调制解调的MATLAB实现

1、潍 坊 学 院 本 科 毕 业 论 文 摘 要1调制解调的调制解调的 MATLAB 实现实现摘要：数字调制是通信系统中的重要环节之一，数字调制技术的改进对于通信系统性能的提高具有重要的作用。现代通信系统要求传输的质量好，通信的距离远、通信的容量大，调制技术是其中的关键技术，因此人们正努力的研究调制解调技术，使得调制解调技术更好的服务于现代通信系统。本文首先分析几种数字解调系统的几种基本调制解调方法，然后用 MATLAB 实现调制与解调的基本功能，并且进行仿真的验证。本文通过介绍 2ASK，2FSK，2PSK 的基本原理和调制解调的实现，对其进行分析，然后设计运用 Simulink 这个仿真软件

2、对二进制调制解调系统进行模型的构建、系统的设计、仿真的演示、结果的显示、误差的分析和综合性能的分析，本文重点对 2ASK，2FSK，2PSK 进行性能比较和误差分析。通过分析可以在实际运用中，根据情况而选择最佳的调制方式。本文以 MATLAB 为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，对数字调制解调系统进行设计仿真，并且进行误差分析。关键词关键词：MATLAB；调制解调；ASK；FSK；PSK；分析与仿真。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 论 文 摘 要2MODULATION AND DEMODULATION MATLAB IMPLEMENTATIONAbstract: :

3、 The digital modulation is one important aspect of the communication system, the improvement of digital modulation techniques for improved performance of the communication system has an important role. The quality of modern communication systems require transmission distance communication, communica

4、tion capacity modulation technique is one of the key technologies, people are efforts modulation and demodulation techniques, better modulation and demodulation techniques in modern communication systems. This paper analyzes several digital demodulation system several basic modulation and demodulati

5、on method, and then use the basic functions of modulation and demodulation MATLAB simulation verification.By 2ASK, 2FSK 2PSK the basic principles and modem implementation, analyze it, and then design use Simulink simulation software binary modulation and demodulation system model construction, syste

6、m design, simulation, presentation, resultsthe display, error analysis and performance analysis, this paper focuses on 2ASK 2FSK, 2PSK performance comparison and error analysis. Analysis in the practical application, according to the situation and choose the best modulation.In this paper, MATLAB sof

7、tware platform, to take full advantage of its communications toolbox and signal processing toolbox module, digital modulation and demodulation system design and simulation, and error analysis. Key words: : MATLAB; Modulation and demodulation;ASK;FSK;PSK; Analysis and Simulation.潍 坊 学 院 本 科 毕 业 论 文 摘

8、 要1目录1 前言.11.1 课题研究的背景.11.2 MATLAB/SIMULINK简介.11.3 通信系统的组成.21.4 调制研究的目的和意义.42 2ASK、2FSK、2PSK、2QSK 的基本原理和实现.62.1 2ASK 的基本原理和调制解调实现 .62.2 2FSK 的基本原理和调制解调实现.82.3 2PSK 的基本原理和调制解调实现.103 SIMULINK 的模型建立与仿真.133.1 启动SIMULINK.133.2 2ASK 的模型建立与仿真 .143.3 2FSK 的调制与解调仿真.203.4 2PSK 的调制与解调仿真.274 2ASK,2FSK,2PSK 调制解调

9、的 M 语言实现.314.1 2ASK 调制与解调的 M 语言实现.314.2 2FSK 调制与解调的 M 语言实现.314.3 2PSK 调制与解调的 M 语言实现.32结束语.34参考文献.35附录.36致谢.44潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计11 前言前言1.1 课题研究的背景课题研究的背景伴随着进入 20 世纪以来，晶体管、集成电路的出现和普及、无线通信的迅速发展。尤其是在 20 世纪后半叶，随着人造地球卫星的发射，大规模的集成电路、电子计算机和光导纤维等现代技术成果的问世，通信技术也在以下几个不同得方向都取得了很大的成功：(1) 微波中继通信，使长距离，大容量通信成为了现实；

