题目数字通信系统的性能分析学生姓名学号所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1201 班指导教师完成地点物理与电信工程学院实验室2016年6月5日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1201班学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目数字通信系统的性能分析二、毕业论文﹙设计﹚工作自2016年1月10日起至2016年6月15日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院南区实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：数字通信系统是非常复杂和庞大的大规模系统，在各种噪声和干扰的存在下，一般很难通过解析的方法求得系统的精确数学描述。
在这种情况下系统仿真分析就成为了一个极为有效的方法。
本次毕业设计运用仿真软件结合三种传输码实现四种调制解调技术下的不同信道环境的数字通信系统的性能分析。
本次毕业设计要求：1.掌握数字通信系统的工作原理；2.利用仿真软件搭建数字通信系统；3.对各种不同条件下的数字通信系统性能进行测试；4.对测试结果进行分析；5.完成毕业论文。
本次毕业设计进度安排：1月10日─3月1日：理解课题查阅资料掌握数字通信系统的工作原理。
3月2日─4月1日：提交英文翻译、整理并提交开题报告。
4月2日─5月1日：完成系统的软件仿真并进行期中检查。
5月2日─5月30日：对对测试结果进行分析，准备验收，提交毕业设计论文初稿。
6月1日─6月15日：修改毕业设计论文，提交论文终稿并进行毕业设计答辩。
指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名数字通信系统的性能分析（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业 2012级1班，陕西汉中 723003）指导教师[摘要]数字调制技术是通信系统中最主要的一项技术，也是提高通信系统性能的重要途径。
本次设计运用MATLAB软件的仿真环境Simulink搭建了2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的仿真模型；分析这四种不同数字调制分别在高斯、瑞利、莱斯信道环境下的误码率与频谱性能。
最后得出结论，同种信道下的误码率2PSK<2DPSK<2FSK<2ASK.设备复杂度上2FSK最复杂，2DPSK要比2PSK简单。
由于2ASK存在最佳判决门限，因此对信道最敏感。
[关键词]MATLAB;Simulink;调制;解调Performance analysis of the digital communication system(Grade 2012,Class1,Major of Communication Engineering ,Dept of Electrinics and Information Engineering Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor:Wei RuiAbstract：Digital modulation technology is one of the most main technology in communication system, also is the important way to improve the performance of communication system. This design using the MATLAB software Simulink simulation environment set up 2ASK, 2FSK, 2PSK and 2DPSK simulation model; analysis the four different modulation respectively in Gauss and Rayleigh, Rician channel bit error rate and the spectral properties of environment. Finally come to the conclusion that the bit error rate under the same channel 2PSK < 2DPSK < 2FSK < 2ASK. Equipment complexity on2FSK the most complex, 2DPSK than 2PSK is simple. Because 2ASK best decision threshold, so the most sensitive to channel.Key words：MATLAB;Simulation; modulation ; demodulation目录引言 (1)1.研究方案 (2)1.1 研究目标 (2)1.2 方案设计 (2)1.3 方案分析与选择 (4)1.4 软件介绍 (5)2.四种数字调制解调方式的原理 (6)2.1 2ASK调制与解调原理 (6)2.2 2FSK调制与解调原理 (7)2.3 2PSK调制与解调原理 (8)2.4 2DPSK调制与解调原理 (9)3.