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数字带通系统

数字通信实验报告

题目: 数字带通系统

讲课老师:

学生姓名：

所属院系：信息科学与工程学院

专业：信息与通信工程

学号：

完成日期：2015/5/11

1·设计目的

应用数字通信课程中学到的知识，设计基于BPSK调制解调的数字带通系统，并用MATLAB来实现仿真实验，输出调制前的基带信号，调制后的BPSK信号，叠加噪声后的2PSK信号，解调器在接收到信号后解调的各点的信号波形。

2·设计原理

数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，为了使数字信号在带通信道中有效传输，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征相匹配。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实现数字式调制；

2) 通过开关键控载波，通常称为键控法；其基本键控方式为：振幅键控，频移键控，相移键控。

2.1 BPSK的调制原理

如果两个频率相同的载波同时开始震荡，这两个频率同时达到正最大值，零值和负最大值，他们应处于“同相”状态；若其中一个开始得迟了点，就可能处于“不同相”状态。一般信号震荡周期为360度，如果一个载波比另一个载波相差半个周期，则其相位差为180度，也就是相反。

2PSK信号的时域表达式为：

e2psk=Acos(w c t+φn)其中φn表示第n个符号的绝对相位。

φn={0，发送“0”时

π，发送“1”时因此，上式可以改写为：

e2psk(t)={Acosw c t ,概率为P

?Acosw c t ,概率为1?P

由于两种码元的波形相同，极性相反，故BPSK信号可以表述为一个双极性全占空（非归零）矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：

e2psk(t)=s(t)cosw c t

其中，s(t)=∑a n g(t?nT s)

，s(t)为双极性全占空矩形脉冲序列，g(t)是脉宽为T s的单个矩形脉冲，a n的统计特性为：

a n={1 ,概率为P

?1 ,概率为1?P

BPSK信号的调制原理框图如图1所示：

图1. BPSK信号的调制原理图

与2ASK信号的产生方法比较，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。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。

2.2 BPSK解调原理

2PSK信号的解调方法是相干解调法，因为PSK信号的功率谱中无载波分量。在相干解调中如何得到同频同相的本地载波是个关键，因此对PSK信号进行非线性变换，才能产生载波分量。其相干接收机原理框图如图2所示：

图2. BPSK的相干接收机原理框图

图中经过带通滤波得到有用信号，经相乘器与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高分分量，再进行抽样判决得到基带信号，即正抽样值为1，负抽样值为0。

BPSK信号的相干解调各点时间波形如图3所示：

图3.BPSK信号的相干解调各点时间波

3·实现数字带通系统的MATLAB程序

Clc;clear

%产生比特信号

t=0:0.01:9.99;

a=randint(1,10);

m=a(ceil(t+0.01));

figure(1)

plot(t,m)

title('产生随机十比特二进制比特序列');

axis([0,10,-2,2]);

%载波信号%

fc=4800;

fs=100000;

ts=0:1/fs:(1000-1)/fs;

carry=cos(2*pi*fc*ts/2.5);

%因为信息速率2400b/s，载频4800Hz，一个Ts两个载波信号，不除2.5是五个载波figure(2)

plot(t,carry)

title('载波信号')

axis([0,10,-2,2]);

%2psk调制%

e_2psk=cos(2*pi*fc*ts/2.5+pi*m);;

figure(3)

plot(t,e_2psk)

title('2psk调制信号');

axis([0,10,-2,2]);

%产生高斯白噪声

a=0.1;

noise=a*wgn(1,1000,10);

%产生1行1000列的高斯白噪声为10dBW

figure(4)

plot(t, noise)

title('高斯白噪声');

axis([0,10,-2,2]);

%调制信号叠加高斯白噪声

e2psk=e_2psk+noise;

figure(5)

plot(t,e2psk)

title('2psk叠加白噪声波形')

axis([0,10,-2,2]);

%带通滤波器的设计%

[BB1,AB1]=ellip(5,0.5,60,[2400,6400]*2/100000);

%带通滤波器通带上、下界频率分别为2400Hz,6400Hz,通带最大衰减为0.5dB,阶数为5，计算带通滤波器系统函数分子分母多项式系数向量BB1和AB1

e_2psk1=filter(BB1,AB1,e2psk);

%带通滤波器滤除带外噪声

figure(6)

plot(t,e_2psk1)

title('调制信号通过带通滤波器')

%相干解调与载波相乘

e_2psk2=e_2psk1.*carry*2;

figure(7)

plot(t,e_2psk2)

title('调制信号与载波相乘进行相干解调')

axis([0,10,-2,2]);

%设计低通滤波器

[BB2,AB2]=ellip(5,0.5,60,700*2/100000);

