基于simulink的数字调制与解调仿真(共45页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 基于simulink的数字调制与解调仿真 摘 要simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个，被广泛应用于、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程称为数字调制。在接收端通过解调器把带通信号还原成数字信号地过程称为数字解调，通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。本文介绍了2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK原理及比较其系统抗噪声性能，通过simulink对2ASK、2FAK

2、、2PSK系统仿真，设计各数字带通传输系统调制与相干解调的方法，并分析及比较各系统的误码率和功率谱密度。关键词：2ASK；2FSK；2PSK；simulinkThe Simulation of DigitalModulation and Demodulation Based on Simulink AbstractSimulink is a visual simulation tool of the MATLAB, a block diagram designing environment based on the MATLAB, and a software package of reali

3、zing dynamic system modeling, simulation and analysis, which is widely used in linear system, nonlinear systems, digital control and the modeling and simulation of digital signal processing. Digital modulation is a progress of apply digital baseband signal to control carrier or transfer the digital

4、baseband signal to digital band-pass signal (modulated signals). Digital demodulation is a progress of revert band-pass signal to digital signal through modem at the receiving terminal. Generally speaking, digital band-pass transmission system includes modulation and demodulation of digital transmis

5、sion system. This paper introduces some principles of 2ASK 2FSK, 2PSK, 2DPSK, and make a comparison on their anti-noise performance system as well as some methods of simulating 2ASK, 2FSK 2PSK system through simulink and also discuss the methods of designing modulation and demodulation of various di

6、gital pass-band system. Moreover, this paper also analyze and compare error rate and power spectral density of various related system.Key words: 2ASK;2FSK;2PSK;simulink专心-专注-专业目 录1121.3 Simulink简介41.4论文的主要研究内容5第二章 661619192835402第一章 绪论1.1通信概念谈到通信，我们每个人都不陌生。古代的烽火报警，就是把敌人入侵的消息通过烽火传达给远方的人们(类似的例子还有抗日战争时

7、期的“消息树”)；舰船上的灯语和旗语通过灯的闪烁和旗子的挥动与另一舰船或港口进行无声的对话；传统的信函以文字形式把游子的思乡之情浓缩于尺素之中，再利用邮政媒体送达家人；在各种建设工地上，工人们经常使用对讲机相互联络，协调工作；在电影电视中经常看到军人或警察利用无线电台进行作战指挥；还有电报、电传、电话、寻呼、移动电话、有线广播、无线广播、有线电视、无线电视等当代最为普及的通信手段都是现实生活中我们所熟悉的通信实例。 在上述实例中我们发现，无论是远古狼烟滚滚的烽火，还是今天四通八达的电话，无论是饱含情谊的书信，还是绚丽多彩的电视画面，尽管通信的方式各种各样，传递的内容千差万别，但都有一个共性，那

8、就是进行信息的传递。因此，我们对通信下一个简练的定义：所谓通信，就是信息的传递。这里“传递”可以认为是一种信息传输的过程或方式。随着计算机技术和计算机网络技术的飞速发展，计算机网络通信也进入了我们的生活。通过因特网(Internet)，我们足不出户就可看报纸、听新闻、查资料、逛商店、玩游戏、上课、看病、下棋、购物、发电子邮件。网络通信丰富多彩的功能极大地拓宽了通信技术的应用领域，使通信渗入到人们物质与精神生活的各个角落，成为人们日常生活中不可缺少的组成部分，有关通信方面的知识与技术也就成为当代人应该了解和掌握的热门知识之一。在这里我们所讨论的通信不是广义上的通信，而是特指利用各种电信号和光信号

9、作为通信信号的电通信与光通信。作为一门科学、一种技术，现代通信所研究的主要问题概括地说就是如何把信息大量地、快速地、准确地、广泛地、方便地、经济地、安全地从信源通过传输介质传送到信宿。“通信原理”就是介绍支撑各种通信技术的通信基本概念和数学理论基础。1、通信：通信就是异地间人与人、人与机器、机器与机器进行信息的传递和交换。通信的目的在于信息的传递和交换。2、信息：信息是人类社会和自然界中需要传递、交换、存储和提取的抽象内容。由于信息是抽象的内容，为了传递和交换信息，必须通过语言、文字、图像和数据等将它表示出来，即信息通过消息来表示。3、消息：消息是信息的载荷者。消息有不同的形式，例如语言、文字

