基于Matlab数字调制系统的仿真.pdf

基于Matlab 数字调制系统的仿真 【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 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。通 过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这 几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及 仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制系统 的误码率、信号传输速率、信噪比、占用频带宽度等因素，综合衡量 各系统的性能指标，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。 Matlab Simulink 【关键词】数字调制，分析与仿真， ， 1.引言 1. 1 数字调制的意义 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。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。 1.2Matlab 在通信系统仿真中的应用 Matlab 是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境它用于, 科学和工程的计算与可视化。Matlab 的编程功能简单并且很容易扩, 展和创造新的命令与函数。应用Matlab 可方便地解决复杂数值计算 问题。Matlab 具有强大的Simulink 动态仿真环境可以实现可视化建, 模和多工作环境间文件互用和数据交换。用户可以在Matlab 和 Simulink 两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。用于实现 通信仿真的通信工具包(Communicationtoolbox,也叫Commlib,通信工 ) Matlab , 具箱是 语言中的一个科学性工具包提供通信领域中计算、研 究模拟发展、系统设计和分析的功能可以在, Matlab 环境下独立使用, 也可以配合 Simulink 使用。另外，Matlab 的图形界面功能GUI GraphicalUserInterface （ ）能为仿真系统生成一个人机交互界面，便 Matlab 于仿真系统的操作。因此， 在通信系统仿真中得到了广泛应用。 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 MFSK(M ) MPSK(M 论一下多进制调制中的 元移频键控 和 元移相键 ) 2-ASK 控 。最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控 （ ）、移 2-FSK 2-PSK 2-DPSK 频键控 （ ）和移相键控 （ 和 ）。下面是这几种调 制方式以及其改进调制方式的相关原理。 2.1 2-ASK 二进制幅度键控 （ ） 幅度键控可以通过乘法器和开关电路