0为0.15s，其中2PSK，2DPSK和16QAM调制中加入了高斯白噪声，此外这三种调制都采用相干解调。源信号经过2PSK调制后产生未加噪声调制信号，调制后信号的时间波形由两种相位不同的波形组成，而且两种波形是反相的，即相位相差180度，且相位变化随着源信号变化而变化（异变同不变），但振幅和频率保持不变。源信号经过2DPSK调制后产生调制波信号，调制后的信号时间波形由两种相位不同的波形组成，当源信号为１，2DPSK信号相位反转π，当源信号为０时，相位保持不变（１变０不变）。16QAM调制中载波1经过π/2移相产生载波2，源信号1和源信号2分别与载波１和载波2在频域相乘后产生4ASK信号1、4ASK信号2，从频域上看是源信号１、２中心频率分别经调制后搬移到了载波频率１、２上。调制后的信号时间波形分别随着源信号1和源信号2幅度变化而变化。四、存在的问题及拟采取的解决措施在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。五、进度安排3---5周：查阅与课题有关的相关资料完成开题报告。6---8周：进一步查阅相关知识，了解数字调制和解调器的工作原理并安装MATLAB软件。9---10周：分析调制与解调器原理并计算相关的工作参量，设计其原理图。11---12周：根原理图设计调制与解调器。13-15周：整理资料与数据，完成毕业论文的撰写。16周：装订论文，论文答辩。六、参考文献和书目[1]李辉，恩德，高娜.数字信号处理及MATLAB实现[J].机械工业，2011.1[2]陈后金，薛健，胡健.数字信号处理[J].高等教育出版社，2008.11[3]查普曼.MATLAB编程：第二版[J].科学出版社.2003[4]樊昌信等.通信原理（第6版)[J].国防工业出版社，2008[5]邓华等.MATLAB通信仿真及应用实例详解[J].人民邮电出版社，2003[6]王立宁，乐光新，詹菲.MATLAB与通信仿真[J].人民邮电出版社，2000[7]孙国霞，郭予瑾.《信号与线性系统分析》[J].大学出版社，2007[8]樊昌信，张甫翊等.《通信原理》[J].国防工业出版社，2001导师意见指导教师签字：年月日系意见系主任签字：年月日注：内容用小四，宋体