10、(2) 卫星通信和移动通信的出现，使人们随时随地可通信的愿望得以实现；(3) 光导纤维的出现更是将通信容量提高到了以前人们无法想象的地步；(4) 计算机的出现更是将通信技术推上了更加高的层次，借助于计算机和现代电信网的融合，使得地球就像变成了一个地球村；(5) 微电子技术的发展，使得通信设备变得越来越小，价格也越来越低，范围却越来越广。(6) 电信技术和电信产业正向数字化,网络与综合化,远程与大容量化,移动与个人化等方面发展。而现代通信系统关键技术之一的调制解调技术将是人们研究的重要方向。所以研究调制解调技术对于现代通信具有十分重要的意义。1.2 MATLAB/simulink 简介简介MAT

11、LAB 是由美国 mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将、矩阵计算、数值分析、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等许多强大功能集成在一个便于使用的视窗环境中，为工程设计、科学研究以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如 C 等）的编辑模式，它代表着当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他程序语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等

12、领域。 Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供了一个动态的系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在这个环境中，不需要大量书写程序，而是需要通过简单的鼠标操作，就可以构造出比较复杂的系统。Simulink 具有适应范围广、结构和流程清晰、贴近实际、仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时并有许多潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计2的第三方软件和硬件可应用于或者被要求应用于 Simulink。Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化的仿真工具， 是一种基于 MATLAB 的框图

13、设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制和数字信号处理的建模与仿真中。Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、视频处理、图像

14、处理信号处理和信号处理系统，Simulink 提供了交互式的图形化环境和可以定制的模块库来对其进行一些设计、仿真、执行和测试。建立在 Simulink 基础之上其他的产品扩展了 Simulink 多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务相应的工具。Simulink 与 MATLAB 紧密相连，可以直接访问 MATLAB 许多的工具来进行算法的研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。1.3 通信系统的组成通信系统的组成实现信息传递所需要的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例，通信系统的基本组成（通常也称为一

15、般模型）如图 1.1 所示。图 1.1 通信系统的一般模型 图 1.1 中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式， 。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。 发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号，即使发送信号的特征和信道特性相匹配，并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。因此，发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、过滤、编码

16、、调制等过程。对于多路传输系潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计3统，发送设备中还包含多路复用器。 信道是指信号传输的通道，如电缆信道、光缆信道、无线信道等；其容量决定该系统能传送多少信息。图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。 接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码、解调等） ，其目的是从受到减损的接收信号中恢复出原始电信号。对于多路复用信号，接收设备中还包括解调多路复用，实现正确分路的功能。此外，它还要尽量减少在传输过程中噪声与干扰所带来的影响。 信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。

17、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，其模型如下图 1-2 所示，其中包含两种重要变换。第一种变换是，在发送端把连续消息变换成原始电信号，在接收端进行相应的反变换，这种变换是由信源来实现的。第二种变换是，把基带信号变换成适合在信道中传输的信号，并且在接收端进行相应的反变换。完成这种变换与反变换的通常是调制器与解调器。图 1.2 模拟通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统，如下图 1.3 所示。数字通信包含着很多技术，主要有信源编码与译码、信道编码与译码、加密与解密、同步以及数字调

18、制与解调等等。信源编码主要有两个作用：一是提高信息传输的有效性，既是通过某种压缩技术想办法减少码元数目和降低码元速率。另一种是完成模/数(A/D)转换，是当信息源给的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，来实现模拟信号的数字化传输。而信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是加强数字信号的抗干扰能力。数字信号在信道中传输时会受到噪声等的影响然后会引起差错。为了能够减少差错，信道编码器对传输的码元按照一定的规则加入了一些保护成分（监督元） ，组成了所谓的“抗干扰编码” 。接收端的信道译码则是按照相应的逆规则进行解码，从中发现错误与纠正错误，从而提信息源调制器噪声源信道解调器受信者潍 坊