%通滤波器通带截止频率分别为700Hz,通带最大衰减为0.5dB,阶数为5，计算低通滤波器系统函数分子分母多项式系数向量BB2和AB2

AB2 e_2psk3=filter(BB2,AB2,e_2psk2);

figure(8)

plot(t,e_2psk3)

title('解调信号通过低通滤波器')

%抽样判决

for i=0:9

if(e_2psk3((i+1)*100)>0)

e_2psk4(i*100+1:(i+1)*100)=zeros(1,100);

else

e_2psk4(i*100+1:(i+1)*100)=ones(1,100); end

end

figure(9)

plot(t,e_2psk4)

title('抽样判决后的信号')

axis([0,10,-2,2]);

%滤波器单位冲激响应 %

%带通滤波器单位冲激响应

figure(18)

dimpulse(BB1,AB1)

title('带通滤波器单位冲激响应')

axis([0,5000,-0.06,0.06]);

%低通滤波器单位冲激响应

figure(19)

dimpulse(BB2,AB2)

axis([0,1000,-0.02,0.02]);

title('低通滤波器单位冲激响应')

%滤波器频率响应曲线

%带通滤波器频率响应曲线

figure(20)

w=0:0.1:2*pi*0.3;

freqz(BB1,AB1,w)

title('带通滤波器幅频相频曲线')

%低通滤波器频率响应曲

w=0:0.1:2*pi*0.3;

figure(21)

freqz(BB2,AB2,w)

title('低通滤波器幅频相频曲线')

4·MATLAB仿真实验

系统以正弦信号作为载波，其信息速率2400b/s，载频4800Hz，一个T S两个载波信号

5·总结

在BPSK信号中，相位变化是以末调载波的相位作为参考基准的，其载波相位的绝对数值表示数字信号。

让随机产生的十比特二进制信号流在已知载频的情况下进行调制，所获取的调制信号能反映系统的调制效果，由于传输时受到噪声及仪器精密度等干扰，导致调制信道达不到理想状态，会存在失真。

在接收端对信号进行相干解调，解调输出的波形存在失真且存在一定规律的模拟波形，因此，通过低通滤波器滤掉输出波形以外的波形，即噪声。

带通传输系统的设计及性能分析

带通传输系统的设计及性能分析姓名：XXX 学号：XXX 班级：信息与通信工程

摘要数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须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。在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调，通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。数字调制技术有两种，模拟调制法和键控法，相应的有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。数字调制有二进制和多进制，本文主要讲二进制数字调制系统的原理及其比较它的抗噪性能，并且只介绍ASK和PSK,并用MATLAB实现,并比较二者抗性能。

二进制数字调制原理 1.1 二进制振幅键控（2ASK ）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。在2ASK 中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”和“1”。2ASK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法，也有两种基本的解调方法：非相干解调和相干解调，相应的接收系统组成框图如下图（a ）和（b ）： 1.2 二进制相移键控（2PSK ）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”。2PSK 信号的解调通常采用相干解调法。解调器原理框图如下 e (a ) e (b )e

2ASK数字传输系统仿真

2ASK 数字传输系统仿真 1.课程设计目的（1）通过利用matlab simulink ，熟悉matlab simulink 仿真工具。（2）会画出数字通信过程的基本框图。（3）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉2ASK 的调制与解调。（4）掌握数字通信的2ASK 调制方式。 2.课程设计要求（1）在matlab 仿真环境下，设计出2ASK 数字通信系统的结构，选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。（2）设置、调整参数，实现系统仿真。（3）分析仿真波形 3.相关知识 3.1二进制振幅键控(2ASK) 基振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。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 ，且相互独立。该二进制符号序列可表示为其中 S T 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为S T 的矩形脉冲：则二进制振幅键控信号可表示为

e随二进制基带信号s(t)通断变化在，所以又 2ASK信号的时间波形)( 2t ASK 称通断键控信号(OOK信号)。二进制振幅键控信号的产生方法有模拟相乘和数字键控。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)和想解调(同步检测法)，其相应原理方框图如下所示：二进制振幅键控信号调制器原理框图相干解调方式二进制振幅键控信号解调器原理框图

3.2数字通信系统的基本模型从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成. 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。基本的三种数字调制方式是：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、和移相键控(PSK 或DSPK)。 4.课程设计分析 4.1数字信号传输的实现设计采用的是MATLAB中的SIMULINK仿真系统实现对通信系统的仿真，仿真框图可以分为四部分：（1）数字信号的生成与调制： ①数字信号的生成：数字信号采用Bernoulli binary generator产生。 ②调制：数字调制有调幅、调相、调频三种基本形式，并可以派生出其它形式，数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。调制采用正弦载波数字调制系统，设定其频率为7000rad/sec,

