通信原理的课程设计

通信原理的课程设计（精选6篇）

通信原理的课程设计 第1篇

二○一○～二○一一学年第二学期

电子信息工程系

课程设计计划书

课程名称：

通信原理

班

级：

姓

名：

学

号：

指导教师：

二○一一年六月一日

1、课程设计目的：

通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。

2、课程设计时间安排：

课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。

3、课程设计内容及要求：

（1）基本工作原理：

二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的

解调方法： 信号产生

解调方法：

由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为：

（2）设计系统：

框图：

设定参数： 正弦载波参数设置

与载波反向正弦波参数设置

伯努利二进制随机序列产生器

多路选择器参数设置

带通滤波器参数设置

低通滤波器参数设置

高斯白噪声参数设置

（3）Matlab仿真

调制部分

解调部分

误码率

4、总结：

通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。

在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。

对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！

5、参考书目：

[1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社

[2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社

[3] Simulink通信仿真教程 李贺冰等编 国防工业出版社

通信原理的课程设计 第2篇

理

课

程 设计

班级：

姓名：

学号：

任课教师：

Simulink建模仿真实现频分复用

 设计目的

掌握频分复用工作原理

学会使用Simulink建模仿真

 设计题目涉及的理论知识

当一条物理信道的传输能力高于一路信号的需求时，该信道就可以被多路信号共享，例如电话系统的干线通常有数千路信号的在一根光纤中传输。复用就是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术。其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。

信号多路复用有两种常用方法：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。时分复用通常用于数字信号的多路传输。频分复用主要用于模拟信号的多路传输，也可用于数字信号。

频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段（子通道），没路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（防护频带）进行分隔，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。

在物理信道的可用带宽超过单个原始信号（如原理图中的输入信号1、2、3这3路信号）所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道；然后在每个子信道上传输一路信号，以实现在同一信道中同时传输多路信号。多路原始信号在频分复用前，先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上，使各信号的带宽不相互重叠（搬移后的信号如图中的中间3路信号波形）；然后用不同的频率调制每一个信号，每个信号都在以它的载波频率为中心，一定带宽的通道上进行传输。为了防止互相干扰，需要使用抗干扰保护措施带来隔离每一个通道。 设计思想（流程图）

整个系统的流程为：

输入正弦信号→低通滤波器→调制器→带通滤波器→高斯信道→带通滤波器→解调→低通滤波器→输出信号  仿真模块

正弦信号；Sine Wave模块

低通滤波器 ：Analog Filter Design-lowpass模块

调制器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。

DSB AM Modulator Passband模块 DSBSC AM Modulator Passband模块 SSB AM Modulator Passband模块

带通滤波器：Digital Filter Design模块

信道：AWGN channel,加性高斯白噪声信道。

解调器：Analog Passband Modulation ,提供模拟调制技术。

DSB AM Demodulator Passband模块 DSBSC AM Demodulator Passband模块 SSB AM Demodulator Passband模块 输出：Scope模块 加法：Sum 模块

 仿真模型和模块的参数设置

参数设置 仿真结果设置Sine Wave模块参数，双击模块删除默认值输入新的设置 设置Amplitude 为1 设置Frequency为2*pi 设置Samples per frame 为0.01 低通滤波器

设置filter order为8

设置 passband edge frenquency 为30

3带通滤波器 信道

设置 Initial seed 67

设置 Mode Variance from mask 调制器

设置 Carrier frenquency 100 6 解调器

设置Carrier frenquency 100

结论（结果分析）

通过对以上三个不同的信号进行低通、带通滤波和AM、DSB、SSB的调制解调得出三个不同的波形。从而知道频分复用利用同一个信道同时传输多路信号的，充分利用信道的频带或时间资源，提高信道的利用率。尽管在传输和复用过程中，调制解调等过程会不同程度的引入非线性失真，而产生各路信号的相互干扰，但是频分复用仍然可以普遍应用在多路载波电话系统中。

通信原理的课程设计 第3篇

二十一世纪, 是一个信息化的时代, 伴随着飞速发展的信息化进程, 现代通信技术手段正在渗透到社会的各个领域。未来几年间, 将会拉动上千亿元的投资规模, 新的应用、新的商业模式、新的营销渠道, 无数新的机会在等待着开发。而通信工程专业的学生毕业去向很大一部分是通信设备制造商的研究、设计、制造和调测等部门, 以及移动运营商的运营和维护等部门。然而前面这些, 都应该是以掌握通信知识、了解当代通信技术的基本原理为前提的。