19、学 院 本 科 毕 业 设 计4高通信系统的可靠性。在一些保密通信的场合，为了能够保证所传信息的安全，人为的将传输的数字扰乱，既是加上密码，这种过程就叫做加密。在接收端则进行相应的解密，从而恢复出原来的信息。数字调制是把基带信号的频谱搬移到高频的地方，从而形成适合在信道中传输的带通信号。在接收端可以采用相干解调或者是非相干解调还原出数字基带信号。对于高噪声下的信号检测，一般是用相关器或者是匹配滤波器来实现。同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致，这是保证数字通信系统准确、有序、可靠工作的前提条件。 图1.3 数字通信系统模型 1.4 调制研究的目的和意义调制研究的目的和意义1. 将基带信号

20、变换成适合在信道中传输的已调信号 将 m(t)信号所具有的频谱 M(w)搬移到某频率 w0 处,使之与信道可传输的频谱相适应。例如,人们发出的语音信号的频率在几十 Hz 到十几 kHz 范围内,这种信号从工程角度看，不可能通过天线进行无线电传输,这是因为天线的辐射效率取决于天线的几何尺寸与工作波长之比,一般要求天线长度应在发射信号波长十分之一以上,因此语音信息信号必须通过调制, 也就是将具有频谱为 M(w)的搬移到 m(t)在工程上能实现传播的信道频谱范围内。 2. 改善系统的抗噪声性能 通过调制,增强信息信号的抗噪声能力。例如,在某种情况下,频率调制(FM)比幅度调制(AM)抗噪声的能力强。

21、在绪论中已指出,提高通信的可靠性必须以降低其有效性为代价，反之也是一样。这就是通常所说的信噪比和带宽的互换,而这种互换,而这种互换是通过不同的调制方式来实现的。如当信道噪声比较严重时,为了确保通信的可靠,可以选择某种合适的调制方式 (例如调频)来增加信号频带的宽度。这样，虽然传输信息的速率相同而所需的频带却加宽,显然 信息传输的效率(有效性)降低了,但抗干扰能力却增强了。 受信者解密器译码器信息源加密器编码器调制器信道解调器噪声源潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计53. 实现信道的多路复用 信道的频率资源十分宝贵,在一个物理信道上，如一根电缆中或一个波束上,仅传输一个信息信号 m(t)则极

22、大地浪费了这一物理信道上远比 m(t)的频率范围宽的其他频率范围。这时可以采用调制的方法将多个信号的频谱按一定的规则排列在信道带宽的相应频段内,从而实现同一信道中多个信号互不干扰地同时传输,这称为频分复用。此外, 还可对多个信号在不同时间顺序取样,然后依次送入同一信道,实现信道的时分复用。当然，复用的方法和允许复用的路数(信号数)与调制方式及信道本身的特性有关。通过对调制系统的仿真，我们还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。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计62 2ASK、2FSK、2PSK、2QSK 的基本原理和实现的基本原理和实现

23、2.1 2ASK 的基本原理和调制解调实现的基本原理和调制解调实现振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控（2ASK） 。 设发送的二进制符号序列由“0”,“1”序列组成,发送“0”符号的概率为 P,发送“1”符号的概率为1-P,且相互之间独立。该二进制符号序列可以表示为： （2-( )()nss ta g tnTn1）其中： （2-0P11 Pna ，发送概率为，发送概率为2）是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为的矩形脉冲：sTsT （2-s10 t Tg(t)t ， 0， 其他3）则二进制振幅键控信号可以