10、、符号、数据、图片等。4、信号：信号是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。信号是消息的载体，是表示消息的物理量。5、通信系统：我们把实现信息传输过程的全部设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。1.2 通信系统模型1、一般模型我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。以点对点通信为例，通信系统的一般模型如图1.1所示。图1.1通信系统的一般模型发送设备的作用一方面是把信息转换成原始电信号。该原始电信号称为基带信号；另一方面将原始电信号处理成适合在信道中传输的信号。信道是指信号传输通道，按传输媒介的不同，可分为有线信道和无线信道两大类。接收设备的功能与发送设备相反，即进

11、行解调、译码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号，并将原始电信号转换成相应的信息，提供给受信者。2、模拟通信系统模型传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。如图 l.2 所示。图1.2 模拟通信系统模型变换器将语音信息变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设备后可以直接在信道中传输。为了提高频带利用率，使多路信号同时在信道中传输，原始的电信号（基带信号）一般要进行调制才能传输到信道中去。调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直接传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，经过调制后的信号称为已调信号。在接收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。3、数字

12、通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。如图1.3 所示。图1.3 数字通信系统模型变换器的作用是把信息转换成数字基带信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的有效性。接收端信源译码则是信源编码的逆过程。信道编码的任务是提高数字信号传输的可靠性。接收端信道译码是其相反的过程。数字通信系统还有一个非常重要的控制单元，即同步系统（图1.3没有画出）。它可以使通信系统的收、发两端或整个通信系统，以精度很高的时钟提供定时，以使系统的数据流能与发送端同步、有序而准确地接收与恢复原信息。需要说明的是，自从有了数据通信系统之后，这种以信道传输信号的种类为标准对通信系统进行的分类就显得不

13、够严谨，因为数据通信系统的信道可以是传输数字信号的信道，也可以是传输模拟信号的信道，或者说数据通信中的数据信号既可以以数字信号的形式在数字信道中传输(比如局域网)，也可以转换成模拟信号在模拟信道中传输(比如通过“猫”调制解调器上网)。 数字通信产生的直接原因是为了提高模拟通信的质量，所以，数字通信可以理解为是模拟通信的升级。因为对通信双方而言，它们接触的仍然是模拟信号(或模拟信息)，如果只从信号传输的角度上看(不考虑保密等)，数字通信与模拟通信的主要差别仅仅是前者信宿接收到的信号质量更好一点而已，但它们的信号传输方式(传输系统)却迥然不同；而数据通信在信号传输上与数字通信大致相同(先不考虑模拟

14、信道传输)，但它的信息源一般为数字信息(离散信息)，所以数据通信在功能上可以认为是数字通信的延伸或分支。因此，从技术体制上看，通信方式仍然只分为模拟通信和数字通信两种。 数字通信具有以下特点：抗干扰能力强。由于数字信号的取值个数有限(大多数情况只有0和1两个值)，因此在传输过程中我们不太关心信号的绝对值，只注意相对值即可。比如设高电平5V为1，低电平0V为0，在传输时受噪声影响，5V变成8V，而我们只要看到大于5V的值认为是5V就行了(当然，0V受干扰也可能变成8V，以致于把数据0误认为数据1。但经过信道编码后，数据0不是用简单的低电平表示，因此，这样的误码就不会出现)。同时，传输中继器可再生