通信原理课程是通信学院中通信工程、电子信息、自动控制等相关专业开设的一门重要的专业基础课。该课程内容广、难度大、理论性强、原理抽象, 是专业学习中一门重要却又不易掌握的“过渡”课。通信原理实验是通信原理课程的授课过程中必不可少的组成部分, 实验课对于培养学生动手能力、独立分析解决问题能力等方面起到了不可替代的作用。

通信原理课程的教学质量, 直接影响到我国通信人才的理论基础, 影响我们通信产业的竞争力。因此通信原理的教学改革意义重大。本文从多个方面, 对通信原理教学课程进行改革, 特别是在教学方法、教学手段和教学内容上做出创新与改革。

1 通信原理教学过程中存在的问题分析

1.1 原理性强, 难度大, 只是理论分析很难掌握

通信原理课程理论性很强, 公式推导相对较多, 教师上课板书占用的时间多, 课堂有效时间相对较少, 信息量低;对于学生来说, 该课程会让他们觉得特别乏味和枯燥, 很难抓住课程重点, 掌握理论知识, 并很难理解这些知识在通信系统中的实际应用。

1.2 教学内容更新迟缓, 很难与新技术接轨

通信领域近些年的发展可谓突飞猛进, 通信专业的相关课程更新则相对比较迟缓, 就拿我们通信原理的课程来说, 几乎几年不变的内容, 几年不变的教材, 学生学到的知识很难和目前快速发展的通信系统领域使用的新技术、新手段相统一, 相结合。教学内容普遍不能很好的贴近实际应用, 缺乏实用性和先进性。

1.3 教学内容不断增加, 学时不断缩水

通信原理涉及的公式推导相对较多, 且理论性强, 许多时候应用到的数学知识, 需要详细进行推导和讲解, 这也就增加了上课的工作量, 并且, 随着新技术的引入, 教学内容不断增多, 使得教师教学的工作量更在逐年加大。而今随着人才市场对人才动手能力的要求, 目前各大高校都开始着手高教教学改革, 意在增加学生的实践环节, 培养学生的动手能力, 提高创新意识。随之而来的教学大纲学时变动, 减少理论课课程的学时。

1.4 教学和实验方法不能适应培养创新性人才的要求

通信原理理论教学和实验分开进行, 理论教学偏重讲一些原理知识, 应用却很少;而实验环节, 现有的通信原理实验采用硬件实验箱进行实验操作, 这种硬件实验箱的实验表现方式, 大部分以验证型实验为主, 单纯的验证型实验对学生的吸引力不够大, 学生上实验课的积极性不够高, 同时通过这些实验, 虽然在一定程度上提高了同学们对抽象概念的理解, 但我们也发现, 目前硬件实验集成度过高, 这种高集成度的实验箱, 设计的实验模式过于追求原理的验证而忽略了对学生实践能力的培养, 学生常常按实验讲义上规定的步骤测试数据和波形, 往往是动手多、动脑少, 学生甚至可以在没弄懂电路原理的情况下进行测试并写出报告, 导致部分学生在做完实验后对实验原理仍是不甚了解。

2 通信原理教学问题的解决

2.1 教学内容和考核手段随时更新

随着通信行业的发展, 通信技术发展日新月异, 教材的选择上要多方面考虑, 教材内容的更新速度, 教材的辅助配套资料, 例如编写或介绍一些参考书、实验指导书、外文读物等等, 特别要指导学生查阅文献、阅读大量与课程教学内容相关的参考资料, 以培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力, 除在数量上要做到恰到好处, 还要在质量上反映出高要求。另外, 考试则是对教学效果的直接信息反馈, 同时也可以激发学生学习的主动性和积极性。

2.2 原理性强, 教学内容不断缩水

鉴于目前这种情况, 我们需要一套原理和实践操作并重的综合型实验教学解决方案, 在原理知识学习的同时, 我们可以配套一些小的演示型与验证型实验, 方便学生随堂进行实验和训练, 这部分的实验完全可以采用软件的表现形式, 这样没有硬件操作, 可以节省很多授课时间, 同时软件的易用性也不会增加授课教师的负担, 同样, 可以增加学生对问题分析和解决的积极性和主动性, 突破以前那种“教师中心和考试中心”的局面, 改变那种“教师讲, 学生听, 满堂灌, 照单收”的教学模式和方法促进学生在学习过程中, 逐步形成创新意识和创新能力。