24、表示为： （2-2( )()cosASKnsceta g tnTtn4）二进制振幅键控信号时间波形如图 2-1 所示。由图 2.1 可以看出 2ASK 信号的时间波形随二进制基带信号 s（t）通断而变化，所以又称其为通断键控信号（OOK 信号） 。二进制振幅键控信号的产生方法如图 2.2 所示，图 2.2（a）是采用模拟相乘的方法实现，图 2.2（b）是采用数字键控方法实现的。由图 2.1 可以看出,2ASK 信号与模拟调制中的 AM 信号类似.所以,对 2ASK 信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图 3.3 所示。2ASK 信号相干解调过程的时

25、间波形如图 3.4 所示。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计7载波信号2ASK信号S(t)1011001ttt图 2.1 二进制振幅键控信号时间波型乘法器cosct二进制不归零信号S（t）2( )ASKet(a)cosct开关电路2( )ASKetS（t）(b)图 2.2 二进制振幅键控信号调制器原理框图全波整流器带通滤波器低通滤波器抽样判决器定时脉冲2( )ASKet（a）潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计8相乘器带通滤波器低通滤波器抽样判决器定时脉冲2( )ASKetcosct（b）图 2.3 二进制振幅键控信号解调器原理框图(a)非相干解调方式 (b)相干解调方式2.2 2FSK

26、 的基本原理和调制解调实现的基本原理和调制解调实现频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在 2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在 f1 和 f2 这两点间变化，其表达式为： （2-efsk（t）=Acos（w1+o1）当发送“1”时Acos（w2+o2）当发送“0”时5）由图可见，2FSK 信号的波形（a）可以分解为波形（b）和波形（c）,就是说，一个 2FSK 信号可以看成是两个不同载频的 2ASK 信号的叠加。因此，2FSK 信号的时域表达式也可以写成： （2-twnTtgatwnTtatesnnsnnFSK212cos)(cos)()(6）式中：g(t) 为单个矩形脉冲，宽度

27、等于Ts （2-PPan10, 1，概率为概率为7） 是的反码。anan二进制移频键控信号的产生,一种可以采用模拟调频电路来实现,另一种可以采用数字键控法来实现. 图 3.6 是数字键控法来实现二进制移频键控信号的原理图, 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号的控制,在一个码元的 Ts 期间输出 f1 或 f2 这两个载波之一。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计9图 2.4 2FSK 信号的时域波形图 2.5 键控法产生 2FSK 信号的原理图2FSK 的解调方法有两种，即采用相干解调法和非相干解调法。另外还有其他的解调方法，比如鉴频法、过零检测法、差分检测法等。相干解调法是利用

28、载波和已调信号进行相乘后滤波输出而得到的，在上面的 2FSK 中要有两个载波，所以解调也要有两个载波，分别与已调信号相乘后通过低通，然后相加即可得到我们的滤波输出，最后判别电压输出得到解调的信号。非相干解调也是利用包络检波法检测而得到的。过零检测的原理基于 2FSK 信号的过零点数随不同频率而异，通过检测过零点数目的多少，从而区分两个不同频率的信号码元。原理框图如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计10 带通滤波器w1包络检波器带通滤波器w2包络检波器抽样判决器输入定时脉冲输出图 2.6 2FSK 非相干解调原理图 带通滤波器 w1相乘器带通滤波器 w2相乘器抽样判决器输出输入定时脉冲

29、低通滤波器低通滤波器载波一载波一图 2.7 2FSK 相干解调原理图 限幅微分整流脉冲展 宽低通输入输出图 2.8 2FSK 过零检测法原理图2.3 2PSK 的基本原理和调制解调实现的基本原理和调制解调实现相移键控是靠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，通常用初始相位为 0 和 表示二进制的“1”和“0” 。因此 2PSK 的信号的时域表达式为： 2psk(t)=Acos(ct+n) （2-8） 其中，n 表示第 n 个符号的绝对相位： 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计11sTA-A0100 0 发送“0”时n= (2-9） 发送“1”时 因此，式（2-