通信原理第六版(樊昌信)第7章数字带通传输系统

通信原理第7章数字带通传输系统 ● 概述 ? 数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。 ? 数字带通传输系统：通常把包括调制和解调过程的数字传输系统。 ? 数字调制技术有两种方法： ◆ 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； ◆ 通过开关键控载波，通常称为键控法。 ◆ 基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控 ? 数字调制可分为二进制调制和多进制调制。 ● 7.1 二进制数字调制原理 ? 7.1.1 二进制振幅键控(2ASK ） ◆ 基本原理： ? “ 通- 断键控(OOK)” 信号表达式 ? 波形振幅键控频移键控相移键控 ?? ?-=”时发送“以概率， ”时发送“以概率0P 101P t, Acos )(c OOK ωt e 1 1 () s t 载波 2ASK

◆ 2ASK 信号的一般表达式其中 T s －码元持续时间； g (t ) －持续时间为T s 的基带脉冲波形，通常假设是高度为1 ，宽度等于T s 的矩形脉冲； a n －第N 个符号的电平取值，若取则相应的2ASK 信号就是OOK 信号。 ◆ 2ASK 信号产生方法 ? 模拟调制法（相乘器法） ? 键控法 ◆ 2ASK 信号解调方法 ? ? 相干解调( 同步检测法) ()t t s t e c ωcos )(2ASK =∑-=n s n nT t g a t s ) ()(? ? ?-=P P a n 1,0,1概率为概率为) ) 开关电路 2e 2e

? 非相干解调过程的时间波形 ◆ 功率谱密度 2ASK 信号可以表示成式中 s (t ) －二进制单极性随机矩形脉冲序列设：P s (f ) － s (t ) 的功率谱密度 P 2ASK (f ) － 2ASK 信号的功率谱密度则由上式可得由上式可见，2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱P s (f ) 的线性搬移（属线性调制）。知道了P s (f ) 即可确定P 2ASK (f ) 。由6.1.2节知，单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为式中 f s = 1/T s G (f ) －单个基带信号码元g (t )的频谱函数。对于全占空矩形脉冲序列，根据矩形波形g (t )的频谱特点，对于所有的m 0的整数，有，故上式可简化为将其代入 1 01 0t t 11 00a b c d t t ()t t s t e c ωcos )(2ASK =[])()(4 1 )(2ASK c s c s f f P f f P f P -++= ∑ ∞ -∞ =--+ -=m s s s s s mf f mf G P f f G P P f f P ) ()()1()()1()(2 2 δ0)()(==πn Sa T mf G S S ()) ()0()1()()1(2 222 f G P f f G P P f f P s s s δ-+-=[] )()(4 1 )(2ASK c s c s f f P f f P f P -++=

第七章数字带通传输系统总结

第七章总结 1．时域波形及表达式（会画时域波形、调制规则的确立） 2ASK 、2FSK 、2PSK （倒π现象） 2．调制与解调方法（会画调制解调模型） 2ASK ：键控法、模拟幅度调制方法；相干解调、非相干解调（包络检波），门限效应问题 2FSK ：键控法、模拟频率调制方法；过零检测法、分路相干或非相干解调 2PSK ：键控法、模拟方法、码变换+ PSK 调制产生2DPSK ；极性比较法（相干解调）、差分相干解调2DPSK 3．频谱特性（频域表达式、频谱图） 2ASK ：功率谱由连续谱与载波处的离散谱构成；带宽 B A = 2B S = 2f S (Hz)；频带利用率 )/(5.021Hz B f f B T s s A s ===η2FSK ：功率谱由连续谱与离散谱构成，离散谱出现在两个载频（f1、f2）位置上；连续谱谱结构：| f1-f2 | ＜ fs 单峰，| f2-f1 | ＞ fs 双峰 B 2FSK = | f2-f1 | + 2fs 较宽。频带利用率 )/(5.02121Hz B f f f f B T s s F s <+?==η2PSK ：一般情况下，2PSK 的功率谱与2ASK 的功率谱相同（仅差系数）即：含连续谱与离散谱。 B 2PSK =B 2ASK =2BS 当0、1等概时（P=1/2），无离散谱。 4．抗噪声性能数字解调性能分析过程：（各种解调模型的绘画）

1)确定合成信号y(t) 2)确定解调输出V(t) 3)确定样值的分布 4)确定判决准则（与调制规则相对应） 5)误码分析，确定最佳门限，求出输出误码率解调方式误码性能相干OOK ????????421r erfc 非相干OOK 421r e ? 相干2FSK ????????221r erfc 非相干2FSK 221r e ? 相干2PSK ()r erfc 21 相干2DPSK erfc 差分相干2DPSK r e ?21

成都理工大学通信原理课设——基于labview的数字带通传输系统设计

摘要在当今高度信息化时代，通信对人们的生活方式、经济发展、政治、军事等方面产生了重要而深远的影响。通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。与模拟通信系统相比，数字通信系统具有抗干扰能力强、差错可控、数字处理灵活等优点，并且得到了广泛应用。本文基于LabVIEW软件强大的信号处理功能对数字频带传输系统中的二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）调制解调器系统进行模拟仿真,简单介绍二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）调制解调原理,详细说明基于LabVIEW软件设计二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）调制解调的过程,并给出程序框图和运行结果,最后对二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）的抗噪声性能进行比较。关键词：通信；LabVIEW；数字通信系统；模拟仿真；