仿真与分析 (11)3.1 2ASK系统 (11)3.1.1 2ASK系统的仿真建立 (11)3.1.2 2ASK系统模块参数的设置 (11)3.1.3 2ASK仿真结果 (12)3.2 2FSK系统 (14)3.2.1 2FSK系统的仿真建立 (14)3.2.2 2FSK系统模块参数的设置 (14)3.2.3 2FSK仿真结果 (15)3.3 2PSK系统 (18)3.3.1 2PSK系统仿真的建立 (18)3.3.2 2PSK系统模块参数的设置 (18)3.3.3 2PSK仿真结果 (19)3.4 2DPSK系统 (21)3.4.1 2DPSK系统的仿真建立 (21)3.4.2 2DPSK系统模块参数的设置 (22)3.4.3 2DPSK仿真结果 (23)3.5 总体分析 (25)3.5.1 频谱分析 (25)3.5.2误码率分析 (28)4.结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A:外文文献原文 (34)附录B:外文文献译文 (38)附录C:2ASK调制解调仿真模块电路图 (41)附录D:2FSK调制解调仿真模块电路图 (42)附录E:2PSK调制解调仿真模块电路图 (43)附录F:2DPSK调制解调仿真模块电路图 (44)引言随着数字通信系统复杂性增加，传统的手工分析和电路板试验分析设计方法已不能适应发展的需求，通信系统计算机的模拟仿真技术日益显示出它巨大的优越性。
计算机仿真是一种根据被研究的真实系统模型，利用计算机进行实验研究的方法.它具有费用低，操作方便，结果可见性强，易于实现真实系统难以解决的试验等大量优点[1]。
现在，作为有效分析通信系统常用的仿真工具之一是matlab软件。
一方面，现代社会发展要求数字通信系统功能越来越强,性能越来越好,构成越来越复杂；但是，另一方面,要求数字通信系统技术研究和产品开发周期缩短,成本降低,水平提高。
这样对立的两个方面的要求,只有用强大的计算机辅助分析技术和工具满足。
这些新出现的具有强大功能的仿真软件,使通信系统的仿真设计和分析过程变得更加直观和方便,因此也使数字通信系统仿真技术得到了更快更好的发展。
本次毕业设计论文主要分成四个部分：第一部为研究方案，方案设计，方案选择，软件介绍；第二部分是对2ASK，2FSK,2PSK,2DPSK的调制解调原理的简单介绍；第三部分是对2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK仿真设计的具体介绍，以及仿真结果的分析和四种数字调制解调方式在不同噪声下的误码率总体分析；第四部分为结束语，总结在设计过程中遇到的问题及感悟；1.研究方案1.1 研究目标(1)设计一个具体的2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK 调制与解调系统。
(2)该系统针对四种情况下的数字调制解调系统仿真。
(3)该系统在上步基础上通过三种信道情况下的调制解调系统仿真。
(4)观测数字调制解调中时域和频域波形图。
(5)对仿真结果的频谱特点与误码率情况进行分析。
1.2 方案设计方案一：基于单片机的调制解调方案设计用集成电路构建调制解调器是一个相对较好的方案，但是难以应用于线路干扰强的场合。
用单片机来实现数字信号的调制解调，不仅其结构简单，而且实用性强。
由频率调制器产生不同的频率信号，常常在二进制中用1f 和2f 两种不同频率，其1f 代表码元“0”，2f 代表码元“1”。
调制器的输出频率由调制信号的码元频率决定，它有频率选择法、数字调频法和调频法三种[2]。
频率选择法的优点是是输出频率准确稳定，缺点是相位不连续，容易产生带外辐射会影响邻近的信道信号。
调频法相位虽然连续，但是频率精度低，稳定性较差，容易受外界环境变化，当外界条件发生变化时，调频法很容易产生频率漂移。
数字调频法很好的解决了上述问题，同时又兼有其它两种频率选择法的优点。
因此，在单片机方案设计中，我选择数字调频法。
其数字调频法的原理框图如图1.1所示。
信号调制数据输入图1.1 基于单片机调制原理框图在单片机中，信号的解调就是从载波信号中恢复出原始基带信号，其方法分为相干解调和非相干解调。
其中，在单片机中易于实现非相干解调，所以，通常使用的是非相干解调方式，其原理框图如图1.2所示。
载波 原始基带信号图1.2 非相干解调原理框图实现信号解调涉及的技术难度问题都比较大，一般用带通滤波器、倍频器、锁相环等，电路较复杂一些。
方案二：基于FPGA 的调制解调方案设计基于FAPGA 的调制解调系统仿真里面，在调制解调中，它的设计比较灵活。
该方案设计也是基于键控法设计调制模块，利用过零检测法实现其解调模块，使其在最后输出原始基带信号[3]。
在这个FPGE 设计中，它的原理上输出的信号和基带信号是一致的，也满足整个设计要求，且整个系统还具有较高的稳定性。
在调制模块中，是由两个分频器，两个载波和选通开关组成的。
其具体实现调制的原理框图如图1.3所示。
晶振 D/A 固定分频可变分频 脉冲形成 带通滤波器 整形鉴频 判决图1.3 基于FPGA 调制原理框图基于FPGA 的解调中，分频器是一种基本电路，通常用来对某个频率进行分频得到所需的频率，整数分频器可采用计数器设计实现。
判决器是对到来的码元按照判决门限进行判决[4]。
其具体的解调原理框图如图 1.4所示。
图1.4 基于FPGA 解调原理框图方案三：基于MATLAB 的仿真方案设计常用的解调方式有很多种，包括相干解调、非相干解调（包络检测法）、过零检测法和差分检波法等。
1.非相干解调法，具体原理框图如图1.5所示。
图1.5 非相干解调法原理框2.相干解调法，具体原理框图如图1.6所示。