15、信号，消除噪声积累。比如一个中继器收到一个受干扰而变成8V的信号，若是模拟通信，中继器就会原封不动地把这个8V信号放大后送往下一级，下一级接着放大再往下送，这样一级一级下去，噪声被不断地放大，形成噪声积累直到通信终端。如果是数字通信，第一个收到这个8V信号的中继器先认为该信号为一高电平信号，然后并不将该信号往下传，而是重新生成一个标准高电平信号(比如为5V)传往下一级，这样，噪声就不会像模拟通信那样被一级一级地放大，而是被中继器“隔离”，从而消除了噪声积累。 便于进行信号加工与处理。由于信号可以储存，因此可以像处理照片一样对信号随意加工处理(在技术允许的范围内)。传输中出现的差错(误码)可以设

16、法控制，提高了传输质量。数字信息易于加密且保密性强。能够传输话音、电视、数据等多种信息，增加了通信系统的灵活性和通用性。 总之，数字通信的优点很多，但事物总是一分为二的。数字通信的许多长处是以增加信号带宽为代价的。比如，一路模拟电话信号的带宽为4kHz，而一路数字电话信号大概要占2060kHz的带宽。这说明数字通信的频带利用率低。尽管如此，数字通信仍将是未来通信的发展方向。1.3 Simulink简介Simulink是Matlab软件下的一个附加组件，是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包。支持连续、离散以及两者混合的线性和非线性系统，同时它也支持具有不同部分拥有不同采样

17、率的多种采样速率的仿真系统。在其下提供了丰富的仿真模块。其主要功能是实现动态系统建模、方针与分析，可以预先对系统进行仿真分析，按仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数。Simulink仿真与分析的主要步骤按先后顺序为为:从模块库中选择所需要的基本功能模块，建立结构图模型，设置仿真参数，进行动态仿真并观看输出结果，针对输出结果进行分析和比较。Simulink模块库提供了丰富的描述系统特性的典型环节，有信号源模块库(Source) ,接收模块库（Sinks），连续系统模块库（Continuous），离散系统模块库（Discrete），非连续系统模块库（Signal Routing），信号属性模块

18、库（Signal Attributes），数学运算模块库（Math Operations），逻辑和位操作库（Logic and Bit Operations）等等，此外还有一些特定学科仿真的工具箱。Simulink为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。对于用方框图表示的系统，通过图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式，建立系统模型就像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单，它与用微分方程和差分方程建模的传统仿真软件包相比，具有更直观、更方便、更灵活的优点。不但实现了可视化的动态仿真，也实现了与MATLAB、C或者FORTRAN语言，甚至和硬件之间的数据传递，大大扩展了它的功能。1.4论文的主要研

19、究内容：（1）简单地分析数字带通传输系统原理，即2ASK、2FSK、2PSK。（2）设计了一种基于simulink的二进制数字信号调制与相干解调模型，在此模型下实现了数字信号发送和接受过程控制的simulink仿真。（3）对各种基本的数字带通传输系统进行了研究，包括信号功率谱的研究、信号误码率研究，从而得出各传输系统抗噪声性能的好坏。第二章 数字信号的载波传输数字信号的载波传输是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字信号的载波传输信号也称为键控信号。根据已调信号参数改变类型的不同，数字调制可以分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键

20、控（PSK）。其中幅移键控属于线性调制，而频移键控属于非线性调制。调制器信道解调器噪声源基带信号输入基带信号输出图 2.1 数字调制系统的基本结构2.1二进制数字调制与解调原理2.1.1 二进制幅移键控（2ASK）二进制幅移键控（2ASK）是指高频载波的幅度受调制信号的控制，而频率和相位保持不变。也就是说，用二进制数字信号的“1”和“0”控制载波的通和断，所以又称通断键控OOK（OnOff Keying）。（1）2ASK信号的时域表达 公式（2.1） 其中： 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:一个典型的2ASK信号时间波形如图2.1所示（图中载波频率在数值上是码元速

21、率的3倍）。图2.2 2ASK信号调制的时间波形（2）2ASK信号的产生2ASK信号的产生方法有两种：模拟调制法和键控法,相应的调制器如图2.3所示。图（a）就是一般的模拟幅度调制方法，用乘法器（multipliter）实现；图(b)是一种数字键控法，其中的开关电路受s(t)控制。图2.3 2ASK信号调制的原理框图（3）2ASK信号的解调2ASK信号的解调可以采用非相干（noncoherent）解调（包络检波法）和相干(coherent)解调（同步检测法）两种方式来实现,相应的接收系统组成方框图如图2.4所示。与模拟信号的接受系统相比，这里增加一个“抽样判决器”，这对于提高数字信号的接收性能