目录第1章导论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2 研究内容 (1) 第2章LabVIEW概述 (2) 2.1 LabVIEW简介 (2) 2.2 LabVIEW的特点 (2) 第3章二进制数字频带传输系统 (3) 3.1 二进制振幅键控（2ASK） (3) 3.2 二进制频移键控（2FSK） (5) 第4章基于LabVIEW的2ASK仿真 (8) 4.1 仿真设计内容 (8) 4.2 2ASK仿真 (8) 4.3 总体界面 (11) 第5章基于LabVIEW的2FSK仿真 (13) 5.1 仿真设计内容 (13) 5.2 2FSK仿真 (13) 5.3 总体界面 (16) 第6章2ASK与2FSK仿真结果比较 (17) 参考文献 (19)

数字基带传输系统仿真及性能分析

通信系统综合训练题目：数字基带传输系统仿真及性能分析 —HDB3及循环码学院：大数据与信息工程学院专业：通信工程班级：通信学号：学生姓名：指导教师： 2014 年7 月 6 日

摘要数字信号的基带传输是通信系统中的一个重要环节，对基带传输研究的意义在于现代通信系统中广义上的任一线性调制的频带传输系统均可等效为基带传输系统，即数字基带传输中本就包含了频带传输的一些基本问题。同时，就数字基带传输自身而言，随着数字通信技术的发展也被越来越多的应用。在基带传输理论学习过程中涉及到的信道编码、传输信道特性、接收滤波、抽样判决等环节存在较为抽象不易理解的问题，如果不经过实践环节，这些抽象的计算和变换难以较快的掌握。MATLAB是一款功能强大的工程技术数值运算跨平台语言，利用它的通信工具箱和可视化仿真模型库Simulink可有效实现通信系统的仿真。Simulink可对动态系统进行建模、仿真并对仿真结果进行分析，其可视化建模的特点尤其适合于通信系统仿真等工作。关键词：数字基带传输系统；HDB3；循环码

前言随着通信系统的规模和复杂度不断增加，传统的设计方法已经不能适应发展传的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视。传统的通信仿真技术主要分为手工分析与电路试验2种，但耗时长方法比较繁杂，而通信系统的计算机模拟仿真技术是介于上述2种方法的一种系统设计方法，它可以让用户在很短的时间内建立整个通信系统模型，并对其进行模拟仿真]2[。数字信号的传输方式按其在传输中对应的信号的不同可分为数字基带传输系统和数字频带传输系统。不使用调制和解调而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统。虽然在实际使用的数字通信系统中基带传输不如频带传输那样广泛，但是，对于基带传输系统的研究仍然是十分有意义的。1) 在频带传输制式里同样存在基带传输的问题(如码间干扰等)，因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道中(如广义信道)，则频带传输就变成了基带传输。可以说基带传输是频带传输的基础。2) 随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势。目前,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速数据传输。3)理论上也可以证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统所替代。对数字基带传输系统的仿真而言。仿真工具是MATLAB中的simulink模块对其仿真。特点是将数值分析、矩阵计算、图形、图像处理和仿真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中伪科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多学科提供了一种高效率的华仿真工具。运用MATLAB中的simulink可以对数字基带传输系统进行较为全面地研究。

答案第七章数字带通传输系统

第七章数字带通传输系统 1、常用的数字键控方式用哪些？ ASK （幅度键控）：用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式。 FSK （移频键控）：用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式 2PSK （绝对移相键控）：用基带数字信号对载波的相位进行控制方式 2DPSK （相对移相键控）：2DPSK 信号的产生方法和绝对移相一样，只需将输入码序列先变换为相对码序列，然后用此相对码去进行绝对移相，便可以获得 2DPSK 信号。 2、已知码元传输速率R B =103 Bd ，接收机输入噪声的双边功率谱密度n 0/2=10-10 W/Hz ，今要求误码率P e =10-5，试分别计算出相干OOK 、非相干2FSK 、差分相干2DPSK 以及2PSK 等系统所要求的输入信号功率。思路只要求出接收机带通滤波器输出噪声功率就可以由误码率公式得到P e =10-5的信噪比，从而得出信号功率。题中已给出噪声的功率谱密度，但没有给定收滤波器带宽。由于OOK(即2ASK)系统、2DPSK 系统、2PSK 系统都是线性系统，它们的频带利用率为1/(1+α)(Bd/Hz)。若收滤波器为升余弦滚降特性，其等效噪声带宽为1000 Hz ，可用此等效带宽求噪声功率。设α=1，且收滤波器的频率特性是带宽为2000 Hz 的理想矩形，我们以此为标准进行计算。非相干2FSK 解调器由两个非相干2ASK 解调器构成，两个收滤波器的带宽与线性系统一样。解：设OOK 、差分相干2DPSK 以及2PSK 的收滤波器的频率特性是带宽为2000 Hz 的理想矩形，非相干2FSK 接收机的两个支路带通滤波器的频率特性也是带宽为2000 Hz 的理想矩形。在此条件下，接收机输入噪声功率为 N=(10-10×2×2000) W=4×10-7 W (1) 相干OOK(2ASK)系统由误码率公式 P e =??? ? ??2r Q =10-5 得 r= N S =36.13 S=(36.13×4×10-7) W=1.45×10-5 W (2) 非相干2FSK 系统由误码率公式 P e =2 1 5210-=r e 得 r=21.6 S=(21.6×4×10-7) W=0.86×10-5 W (3) 差分相干2DPSK 系统由误码率公式 P e =5102 1 --=r e