2.3 教学实验方法的改革

教学实验同时进行, 除了验证型的实验设置以外, 还需要增加设计型和综合型的实验类型的比重, 综合性和设计性实验课开在理论课完成之后, 以软件和硬件实验箱相结合的表现形式, 以在理论课中提及的内容作为实验目标, 要求学生自己设计实验方案, 配合软件仿真进行模拟, 测试系统的性能和可行性, 软件仿真模拟成功, 再进入实验室, 动手设计硬件电路图, 完成焊接等实验任务。通过这一环节, 巩固相关的理论知识, 激发学生的学习兴趣, 使之具有较强的动手和思维能力。

3 结束语

知识经济时代呼吁高校培养出更多具有创新能力的综合型人才, 我们要把理论灌输为主, 转换为培养学生开发创新能力为主上来。课程是构成本科专业培养计划的基本单元, 是教学活动的基础, 是实现教育目标的主要手段, 同时也是培养学生能力, 提高学生素质的主要途径, 尤其在提倡素质教育的今天, 高校实验课程的改革创新, 对我们从事高校实验课程的教师来说, 提出了更高的要求和标准。

摘要：《通信原理》是通信等相关专业的重要专业基础课, 但是现如今各高校的教学模式, 存在理论介绍和时间环节的严重脱节、实验验证简单、实验验证不能和理论知识做到很好的结合等问题。本文就目前的教学现状, 提出一种配合通信原理课程学习的软件实验箱, 该实验箱将理论课学习和实验验证结合起来, 改变那种“教师讲, 学生听, 满堂灌, 照单收”的教学模式和方法促进学生在学习过程中, 逐步形成创新意识和创新能力。

关键词：通信原理,教学,改革

参考文献

[1]李永全.《通信原理课程教学改革和实践》.长江大学学报.2008年10期.

[2]徐桢, 刘凯, 张军.现代通信原理教学改革中的尝试与思考[J].电气电子教学学报.2008年03期.

通信原理的课程设计 第4篇

关键词： 教学设计 教学思路 教学目标

新装备的技术含量的提高和所用理论的丰富，对维护人员的素质提出了更高要求，这就要求专业课程培训的学员既要有丰富的理论知识，又要有较强的动手能力，更应具备一定的信息应用能力。目前学员在校学习的理论课时减少，实践课时增多，特别是专业课的学习，要求在较短的时间内完成较之以前更多的理论及维护知识，这势必要求课堂上理论课信息量要大，效果要好，同时要教给学员信息获取、筛选的方法。在此情况下，保证课程教学质量一个重要的措施就是教员要对课程教学进行精心的设计，保证教学目标的实现。如何搞好课程教学设计？不同课程、不同对象、不同教员有不同的方法。结合“航空雷达和通信原理”课程的教学，我试谈谈如何搞好教学设计。

一、明确教学目标

教学目标是学员通过课程学习，在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面应达到的预期效果。由于“航空雷达和通信原理”是一门关于航空雷达和通信系统的基本原理、基本方法及其工作过程的课程，是大学专科士官相关专业的一门任职岗位课程，因此教学目标就是了解航空雷达和通信的基本概念、雷达和通信系统的基本组成；理解雷达和通信系统的基本工作原理；熟练掌握雷达对目标的距离、方位和速度的测量原理、实现方法及各分系统的工作特性；熟练掌握各种模拟调制和数字调制方式的原理、实现方法及特点；初步掌握航空雷达和通信装备在现代战争中的作战使用方法；初步涉入雷达对抗和通信对抗作战基本知识；牢固树立信息化战争观念，为后续课程的学习及进入部队后能胜任本职工作奠定坚实的基础。

二、重组教学内容，突出主线

在教学过程中，如果要求学员在有限的时间内不分轻重地接受大量的理论知识，那么只能是囫囵吞枣。所以在教学内容的设计上，必须突出重点，让学员获取最有价值的信息，遵循层层推进、逐步深入的原则，将教学内容设计为“两大模块、两条主线”。

课程内容采用模块化设计，划分为航空雷达模块和航空通信模块。其中以雷达概述、雷达的组成和雷达对目标参数的测量构成航空雷达模块，以通信概述、军事通信及信道技术、模拟调制系统、数字调制系统和模拟信号的数字传输构成航空通信模块。

航空雷达模块以“雷达的基本功能—基本组成—基本工作过程—对具体参数的测量”为主线，航空通信模块以“通信系统的基本功能—基本组成—基本工作过程—调制与解调”为主线。两条主线由浅入深，侧重学员对雷达参数测量及通信系统调制与解调内容的理解和掌握。同时精心收集航空雷达和通信系统在现代战争中的作战使用案例，力求把基本理论与装备紧密结合起来，丰富主线内容，深化学员对航空雷达与通信装备作战使用能力的理解与掌握。