30、9）可改写为 Acosct 概率为 P (2-10)图 2.9 2PSK 信号的时间波形因为表示信号的两种码元的波形相同，极性却相反，所以 2PSK 信号一般可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘，即 2psk(t)=s(t)cosct (2-11)其中 s(t)= ang(t-nTs) (2-12) 这里，g(t)是脉宽为 Ts 的单个矩形脉冲，而得 an统计的特性为- Acosct 概率为 1-P2psk(t)=潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计12 1 概率为 P an= (2-13) -1 概率为 1-P即发送二进制符号“0”时（an取+1） ，2psk(t)取

31、0 相位；发送二进制符号“1”时（an取-1） ，2psk(t)取 相位。数字调制技术的两种方法：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；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。 数字调相：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

32、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。在2PSK 中，通常用初始相位 0 和 分别表示二进制“1”和“0” 。二进制移相键控信号的调制原理图如图 2.2 所示. 其中图(a)是采用模拟调制的方法产生 2PSK 信号，图(b)是采用数字键控的方法产生 2PSK 信号。（a） (b)图 2.10 2PSK 信号的调制原理图潍 坊 学 院 本

33、科 毕 业 设 计132PSK 信号的解调通常都是采用相干解调, 解调器原理图如图 2.3 所示.在相干解调过程中需要用到与接收的 2PSK 信号同频同相的相干载波。2PSK 信号相干解调各点时间波形如图 2.4 所示，当恢复的相干载波产生 180倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。 图 2.11 2PSK 信号的解调原理图潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计143 simulink 的模型建立与仿真的模型建立与仿真3.1 启动启动 simulink 首先启动 MATLAB,如下图：图 3.1 MATLAB7.0 的启动界面然后单击

34、MATLAB7.0 平台环境中的单击工具如图 3.1 中所示：在命令窗口中输入“Simulink”命令。Simulink 启动后会出现的是 Simulink 的库浏览器，如图3.2 所示。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计15图 3.2 Simulink 的库浏览器在库浏览器中单击工具，即可创建一个新的模型窗口，如图 3.3 所示。Simulink 的工作环境主要是由浏览器与模型窗口所组成的，前为用户提供了Simulink 标准模块和专业工具箱的界面，后者是用户创建模型方框图的主要工具。图 3.3 Simulink 的空白窗口3.2 2ASK 的模型建立与仿真的模型建立与仿真（1 1）调制

35、仿真）调制仿真潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计162ASK 信号调制的模型方框图由 DSP 模块中的 sine wave 信号源、相乘器、方波信号源等模块组成的,Simulink 模型图如下图中所示：图 3.4 2ASK 信号调制的模型方框图建立好模型之后就要进行系统参数的设置了，以至于可以达到仿真的最好效果。这里我们从正弦信号开始依次的进行仿真参数设置如下面的图所示：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计17图 3.5 正弦信号参数设置经过上面参数的设置后，就可以进行系统的仿真下面是示波器显示的各点的波形图：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计18图 3.6 各点的时间波形图由上图可

36、以看出信息源和载波信号相乘之后便得到了 2ASK 信号。（2 2）解调仿真）解调仿真2ASK 的解调分为相干解调和非相干解调法，下面采用相干解调法对 2ASK 信号进行解调。相干解调就是用已调信号恢复出载波既同步载波。再用载波和已调信号相乘，经过低通滤波器和抽样判决器恢复出 S(t)信号的过程，simulink 模型图如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计19图 3.7 2ASK 相干解调的 simulink 模型方框图建立好模型之后，开始设置各点的参数，下面是低通滤波器的参数设置： 图 3.8 低通滤波器的参数 系统仿真及各点时间波形图：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计20图 3

