基于MATLAB的数字带通调制系统仿真
摘要：数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
由于信道的限制，基带信号在很多信道中不能直接传输，所以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。
并在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号。
本文应用MATLAB对通信系统中基本的3种二进制调制过程进行编程和建模仿真。
关键词：2ASK；2FSK；2PSK；MATLAB；调制
1 二进制数字调制系统原理分析
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，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，它们分别对应着二进制信息“1”或“0”。
通常为了实现方便，用载波信号的最大值和0分别表示“1”和“0”。
2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。
本程序采用模拟调制法方法，用乘法器实现基带信号的调制。
设信息源发出的序列是由二进制符号0、1组成的，并假定序列中“0”出现的概率为P，“1”出现的概率为1-P。
则2ASK 信号表达式为：e\-\{2ASK\}(t)=s(t)cos w\-ct=∑na\-ng(t-nT\-s)，其中：g(t)为脉宽为T\-s的单个矩形脉冲；2ASK
功率谱密度为：P\-\{2ASK\}（f）=1[]4\[P\-s(f-f\-c)+P\-s(f+f\-c)\]
1.2 二进制频移键控（2FSK）
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息的，幅度和相位保持不变。
在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在w\-1和w\-2两个频率点之间变化，它们分别对应着二进制信息“1”或“0”，且假设“0”对应于载频
2.2 2FSK的程序代码
2.3 2PSK的程序代码
调制原理：分别用不同相位的载波代表数字信息“0”或者“1”。
这里假设用和载波信号同相的正弦波代表“0”，用和载波信号反相的正弦波代表“1”。
而对于数字信息“1”，和载波相位相差180度相当于符号取反，所以这里直接将初始数字序列的数字信息“0”用“-1”表示。
通过3种二进制数字调制解调系统的性能分析比较可知：在抗噪性能方面，二进制相移键控的调制性能最好，二进制频移键控次之，二进制振幅键控最差；在频带利用率方面，二进制振
幅键控和二进制相移键控的性能相近，二进制频移键的频带利用率最低；对设备的昂贵程度来说，二进制频移键控设备最昂贵，二进制振幅键控的设备最廉价。
3 结束语
本文通过介绍二进制数字调制的基本理论，将3种数字调制技术通过MATLAB绘图逐一仿真，并通过观察信号的波形，建立起3种二进制数字调制系统的模型。
通过对仿真结果的观察，证实了该仿真模型的正确性以及可行性，并为实际系统的构建以及参数的选择提供了依据，同时，可以把每一种算法做成软件模块的形式，并通过更新模块的方法试验更高的系统性能，因此具有很大的灵活性和开发性。
参考文献：
\[1\] 樊昌信,曹丽娜.通信原理\[M\].北京.国防工业出版社,2010.
\[2\] 陈怀琛,吴大正,高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用\[M\].北京.电子工业出版社,2006.
\[3\] 王兴亮.通信系统原理教程\[M\].西安:西安电子科技大学出版社,2009.
\[4\] 张瑞,林幸笋,何友军,等.一个研究型物理实验项目——
—周期物成像规律实验\[J\].大学物理,2002（6）.
\[5\] 袁小平,王艳芬,史良.基于MATLAB 的数字信号处理课程的实验教学\[J\].实验室研究与探索,2002（2）.
Digital Band-Pass Modulation System Simulation Based on MATLAB
Abstract:Digital signal transmission has two modes,the baseband transmission and the waveband transmission.Due to the channel restriction,baseband signal cannot transmit directly in many channels,so it’s essential to modulate a carrier with the baseband signal in order to make signal and the characteristics of channel matching.The receiver then uses a demodulator to convert the band-pass signal to the baseband signal.This paper focus on three basic binary modulation process in communication system,and programming and modeling simulation had been done with MATLAB.
Key Words:2ASK; 2FSK; 2PSK; MATLAB; Modulation。