数字基带传输常用码型的MATLAB表示

数字基带传输常用码型的MATLA表示在某些具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离较近的情况下，数字基带信号不经调制可以直接传输，这种系统称为数字基带系统。而具有调制解调过程的数字系统称为数字带通传输系统。在第七章中，将列举数字带通传输系统仿真的例子，在本章中，我们重点讨论数字基带常用码型的产生，即数字基带信号的产生。教材中，我们以单极性不归零码和单极性不归零码的实现作为参考。单极性不归零码MATLA程序如下： function y=snrz(x) % 本函数实现输入二进制码，输出编号的单极性非归零码 % 输入x 为二进制码，输出y 为单极性非归零码 num=200; % 单极性非归零码每一个码元包含的点 t=0:1/num:length(x); for i=1:length(x); if x(i)==1; for j=1:num; y((i-1)*num+j)=1; % 对应的点赋值为1 end else for j=1:num; y((i-1)*num+j)=0; % 对应的点赋值为0 end end end y=[y,x(i)]; % 为了绘制图形，注意要将y 序列加最后一位 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title(' 单极性非归零码1 0 0 1 0 1'); % 绘图在MATLA命令行窗口中键入x的值，并调用函数snrz(x)，就可以得到对应的单极性不归零码。如输入以下指令，将出现图 1 所示的结果。

单极性不归零码MATLA 程序如下： fun ctio n y=srz(x) %本函数实现输入二进制码，输出编号的单极性归零码 %输入x 为二进制码，输出y 为单极性归零码 plot(t,y); grid on; axis([0 i -0.2 1.2]); title(' 单极性非归零码 1 0 0 1 0 1'); num=200; %单极性非归零码每 t=0:1/num:le ngth(x); for i=1:le ngth(x); if x(i)==1; for j=1: nu m/2; y((i*2-2)* num/2+j)=1; % y((i*2-1)*num/2+j)=0; % end else for j=1: num; y((i-1)*num+j)=0; % end end end y=[y,x(i)]； % 个码元包含的点对1而言，前半部分时间值为1 对1而言，后半部分时间值为0 对应的点赋值为0 为了绘制图形，注意要将 y 序列加最后一位单极性非归零码1 0 0 1 0 1 图1单极性不归零码

2ASK数字传输系统仿真的课程设计报告

课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信1006 指导教师：周颖杨媛媛工作单位：信息工程学院题目：2ASK数字传输系统初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、完成一个2ASK数字传输系统的设计，实现基带信号的2ASK 传输功能，收发波形一致。 2、完成系统中相关调制、传输以及解调模块电路的设计。 3、载波信号频率：256KHz、峰值：5V；基带信号为M序列，峰值为1V的方波。 4、安装和调试整个电路，并测试出结果； 5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。时间安排：二十一周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月系主任（或责任教师）签名：年月日

目 1 技术要求 (2) 2 基本原理 (2) 2.1 2ASK定义 (2) 2.2 2ASK的调制 (3) 2.3 2ASK的解调 (4) 2.4 2ASK的功率谱密度 (5) 2.5 眼图 (6) 3 MATLAB及SIMULINK建模仿真 (8) 3.1 仿真框图的构成 (8) 3.2系统的建立 (9) 3.3系统性能评价 (15) 4 总结与体会 (17) 5 参考书目 (18) 本科生课程设计成绩评定表 (19) 1

2 1 技术要求设计一个2ASK 数字调制系统，要求：（1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。 2 基本原理 2.1 2ASK 定义振幅键控是正弦载波的幅度随着数字基带信号而变化的数字调制，当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控.。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 ，且相互独立。该二进制符号序列可表示S(t)= 3 n ()n a g t nT -∑ 其中： ?? ?=P P a n －出现概率为出现概率为 11 Ts 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲： 1,0g(t)=0,t T T ≤≤?? ?其他