37、.9 2ASK 信号解调的各点时间波形图误码率分析：由于在解调过程中缺少信道和噪声，所以误码率相对要小一些，一般是由于码间串扰或者是参数设置的问题，由图中可以看出这个系统的误码率约为 0.3636。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计21图3.10 方波信号源的参数设置3.3 2FSK 的调制与解调仿真的调制与解调仿真（1 1）调制仿真）调制仿真2FSK 信号是由频率分别为 f1 和 f2 的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的，其中 f1 和 f2 是两个频率有明显差别的且都远大于信号源频率的载波信号，2FSK 信号产生的 simulink 仿真模型图如下所示：潍 坊 学 院 本 科

38、毕 业 设 计22图 3.11 2FSK 信号的 simulink 模型方框图其中 sin wave 和 sin wave1 是两个频率分别为 f1 和 f2 的载波，Pulse Generator 模块是信号源，NOT 实现方波的反相，最后经过相乘器和相加器生成2FSK 信号，各参数设置如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计23图 3.12 载波 sin wave 的参数设置f2 的参数设置：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计24图 3.13 载波 sin wave1 的参数设置本来信号源 s(t)序列是用随机的 01 信号产生，在此为了方便仿真就选择了基于采样的 Pulse Ge

39、nerator 信号模块其参数设置如下：图 3.14 Pulse Generator 信号模块参数设置经过以上参数的设置后就可以进行系统的仿真，其各点的时间波形如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计25图 3.15 2FSK 信号调制各点的时间波形由上图可以看出经过 f1 和 f2 两个载波的调制，2FSK 信号有明显的频率上的差别。（2 2）解调仿真）解调仿真解调方框图如下所示：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计26图 3.16 2FSK 信号解调方框图其中 From File 是一个封装模块，就是 2FSK 信号的调制模块，两个带通滤波器分别将 2FSK 信号上下分频 f1 和

40、f2 ,后面就和 2ASK 信号的解调过程相同，各参数设置如下：图 3.17 2FSK 信号 f1 带通滤波器参数设置图 3.18 2FSK 信号 f2 带通滤波器参数设置潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计27经过系统仿真后的各点时间波形如下：图 3.19 2FSK 信号解调各点时间波形经过系统的仿真可以观察出系统的误码率约为 0.7273，如下图中所示：图 3.20 2FSK 相干解调误码率潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计283.4 2PSK 的调制与解调仿真的调制与解调仿真（1 1）调制仿真）调制仿真在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制

41、移相键控(2PSK)信号. 在此用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.用两个反相的载波信号进行调制，其方框图如下：图 3.21 2PSK 信号调制的 simulink 的模型图其中 Sin wave 和 Sin wave1 是反相的载波，正弦脉冲作为信号源，各个参数设置如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计29图 3.22 Sin wave 信号参数设置图 3.23 Sin wave1 信号的参数设置潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计30图 3.24 脉冲信号的参数设置图 3.25 2PSK 调制的各点时间波形(2)(2)解调仿真解调仿真建立 sim

42、ulink 模型方框图如下：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计31图 3.26 2PSK 解调框图各点的时间波形如下所示：图 3.27 2PSK 解调各点的时间波形结果分析:由 3.26 图可以看出其误码率约为 0.6667，由于没有噪声的影响所以误码率一般在 0.5 左右，由于系统存在不准确性所以误码率会略大一些。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计324 2ASK,2FSK,2PSK 调制解调的调制解调的 M 语言实现语言实现4.1 2ASK 调制与解调调制与解调的的 M 语言实现语言实现用 MATLAB 实现 2ASK 的调制与解调其代码见附录，其结果为： 图 4.1 2ASK

43、调制与解调的 M 语言实现4.2 2FSK 调制与解调调制与解调的的 M 语言实现语言实现用 MATLAB 实现 2ASK 的调制与解调其代码见附录，其结果为：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计33 图 4.2 2FSK 调制与解调的 M 语言实现 4.3 2PSK 调制与解调调制与解调的的 M 语言实现语言实现用 MATLAB 实现 2PSK 的调制与解调其代码见附录，其结果为：潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计34 图 4.3 2PSK 调制与解调的 M 语言实现（1）潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计35 图 4.3 2PSK 调制与解调的 M 语言实现（2）结束语结束语通过