三、合理使用教学方法及手段

本课程的基本教学方法是理论讲授和专题研究相结合，充分利用现有的教学装备和专业网站开展教学，具体思路如下：

（一）在教学方法上，以研讨式教学为主，多种教学方法并用

课程教学应广泛开展研讨式教学，强调教学、学学互动，将案例教学、讨论教学、问题教学、启发教学等优秀教学方法应用于教学过程之中，将雷达与通信的最新技术研究成果、学术前沿理论穿插于教学内容之中。通过教学互动，激发学员分析和思考问题，将创新思维及信息化作战观念的培养贯穿于教学活动之中。

（二）面向学员任职岗位开展专题研究

专题研究以岗位任职需求为导向，以专题为形式，以解决问题为目标，以教员为主导，以学员为主体，在教学过程中通过专题研究活动，帮助学员转变观念、获取知识、深化理解、掌握科学研究技能的现代教学方法。

本课程将引导学员针对航空雷达和通信装备使用及如何增强装备的抗干扰能力等方面的内容开展专题研究活动，既培养了学员的科学研究能力，又为提高学员电子对抗装备作战使用能力奠定了基础。其实施的过程包括确定研究题目、撰写研究报告、汇报交流讨论等基本环节。

（三）使用多种教学手段，加深对抽象内容的理解

由于本课程是一门理论讲授课程，教学内容抽象且不易理解。为了加深学员对抽象内容的理解，在教学中应充分利用现有的教学装备和信息资源，通过综合运用计算机多媒体、软件模拟仿真、网络教学等现代化教学手段，根据每次课的教学需要，有针对性地合理选用具体的教学手段，有利于开展研讨式教学，激发学员学习兴趣，增加教学信息量，增强教学效果。例如：利用虚拟电子对抗作战实验仿真等手段，开展对雷达的工作过程及结果显示、通信过程及调制与解调的实现等部分内容的观摩实验教学，以加深学员对这些抽象内容的理解。

（四）充分发掘信息资源，着重信息技术的利用

信息化教学的课堂设计，教员要充分发掘信息资源，有效地利用信息技术，适时地介绍信息处理方法，以扩大学员的知识面，增强信息处理的能力，强化教学效果。同时，有效地利用信息技术，既可以增大课堂教学的信息量，扩大学员的知识面，拓宽其思路，掌握教学内容，同时为其自主学习新知识、新技术、新装备进行必要的知识储备。在课堂设计中，要针对具体教学内容，有效地利用不同的信息发布形式和信息技术手段，以强化课堂教学效果。例如：针对信号的处理方法和过程的不同与抽象，我们利用了多种信息发布形式和信息技术手段，有音频、图片、视频录像、动画、MATLAB仿真等。例如：视频录像、频谱分析图像是学员自主探索学习的认知工具；课件中的动画演示是帮助学员理解问题、理清思路的有效手段。教学过程中，在增加教学信息量的同时，还注重在教学过程的各环节上适时地介绍了信息采集、信息加工、信息选择与评价等一系列信息处理的方法，使学员获取有价值信息的能力有了很大的提高，从而提高课堂的教学效率。

参考文献：

[1]马国顺.教学设计的智慧[M].长春：吉林大学出版社，2010.

通信原理课程设计报告 第5篇

题目：AM超外差收音机的设计及仿真

班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师：

2011年6月 引言

课程设计目的 综合运用信号与系统、数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现从而加深对所学知识的理解，建立概念。系统介绍（本部分包括对系统的分析，系统仿真结构等）3 系统仿真（本部分包括系统仿真的各种图形分析，波形，功率谱图形等分析）系统各模块的参数及调整参数后的各波形对比 5 心得体会 6 参考文献引言

超外差式是与直放式相对而言的一种接收方式，超外差式收音机能把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大。它的优点是灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽）工作稳定（不容易自激），它的缺点是镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号）较大，存在假响应（变频电路的非线性），但这并不影响它的广泛应用，现在大部分的收音机都是超外差的。

2系统介绍

无线广播的接收仪器为收音机。在晶体管收音机中，多采用磁性天线作为接收信号的天线。某台载频电磁波在LC回路中产生并联谐振，次级线圈中感生出高频调幅信号，收到信号，磁性天线回路，作用是选台，并将信号通过绕在磁棒上的次级线圈耦合到变频级,收音机原理框图：

收音机的原理框图

超外差式收音机利用混频电路使本机振荡信号与接收到的电台信号进行非线性混频，使二者的差值始终为465KHZ，这样就降低了放大电路的信号频率，可以有效克服直接放大式收音机的缺点。由于本机振荡信号的频率始终比接收到的电台信号频率超出465KHZ，故把这种收音机叫做超外差式收音机。电路如图