数字带通系统

数字通信实验报告题目: 数字带通系统讲课老师: 学生姓名：所属院系：信息科学与工程学院专业：信息与通信工程学号：完成日期：2015/5/11

1·设计目的应用数字通信课程中学到的知识，设计基于BPSK调制解调的数字带通系统，并用MATLAB来实现仿真实验，输出调制前的基带信号，调制后的BPSK信号，叠加噪声后的2PSK信号，解调器在接收到信号后解调的各点的信号波形。 2·设计原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，为了使数字信号在带通信道中有效传输，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征相匹配。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实现数字式调制； 2) 通过开关键控载波，通常称为键控法；其基本键控方式为：振幅键控，频移键控，相移键控。 2.1 BPSK的调制原理如果两个频率相同的载波同时开始震荡，这两个频率同时达到正最大值，零值和负最大值，他们应处于“同相”状态；若其中一个开始得迟了点，就可能处于“不同相”状态。一般信号震荡周期为360度，如果一个载波比另一个载波相差半个周期，则其相位差为180度，也就是相反。 2PSK信号的时域表达式为：

e2psk=Acos(w c t+φn)其中φn表示第n个符号的绝对相位。 φn={0，发送“0”时 π，发送“1”时因此，上式可以改写为： e2psk(t)={Acosw c t ,概率为P ?Acosw c t ,概率为1?P 由于两种码元的波形相同，极性相反，故BPSK信号可以表述为一个双极性全占空（非归零）矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘： e2psk(t)=s(t)cosw c t 其中，s(t)=∑a n g(t?nT s) n ，s(t)为双极性全占空矩形脉冲序列，g(t)是脉宽为T s的单个矩形脉冲，a n的统计特性为： a n={1 ,概率为P ?1 ,概率为1?P BPSK信号的调制原理框图如图1所示：图1. BPSK信号的调制原理图与2ASK信号的产生方法比较，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。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。

数字带通传输系统

第7章数字带通传输系统引言数字信号有两种传输方式，一种是基带传输方式，另一种是调制传输或称为带通传输。在实际通信中，因基带信号中含有丰富的低频分量而不能在信道中直接传送，必须用基带信号对载波波形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，形成带通信号，这一过程称为数字调制。数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测，还原成原来的数字基带信号，这一过程称为数字解调。数字调制信号也称键控信号。数字频带传输系统：包含了载波调制与解调过程。在带通型信道中传输数字信号的优势是：带通型信道比低通型信道带宽大得多，可以采用频分复用技术传输多路信号。另外，若要利用无线电信道，必须把低频信号转换成高频信号。数字调制就是用数字基带信号对载波进行调制，使基带信号的功率谱（频谱）搬移到较高的载波频率上。数字调制所用的载波一般也是连续的正弦型信号，因为它具有形式简单、便于产生和接收。但调制信号则为数字基带信号。与模拟调制中的幅度调制、频率调制和相位调制相对应，数字调制也分为三种基本方式：幅度键控（ASK），频移键控（FSK），相移键控（PSK）。所谓“键控”，是指一种如同“开关”控制的调制方式。比如对于二进制数字信号，由于调制信号只有两个状态，调制后的载波参量也只能具有两个取值，其调制过程就像用调制信号去控制一个开关，从两个具有不同参量的载波中选择相应的载波输出，从而形成已调信号。 7.1 二进制数字调制原理 1 二进制振幅键控（2ASK）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。在2ASK中，载波幅度随着调制信号1和0的取值而在两个状态之间变化。

2fsk数字传输系统仿真分析

沈阳理工大学通信系统课程设计报告摘要 2FSK是利用数字基带信号控制载波的频率来传送信息，是数字通信中使用较早的一种调制方式。该通信系统主要采用数字信源为输入、交织编码译码技术、MP信道、2FSK的调制和非相干解调技术。本系统首先从模拟信号出发，由于数字通信系统的信源编码部分需对输入模拟信号进行数字化，所以先研究其转换成数字信号的过程。接着分析数字信号调制和解调，调制的方法主要是二进制频移键控的解调是调制的逆过程。本课程设计利用MATLAB软件来实现对2FSK数字调制解调器的仿真与设计。2FSK解调有两种方法，即相干解调法和非相干解调法。本课程设计详细阐述了2FSK数字调制解调器的实现及系统性能分析。通过MATLAB软件中调试出仿真结果，实现了一串二进制序列的调制与解调仿真，并得到了良好的仿真波形图。关键词: 2FSK；相干解调；数字传输系统；MATLAB仿真