22、是必要的。带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出 （a）非相干解调方式带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出 （b）相干解调方式图2.4 2ASK信号解调的原理框图图2.5 2ASK信号解调的时间波形（4）2ASK信号的功率谱及带宽当为0、1等概率出现的单极性矩形随机脉冲序列（码元间隔为）时，2ASK信号的功率谱密度为 公式（2.2）2ASK信号的频带宽度为数字基带信号带宽的两倍。 公式（2.3） 上式中，为码元传输速率。2.1.2 二进制频移键控（2FSK）二进制频移键控（2FSK）是指载波的频率受调制信号的控制，而幅度和相位保持不变。（1）2FSK信号的时域表达设二

23、进制数字信号的“1”对应载波频率，“0” 对应载波频率，而且和之间的改变是瞬间完成的。因此，二进制频移键控信号可以看成是两个不同载波的二进制幅移键控信号的叠加。根据以上分析，得出2FSK信号的时域表达式 公式（2.4）其中： 是的反码.和分别表示第个信号码元的初始相位，在二进制移频键控信号中，n和n不携带信息，通常可令n和n为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为 公式（2.5）图2.6 2FSK信号调制的时间波形（2）2FSK信号的产生通常2FSK信号可以由两种电路实现：模拟调频法，数字键控法。数字键控法在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率进行选通，使其

24、在每个码元期间输出或连个载波之一，如图2.7所示。图2.7 2FSK信号调制的原理框图（3）2FSK信号的解调2FSK的解调也可以分为非相干（包络检波）和相干解调。如图:图2.8 2FSK信号解调的原理框图图2.9 2FSK信号解调的时间波形此外，2FSK的解调方法还有过零检测法和差分检波法等。（4）2FSK信号的功率谱及带宽当为0、1等概率出现的单极性矩形随机脉冲序列（码元间隔为）时，2FSK信号功率谱的表达式为 公式（2.6）式中，利用了的关系。2FSK的频带宽度为 公式（2.7） 2.1.3二进制相移键控（2PSK）和二进制差分移相键控（2DPSK）相移键控是利用载波相位的变化来传递数字

25、信息，通常可以分为绝对相移键控（2PSK）和相对相移键控（2DPSK）两种方式。1、二进制绝对相移键控（2PSK）一般地如果二进制序列的数字信号“1”和“0”，分别用载波的相位和0这两个离散值来表示，而其幅度和频率保持不变，这种调制方式就称为二进制绝对相移键控。（1）2PSK信号的一般表达式为 公式（2.8） 其中与2ASK和2FSK时的不同在2PSK调制中，应选择双极性，即若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有 当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180相位。若用n表示第n个符号的绝对相位，则有 图 2.10 二进制移相

26、键控信号的时间波形（2）2PSK信号可以采用两种方法实现：模拟调制法和相移键控法。图 2.112PSK信号调制的原理框图（3）2PSK信号的解调一般采用相干解调。图 2.122PSK信号解调的原理框图图 2.132PSK信号相干解调各点时间波形2、二进制相对移相键控（2DPSK）当恢复的相干载波产生180倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。 这种现象通常称为“倒”现象。由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180的相位模糊，所以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用。 为了解决2PSK信号解调

27、过程的反向工作问题， 提出了二进制相对移相键控(2DPSK)。 相对移相键控（2DPSK）是利用前后相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信号。相对调相值是指本码元的初相与前一码元的初相之差。并设 （1）2DPSK产生的原理方法有模拟调制法和相移键控法。图 2.142DPSK信号调制过程波形图图 2.152DPSK信号调制器原理图（2）2DPSK信号的解调2DPSK信号可以采用相干解调法(极性比较法)和差分相干解调法(相位比较法)。(a)(b)图 2.162DPSK信号差分相干解调器原理图和解调过程各点时间波形（3）2PSK、2DPSK信号的功率谱及带宽2PSK信号实质上可以被看成是一个特殊的2

