[电子设计论文精品]数字调制系统分析与仿真.doc

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学年论文(设计)
题目数字调制系统分析与仿真
学生姓名
学号
院系物理与电子信息工程系
专业应用物理
指导教师
二〇一〇年五月二十一日
数字调制系统分析与仿真
摘要:数字调制技术的改进是通信系统性能提高的重要途径之一。本文首先分析了数字调制系统的五种基本调制解调方法,然后,运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。最后,在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。另外,本文还利用Matlab的图形用户界面(GUI)功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面,使仿真系统更加完整,操作更加方便。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面。
1 引言
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。
2 数字调制系统的相关原理
数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,所以本文主要讨论二进制的调制与解调,最后简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制(M-DPSK)。
最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。下面是这几种调制方式的相关原理。
①二进制幅度键控(2-ASK)
    幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为1的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。
2-ASK信号功率谱密度的特点如下:
(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;
(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。
②二进制频移键控(2-FSK)
    频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0,用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式,其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏,由于数字信号的带宽即Fb值大,所以二进制频移键控的信号带宽B较大,频带利用率小。2-FSK功率谱密度的特点如下:
(1) 2FSK信号的功率谱由连续