目录 1 课程设计目的 (1) 2 课程设计要求 (1) 3 相关知识 (2) 3.1课题研究的背景和意义 (2) 3.2 MATLAB简介 (2) 4 课程设计分析 (3) 4.1 2FSK数字系统的调制原理 (3) 4.2 2FSK的解调方式 (4) 4.2.1非相干解调 (4) 4.2.2相干解调 (5) 4.2.3 2FSK的功率谱和带宽 (5) 4.3 2FSK抗噪声性能分析 (5) 5 仿真 (6) 5.1程序调试 (6) 6结果分析 (11) 6.1 MA TLAB仿真分析 (11) 6.2 系统性能分析 (16) 7 参考文献 (17)

2FSK数字传输系统仿真及设计 1.课程设计目的为了学生加深对所学的通信原理的知识理解，培养学生专业素质，提高利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后的专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。使学生能比较扎实地掌握本专业的基础知识和基本理论，掌握数字通信系统及有关设备的分析、开发等基本技能，受到必要工程训练和初步的科学研究方法和实践训练，增强分析和解决问题的能力，了解本通信专业的新发展。 2.课程设计要求（1）利用通信原理中学习的理论知识，在Simulik仿真平台中设计出各种调制与解调系统、基带传输系统、差错控制编解码系统等等，并按题目要求运行、检测系统仿真结果。（2）构建调制电路，并且示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。（3）再以调制信号为输入，构建解调电路，用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。（4）在调制与解调电路间加上噪声源，模拟信号在不同信道的传输：用高斯白噪声模拟有线信道，并且分析高斯噪声对信号的影响。（5）要求编写课程设计论文，正确阐述和分析设计和实验结果。 3.相关知识 3.1课题研究的背景和意义

2ASK数字传输系统仿真的课程设计报告

通信原理课程设计报告题目：2ASK数字传输系统仿真专业：电子信息工程班级：０６级１班指导教师：石琳二00九年七月

目录一．课程设计的基本任务 (1) 二．课程设计的基本要求 (2) 三．2ASK数字信息系统模型及仿真环境 (2) 四．系统的建立及其仿真 (5) 五．总结与体会 (11) 六．参考文献 (13)

1、课程设计的基本任务 1 掌握通信过程的基本原理； 2 会画出数字通信过程的基本框图； 3 学会运用MATLAB来进行通信系统的仿真； 4 掌握数字通信的2ASK调制方式。 2、课程设计的基本要求 1设计出2ASK数字通信系统的结构，包括信源，调制，发送滤波器模块，信道，接受滤波器模块以及信宿，在系统出采用模块化表示 2根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等） 3 基于MATLAB平台对系统进行仿真 4 分析仿真波形 5 针对仿真出该数字传输系统的误码率性能，画出SNR和误码率的曲线。 3、2ASK数字信息系统模型及仿真环境 3.1数字通信系统的基本模型从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成. 仿真框图可以分为四部分：（1）数字信号的生成与调制：

①数字信号的生成：数字信号采用Bernoulli binary generator产生。 ②调制：数字调制有调幅、调相、调频三种基本形式，并可以派生出其它形式，数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。调制采用正弦载波数字调制系统，设定其频率为8000rad/sec, （2）数字信号在信道中的传输：将随机二进制信号与高频载波信号相乘后，通过带通滤波器，滤除干扰，然后通过加性的高斯白噪声信道（3）对接收到的信号进行解调：解调采用相干解调。（4）观察输出结果。这里有两个结果同时输出。在图形窗口中显示的是基带数字信号、信道上叠加的高斯白噪声信号和计算出的同步信号。 3.2 ASK幅移键控(Amplitude shift keying) 2ASK信号在实际中虽然很少使用，但是它是研究数字调制的基础，了解2ASK就比较容易理解FSK,PSK的原理及性能。幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号"1时，传输载波；当调制的数字信号为"0"时，不传输载波。典型波形如下图（一）所示：

通信原理课程设计--数字传输系统仿真

通信原理课程设计摘要本文主要是利用MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为各个模块进行相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进行波形分析(眼图)及系统的性能评价(分析误码率). 关键词2FSK MATLAB 调制解调噪声 Summary 引言设计目的及任务要求 1．学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证； 2．学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题； 3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 4.. 用MATLAB7.0 设计一种2FSK数字调制解调系统。课程设计内容用MATLAB7.0进行仿真设计,本次是设计一个2FSK数字调制解调系统。其中包括: （1）设计方案分析及系统原理图 1

（2）2FSK已调信号的解调方法及原理图第一章:2FSK数字系统的调制和解调的原理图. 1.1 2FSK数字系统的调制原理图. 2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。如下原理图： 1.2 2 FSK的解调方式 2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式.下面我们将详细的介绍: 2