28、ASK信号，即当数字信号为“0”时的取值为1，当数字信号为“1”时的取值为。也就是就说，在2ASK中是单极性信号，而在2PSK中则可以看作是一个双极性信号。则求2PSK信号的功率谱，也可以采用与求2ASK信号功率谱相同的方法。当为0、1等概率出现的双极性矩形随机脉冲序列（码元间隔为）时，2PSK、2DPSK信号的功率谱为 公式（2.9）2PSK、2DPSK信号的频带宽度为基带调制信号带宽的两倍。 公式（2.10） 上式中，为码元传输速率。 2.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信中，信道的加性噪声能使传输码元产生错误，错误程度通常用误

29、码率来衡量。与数字基带系统一样，分析二进制数字调制系统的抗噪声性能，也就是要计算系统由加性噪声产生的总误码率。设发送0、1信号等概率出现，信道为恒参信道，噪声为零均值，方差为的高斯白噪声。几种二进制数字调制系统的误码率如表2.1所示。表2.1 二进制数字调制系统的误码率调制方式解调方式误码率时的近似带宽2ASK相干非相干2FSK相干非相干2PSK相干2DPSK差分相干其中，称为解调器的输入信噪比。对各种二进制数字调制系统的性能进行总结、比较。内容包括系统的误码率、频带宽度及频带利用率、对信道的适应能力、设备的复杂度等。1、误码率对二进制数字调制系统的抗噪声性能做如下两个方面的比较：（1）同一调

30、制方式不同检测方法的比较对表2.1做纵向比较，可以看出，对于同一调制方式不同检测方法，相干检测的抗噪声性能优于非相干检测。但是，随着信噪比的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显。另外，相干检测系统的设备比非相干的要复杂。（2）同一检测方法不同调制方式的比较对表2.1做横向比较，可以看出：（1）相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比的要求是：2PSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB；（2）非相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比的要求是：2DPSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB。 反过来，若信噪比一定，2PSK系统的误码率低于2FSK系统，2FSK系统的

31、误码率低于2ASK系统。 因此，从抗加性白噪声上讲，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。2、 频带宽度 各种二进制数字调制系统的频带宽度也示于表2.1中，其中为传输码元的时间宽度。 从表2.1可以看出，2ASK系统和2PSK（2DPSK）系统频带宽度相同，均为，是码元传输速率的二倍；2FSK系统的频带宽度近似为，大于2ASK系统和2PSK（2DPSK）系统的频带宽度。因此，从频带利用率上看，2FSK调制系统最差。3、对信道特性变化的敏感性 信道特性变化的灵敏度对最佳判决门限有一定的影响。在2FSK系统中，是比较两路解调输出的大小来做出判决的，不需人为设置的判决门限。在2PSK系统

32、中，判决器的最佳判决门限为0，与接收机输入信号的幅度无关。因此，判决门限不随信道特性的变化而变化，接收机总能工作在最佳判决门限状态。对于2ASK系统，判决器的最佳判决门限为（当时），它与接收机输入信号的幅度有关。当信道特性发生变化时，接收机输入信号的幅度将随之发生变化，从而导致最佳判决门限随之而变。这时，接收机不容易保持在最佳判决门限状态，误码率将会增大。因此，从对信道特性变化的敏感程度上看，2ASK调制系统最差。 当信道有严重衰落时，通常采用非相干解调或差分相干解调，因为这时在接收端不易得到相干解调所需的相干参考信号。当发射机有严格的功率限制时，则可考虑采用相干解调，因为在给定的传码率及误码