44、本次毕业论文设计，使我加深了对 2ASK,2FSK,2PSK 这些方面知识的熟悉与理解，也使我体会到了 MATLAB 这个软件对于调制与解调方面的巨大作用。我们可以通过这个软件来更好地了解 2ASK,2FSK,2PSK 以及其它的信号的全面分析。为我们更好的应用于现实中提供了宝贵的借鉴。在以后也对于我们的研究提供了一次宝贵的经验，让我更加熟悉了认真与不懈努力是非常重要的。在未来的日子里，我们要学会借助于工具对问题进行系统性的分析，然后得出结果，进行综合考虑，然后选择比较适合我们的进行应用。潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计36参考文献参考文献1西瑞克斯(北京)通信设备有限公司无线通信的 M

45、ATLAB 和 FPGA 实现M北京：人民邮电出版社20092樊昌信，曹丽娜通信原理（第 6 版）M北京：国防工业出版社20113张磊，毕靖，郭莲英MATLAB 实用教程M北京：人民邮电出版社20084王兴亮现代通信原理与技术M北京：电子工业出版社20095徐明远，邵玉斌MATLAB 仿真在现代通信中的应用M西安：西安电子科技大学出版社2011 6徐金明，张孟喜，丁涛.MATLAB 实用教程M北京：清华大学出版社.2006 7周烔槃，庞沁华，续大我，吴伟陵，杨鸿文通信原理（第三版） M北京：北京邮电大学出版社.2011 8孙屹，李研MATLAB 通信仿真开发手册M北京：国防工业出版社.2005

46、9 王立宁，乐光新，詹菲.MATLAB 与通信仿真M.北京：人民邮电出版社. 200010 张智星. MATLAB 程序设计与应用M. 北京:清华大学出版社.200211 王士林，陆存乐，龚初光.现代数字调制技术M. 北京: 人民邮电出版社.199912王丽宁，乐光新.MATLAB 与通信仿真M. 北京: 人民邮电出版社. 200013曹志刚，钱亚生.现代通信原理M.北京：清华大学出版社.199214吴伟陵.移动通信原理M.北京：人民邮电出版社.200515孙屹，吴磊. Simulink 通信仿真开发手册M.北京：国防工业出版社.2003潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计37附录附录2AS

47、K基于MATAB的程序代码：clc;clear;%输入二进制信号N=10;xn=;x=1 0 1 1 0 0 1 0 1 0;t=0.0125:0.0125:N;y=cos(2*pi*100*t);for i=1:N if x(i)=1 xn(i*80-79:i*80)=ones(1,80); else xn(i*80-79:i*80)=zeros(1,80); endendsubplot(5,2,1)plot(xn);title(原始二进制信号);axis(0 800 -1 2)%载波波形y=cos(2*pi*2*t);subplot(5,2,2)plot(y);title(载波波形);ax

48、is(0 800 -2 2)%载波调制z=xn.*y;subplot(5,2,3)plot(z)title(已调信号)axis(0 800 -1.5 1.5)潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计38%对已调信号进行频谱分析ba=fft(z,512);ba=abs(ba);subplot(5,2,4)plot(ba);title(已调信号频谱)axis(-200 600 0 150)%加入高斯噪声a=0.1;%noise 系数，控制噪声功率noise=a*(2*rand(1,80*N)-1);z1=z+noise;subplot(5,2,5)plot(z1);title(加入噪声后信号波形);%对加噪信号进行频谱分析ba=fft(z1,512);ba=abs(ba);subplot(5,2,6)plot(ba);title(加噪信号频谱)axis(-200 600 0 150)%设计一个低通滤波器Wp =50/80; Ws = 70/80;n,Wn = buttord(Wp,Ws,1,5)b,a = butter(n,Wn);