学校代码：10904学士学位论文基于MATLAB对信号调制与解调的仿真姓名：XXX学号：201205310141指导教师：XXX 副教授学院：光电工程学院专业：电子信息工程完成日期：2014年5月20日学士学位论文基于MATLAB对信号调制与解调的仿真姓名：XXX学号：201205310141指导教师：XXX 副教授学院：光电工程学院专业：电子信息工程完成日期：2014年5月20日摘要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2ASK，2FSK和2PSK。

通过仿真，分析了这三种调制解调过程中各环节时域和频域的波形。

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。

【关键词】：数字调制；分析与仿真；MATLAB。

AbstractDigital modulation is one of the most important part in communication system，and the improvement of digital modulation technology is an important way for the improvement of communication system capability.In this paper，some usual methods of digital modulation are introduced firstly．Then their simulation programs are built by using MATLAB，they mainly include 2ASK，2FSK，2PSK．Through simulation，we analyzed the time and frequency waveform for every part of these three modulations. Through the simulation，we understand the basic theory of modulation and demodulation more clearly．At last，the capability of these digital modulations have been compared．[Key words]：Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB.目录第1章绪论 (1)1.1 MATLAB/Simulink简介 (1)1.1.1 MATLAB简介 (1)1.1.2 MATLAB下Simulink的简介 (1)1.2 通信技术的历史和发展 (2)1.2.1 通信的概念 (2)1.2.2 通信的发展史简介 (3)1.3 通信技术的发展现状和趋势 (3)第2章数字频带传输系统 (4)2.1 2ASK的基本原理和调制解调实现 (4)2.2 2FSK的基本原理和调制解调实现 (6)2.3 2PSK的基本原理和调制解调实现 (8)第3章Simulink的模型建立和仿真 (10)3.1 2ASK的调制与解调仿真 (10)3.2 2FSK的调制与解调仿真 (13)3.3 2PSK的调制与解调仿真 (13)第4章总结 (19)参考文献 (21)致谢 (23)第1章绪论1.1 MATLAB/Simulink简介1.1.1 MATLAB简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为MATLAB）这就是MATLAB最早的雏形。

开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。

MATLAB是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。

由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充MATLAB的功能，使其成为了巨大的知识宝库。

MATLAB 可以方便的设计漂亮的界面，可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。

另外，MATLAB和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了MATLAB的应用潜力。

可以说，MATLAB已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。

1.1.2 MATLAB下Simulink的简介Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。

Simulink是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成环境。

它的存在使得MATLAB的功能进一步扩展。

它支持连续离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持多重采样率的多速率系统。

Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。

Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像用笔和纸来画一样容易。

它的主要特点在于：1、建模方便、快捷；2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。

它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。

由于MATLAB和Simulink的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。

但是Simulink不能脱离MATLAB而独立工作[1-3]。

1.2 通信技术的历史和发展1.2.1 通信的概念通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。

消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。

消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。

信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。

相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、输出的信号就是模拟信号。

数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。

通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息。

消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。

通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图1-1所示。

图1-1 通信系统一般模型图1-2 数字通信系统模型通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。

数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-2所示。

模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图1-3所示。

图1-3 模拟通信系统模型数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于集成化、便于与计算机连接等优点。

因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。

数字通信发展十分迅速，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统主流[4]。

1.2.2 通信的发展史简介远古时代，远距离的传递消息是以书信的形式来完成的，这种通信方式明显具有传递时间长的缺点。

为了在尽量短的时间内传递尽量多的消息，人们不断地尝试所能找到的各种新技术手段。

1837年发明的莫尔斯电磁式电报机标志着电通信的开始，之后，利用电进行通信的研究取得了长足的进步。

1866年利用海底电缆实现了跨大西洋的越洋电报通信。

1876年贝尔发明了电话，利用电信号实现了语音信号的有线传递，这标志着模拟通信的开始。

1937年瑞威斯发明的脉冲编码调制标志数字通信的开始。

20世纪60年代以后集成电路、电子计算机的出现，使得数字通信迅速发展。

在70年代末在全球发展起来的模拟移动电话在90年代中期被数字移动电话所代替，现有的模拟电视也正在被数字电视所代替。

数字通信的高速率和大容量等各方面的优越性也使人们看到了它的发展前途。

1.3 通信技术的发展现状和趋势进入20世纪以来，随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。

特别是在20世纪后半叶，随着人造地球卫星的发射，大规模集成电路、电子计算机和光导纤维等现代技术成果的问世，通信技术取得了巨大的成功。

随着现代电子技术的发展，通信技术正向着数字化、网络化、智能化和宽带化的方向发展。

随着科学技术的进步，人们对通信的要求越来越高，各种技术会不断地应用于通信领域，各种新的通信业务将不断地被开发出来。

到那时人们的生活将越来越离不开通信[5-6]。

第2章 数字频带传输系统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。

图 2-1 数字调制系统的基本结构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DPSK)。

本章重点论述二进制数字调制系统的原理，简要介绍二进制数字调制原理。

2.1 2ASK 的基本原理和调制解调实现数字幅度键控。

记作ASK （Amplitude shift-keying ），二进制幅度键控记作2ASK 。

2ASK 就是根据载波的幅度受到基带数字信号的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1 。

二进制幅度键控信号的时域表达式可以简单地记为==t t s t S c ASK ωcos )()(2 （2-1） 二进制振幅键控信号时间波型如图2-2所示。

由图2-2可以看出，2ASK 信号的时间波形S 2ASK (t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK 信号)。

二进制振幅键控信号的产生方法如图2-3所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现[7-8]。

Acos ωc t 02ASK信号可以采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，本论文采用相干解调的方式实现。

其相应原理方框图如图2-4所示。

2ASK信号相干解调过程的时间波形如图2-5所示。