33、率情况下，相干解调所要求的信噪比比非相干解调小。4、设备的复杂程度 就设备的复杂度而言，2ASK、2PSK及2FSK发端设备的复杂度相差不多，而接收端的复杂程度则和所用的调制和解调方式有关。对于同一种调制方式，相干解调时的接收设备比非相干解调的接收设备复杂；同为非相干解调时，2DPSK的接收设备最复杂，2FSK次之，2ASK的设备最简单。 通过从以上几个方面对各种二进制数字调制系统进行比较可以看出，在选择调制和解调方式时，要考虑的因素是比较多的。只有对系统要求做全面的考虑，并且抓住其中最主要的因素才能做出比较正确的选择。如果抗噪声性能是主要的，则应考虑相干2PSK和2DPSK，而2ASK最不可

34、取；如果带宽是主要的因素，则应考虑2PSK、相干2PSK、2DPSK以及2ASK，而2FSK最不可取；如果设备的复杂性是一个必须考虑的重要因素，则非相干方式比相干方式更为适宜。目前，在高速数据传输中，相干PSK及DPSK用得较多，而在中、低速数据传输中，特别是在衰落信道中，相干2FSK用得较为普遍。图2.17 误码率Pe与信噪比r的关系曲线第三章 simulink调制与解调仿真3.1 2ASK的调制与解调仿真3.1.1建立2ASK模型方框图图3.1 2ASK模型方框图由于把2ASK模型均放在一个系统中看起来太繁琐了，所以把信号源和有调制功能的模块放到Modulator调制子系统中,把有解调功能

35、的模块放到Demodulator解调子系统中(子系统建立方法：1、选定需要放入子系统的模块，2、点击editsubsystem生成子系统),后面2FSK与2PSK作类似处理。3.1.2 2ASK调制仿真正弦信号(sine wave)是载波信号，方波Bernoulli Binary Generator代表信号源，载波和信号源相乘后就得到键控2ASK信号，Simulink 的调制子系统Modulator模型图如下所示：图3.2 2ASK信号调制子系统Modulator1、参数设置：图3.3 正弦信号（载波）参数设置载波：幅度为2，频率为1HZ，相位为0，采样周期为0.002。实际应用中载波信号频率

36、很高，但为了在运行结果的波形图仿真中显示清晰，所以把频率调为1hz。图3.4 信号源的参数设置信号源：采样周期为1随机方波信号。、运行结果：用simulink示波器直接观察出来的图是黑色背景，不便于后续应用和处理，特别是打印效果并不清晰，可以通过以下方式解决。从示波器打开观察出来波形,在matlab中键入以下命令：set(gcf,menubar,figure);set(0,ShowHiddenHandles,on);通过一系列波形参数设置后显示如下：图3.5 2ASK信号调制各点的时间波形图调制信号序列为3.1.3 2ASK解调仿真2ASK调制后的信号通过信道进行相干解调,相干解调也叫同步解调

37、，就是用已调信号恢复出载波既同步载波。再用载波和已调信号相乘，经过低通滤波器和抽样判决器恢复出S(t)信号，Simulink的解调子系统Demodulator模型图如下所示：图3.6 2ASK信号解调子系统Demodulator1、参数设置：调制载波正弦信号(modulator子系统中)频率由1hz改为100hz.100hz可以看作实际应用中的高频载波。一些模块比较简单（比如Product），参数设置取系统默认值，所以不再列出。图3.7 信道参数设置信道：信噪比(Eb/No)为50(db)。图3.8 100hz带通滤波器参数设置图3.9 低通滤波器参数设置图3.10 延时器参数设置图3.11

38、继电（采样）器参数设置延时器与采样器构成抽样判决电器。图3.12 延时器参数设置计算误码率时，为与解调后信号进行同步比较，需将信号源延时。2、 运行结果：图3.13 2ASK信号解调的各点时间波形图解调后信号序列为图3.14 2ASK信号源功率谱密度图3.15 2ASK解调后信号功率谱密度图3.16 2ASK信号源与解调后信号序列比较信号序列为3.2 2FSK的调制与解调仿真3.2.1建立2FSK模型方框图图3.17 2FSK调模型方框图3.2.2 2FSK调制仿真2FSK信号是由频率分别为f1和f2的两个载波对信号源进行频率上的控制而形成的，其中f1和f2是两个频率有明显差别的且都远大于信号