通信原理数字频带通信系统的设计与仿真分析样本

目录前言 (1) 1 数字频带通信系统原理 (2) 1.1 二进制振幅键控(2ASK) (2) 1.2 二进制频移键控(2FSK) (5) 1.3二进制相移键控(2PSK) (8) 1.4 正交相移键控(QPSK) (11) 2 Matlab/Simulink介绍 (14) 2.1 Matlab简介 (14) 2.2 Simulink简介 (15) 2.1.1 Simulink基本模块库 (15) 2.1.2 Simulink建模仿真的一般过程. 错误!未定义书签。 2.3 Simulink在通信仿真中的应用...... 错误!未定义书签。3利用Simulink进行模型建立和系统仿真. (16) 3.1 2ASK的调制与解调仿真 (16) 3.1.1 建立模型方框图 (16) 3.1.2 参数设置 (17) 3.1.3系统仿真及各点波形图 (18) 3.1.4 误码率分析 (19) 3.2 2FSK的调制与解调仿真 (20) 3.2.1 建立模型方框图 (20)

3.2.2 参数设置 (20) 3.2.3系统仿真及各点波形图 (24) 3.3 2PSK的调制与解调仿真 (26) 3.3.1 建立模型方框图 (26) 3.3.2 参数设置 (27) 3.3.3系统仿真及各点波形图 (29) 3.4 QPSK的调制与解调仿真 (31) 3.4.1 建立模型方框图 (31) 3.4.2 参数设置 (32) 3.4.3系统仿真及各点波形图 (34) 总结 (36) 参考文献 (37)

前言随着现代通信系统的飞速发展, 计算机仿真已经成为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。在当代社会中, 信息的交换日益频繁, 随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合, 通信能克服对空间和时间的限制, 大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来, 通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展, 各种新的电信业务也应运而生, 正沿着信息服务多种领域广泛延伸。 Simulink是The MathWorks公司开发的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, 常集成于MathWorks公司的另一产品MATLAB中与之配合使用。 Simulink提供了一个交互式的图形化环境及可定制模块库 ( Library) , 可对各种时变系统, 例如通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统等进行设计、仿真、执行和测试。本次课设在深刻理解通信系统理论的基础上, 利用MATLAB提供的Simulink建模和仿真原理, 做出数字通信系统的基本模型, 分别是ASK、 FSK、 PSK、 QPSK, 而且用Simulink来实现通信系统中各个部分的仿真, 调制部分, 解调部分等等, 而且整合到一起, 设置不同的参数, 观察示波器的波形图并记录。经过对仿真结果进行分析, 更深入地掌握数字调制系统的相关知识。

数字带通传输2FSK系统设计报告

通信系统课程设计报告

数字带通传输—2FSK系统数字带通传输—2FSK系统摘要本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的simulink仿真平台设计进行差分码2FSK调制与非相干解调系统仿真。在本次课程设计中先根据2FSK调制与解调原理构建调制解调电路，从Simulink 工具箱中找所各元件，合理设置好参数并运行，其中可以通过不断的修改优化得到需要信号，之后加入高斯，并分析对信号的影响，最后通过对输出波形和功率谱的分析得出差分码2FSK调制解调系统仿真是否成功。关键词:Simulink；2FSK调制；差分码2FSK；相干解调

1 引言目录 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 设计平台...................................................................................................................................... - 1 - 2 基本原理................................................................................................................................................. - 2 - 2.1 数字带通传输............................................................................................................................ - 2 - 2.2 2FSK系统 ................................................................................................................................... - 2 - 2.3 2FSK数字系统的调制原理 ....................................................................................................... - 3 - 2.4 2FSK的解调方式 ....................................................................................................................... - 4 - 2.4.1 非相干解调....................................................................................................................... - 4 - 2.4.2 相干解调........................................................................................................................... - 4 - 3 差分码2FSK系统组成 ......................................................................................................................... - 5 - 3.1 差分码2FSK的调制部分 ............................................................................................................ - 5 - 3.1.1 差分码2FSK调制模块结构模型 ..................................................................................... - 5 - 3.1.2 差分码2FSK的调制部分参数设置 ................................................................................. - 6 - 3.2 差分码FSK信号解调 .................................................................................................................. - 7 - 3.2.1 差分码FSK的解调部分 ................................................................................................... - 7 - 3.2.2 差分码2FSK的调制部分参数设置 ................................................................................. - 8 - 3.3 加入高斯噪声的差分码2FSK相干解调 .................................................................................... - 9 - 3.4 系统2FSK的误码率计算模块 .............................................................................................. - 11 - 3.5 系统整体结构............................................................................................................................ - 11 - 4 仿真结果............................................................................................................................................... - 11 - 4.1 2FSK调制模块仿真 ................................................................................................................. - 11 - 4.2 2FSK的解调部分仿真 ............................................................................................................. - 12 - 4.3 2FSK加入高斯白噪声后的仿真 ............................................................................................. - 13 - 4.4 2FSK误码率计算 ..................................................................................................................... - 14 - 4.5 结果分析.................................................................................................................................... - 14 - 5 出现的问题......................................................................................................................................... - 14 - 6 总结....................................................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................................................... - 15 -

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