39、源频率的载波信号，2FSK信号产生的simulink的调制子系统Modulator模型图如下所示：图3.18 2FSK信号调制子系统Modulator、参数设置：载波f1(sine wave)：幅度为2，频率为1HZ，相位为0，采样周期为0.002。载波f2(sine wave)：幅度为2，频率为2HZ，相位为0，采样周期为0.002。其它模块设置同2ASK系统,在此不需重复列出，以后相同模块作类似处理。图3.18中，NOT为逻辑非，即若输入此模块信号为“0”则输出为“1”，若输入此模块信号为“1”则输出为“0”。Product为相乘器，将信号源与载波相乘使载波携带有用信号便于在信道中传输。S

40、ubtract为相加器，将携带信号的载波相加求和。2、 运行结果：图3.19可以看出，载波f1携带信号“1”，载波f2携带信号“1”。图3.19 2FSK信号调制各点的时间波形图3.2.3 2FSK解调仿真2FSK信号的调制模块，两个带通滤波器分别将2FSK信号上下分频f1和f2 ,后面就和2ASK信号的解调过程相同，simulink的解调子系统Demodulator模型图如下所示：图3.20 2FSK信号解调子系统Demodulator1、参数设置：调制载波信号f1(modulator子系统中)频率由1hz改为100hz。调制载波信号f2(modulator子系统中)频率由2hz改为200h

41、z。2FSK的抽样判决器和2ASK抽样判决器的参数设置有区别。2FSK是双极性信号，最佳抽门限电平为0，所以设置抽样器参数的上限和下限应该在0附近，而其他参数不变。图3.21 100hz带通滤波器参数设置图3.22 低通滤波器参数设置图3.23 200hz带通滤波器参数设置图3.24 低通滤波器参数设置2、运行结果：图3.25 2FSK信号解调各点的时间波形图图3.26 2FSK信号源功率谱密度图3.27 2FSK解调后信号功率谱密度图3.28 2FSK信号源与解调后信号序列比较3.3 2PSK的调制与解调仿真3.3.1建立2PSK模型方框图图3.29 2PSK模型方框图3.3.2 2PSK调

42、制仿真在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号. 在此用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.用两个反相的载波信号进行调制，其simulink的调制子系统Modulator方框图如下：图3.30 2PSK信号调制子系统odulator1、参数设置：载波f1(sine wave)：幅度为2，频率为1HZ，相位为0，采样周期为0.002。载波f2(sine wave)：幅度为2，频率为2HZ，相位为pi，采样周期为0.002。2、运行结果：图3.31 2PSK信号调制各点的时间波形图3.3.3 2PSK

43、解调仿真2PSK信号通过带通滤波器和低通滤波器，后面和2FSK信号的解调过程相同,其simulink的解调子系统Demodulator模型如下：图3.32 2PSK信号解调子系统Demodulator1、参数设置：调制载波信号f1(modulator子系统中)频率由1hz改为100hz。调制载波信号f2(modulator子系统中)频率由1hz改为100hz。2PSK的抽样判决器参数设置与2FSK相同，低通滤波器和带通滤波器参数设置与2ASK和2FSK也相同，在此不作赘述。2、运行结果图3.33 2PSK信号解调各点的时间波形图从图中可以看出，2PSK也是双极性信号系统，2PSK信号通过相干解调后，从噪声中分离出有用信号。其中信号在通过抽样判决器后，信号延时了一个周期。再次声明，此运行结果的波形图是通过系统仿真时的示波器波形，此波形图背景不是直接得出的，而是通过matlab处理后生成的波形图背景，目的是为了使读者看着更简洁，并且是在黑白打印时使图形更加清晰。图3.34 2PSK信号源功率谱密度图3.35 2PSK解调后信号功率谱密度 图3.36 2PSK信号源与解调后信号序列比较3.4 二进制数字调制系统的抗噪声性能比较图3.37 2ASK误码率上图为2