超外差接收机原理图 AM超外差收音机系统的设计框图及仿真

广播发射端使用三不同的扫频信号源，分别用925KHZ,965KHZ,1005KHZ的载波进行AM

调制本振频率为1430KHZ时，可将965KHz载波信号解调，经过处理可以还原出原始信号。

它包括了AM调制部分，三路AM调制信号的混合，混频部分，中放部分，解调检波部分。仿真结果频谱图：

.（1）中频信号频谱图如图

心得体会

通过这次课程设计，我更加深刻地学会了用仿真软件systemview仿真一般的简单的通信电路，掌握了初步的电路分析技巧及波形分析能力。通过仿真通信电路，我学习到的理论知识得到了一次切实的应用，也更加深层次的了解了这些通信电路的产生原理及过程，我的学习热情也也得到了提

高。

参考文献

通信原理课程设计报告 第6篇

课程名称 通信原理

题 目 数字信号的调制解调仿真

专 业 通信工程

姓 名 李先锋 班 级 通信1102

学 号 1111020203 指导教师 李洪兰 起止日期2013年12月19—25 成 绩

辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院

中文摘要

在数字通信系统中，接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道

传输，在接收端解调后恢复成数字信号。由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字基带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因而，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。数字调制的实现，促进了通信的飞速发展。研究数字通信调制理论，提供有效调制方式，有着重要意义。调制解调技术的实现方法有多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。

本文重点介绍了2ASK包络解调、2FSK相干解调、2PSK键控解调，以及用Simulink进行设计和仿真。首先我们对Simulink软件的特点、功能以及通信的基本概念和发展历程进行简单的介绍；接下来详细介绍调制解调的理论，着重从数字调制解调中的2ASK、2FSK、2PSK的产生、频谱、解调等过程进行介绍；其次是我们将介绍调制解调的Simulink仿真, 并着重介绍2ASK、2FSK、2PSK的调制以及其相干解调的Simulink仿真，并得出结论。

关键字：2ASK包络解调

2FSK相干解调

2PSK键控解调

Simulink仿真

English abstract

In a digital communication system, the receiver is received the sum of signal and channel noise.Noise on the performance of digital signal in the received symbol errors,.Digital signal of high frequency carrier modulation, frequency band signal, through the channel transmission, demodulation back into a digital signal at the receiving

end.Since most real are all bandpass signal, so must use digital baseband signal modulation of carrier form digital modulation signals for transmission, therefore, demodulation technology is the important means to realize modern communications.The realization of digital modulation, promoted the rapid development of communication.Research of digital communication modulation theory, provide effective modulation mode, has important significance.There are many types of method to realize the demodulation technology, this paper applied the keying method of modulation and demodulation signal.This paper mainly introduces the 2 ask envelope demodulation, 2 FSK coherent demodulation, 2 PSK keying demodulation, and design and Simulink simulation.First of all we of Simulink software, characteristics, function and communication of the basic concepts and development to carry on the simple introduction;Next introduced the theory of modem, emphatically from the digital modulation demodulation of the generation of 2 ask, 2 FSK, 2 PSK, spectrum and demodulation process are introduced;Second is that we will introduce modem Simulink, and emphatically introduces the 2 ask, 2 FSK, 2 PSK modulation and coherent demodulation of Simulink, and the conclusion.Key： 2 ask envelope demodulationFSK coherent demodulationPSK keying demodulation

Simulink simulation

目录

一

正文

1.1实验目的

1.2 实验原理

1.2.1ASK的实验原理

1.2.2 FSK的实验原理

1.2.3 P SK的实验原理

1.3实验内容

1.3.1 2ASK调制解调

1.3.2 2FSK相干解调

1.3.3 2PSK键控解调

1.3.4 包络相干解调

1.4 实验结果截图

1.4.1 2ASK调制解调

1.4.2 2FSK相干解调

1.4.3 2PSK键控解调 1.4.4 包络相干解调

1.5实验总结 二 参考文献

正文 一

课程设计的目的：

通过此次的调制与解调仿真，使我们对2ASK、2FSK、2PSK、调制与解调的工作原理以及Simulink软件有了比较深刻的认识和了解。在采用不同的调制方式时，PSK的误

码率小于FSK，而FSK系统的误码率又小于ASK系统。在误码率相同条件下，相干PSK要求r（信噪比）最小，FSK系统次之，ASK系统要求r最大，它们之间分别相差3dB。PSK系统的抗噪声性能最好，但会出现倒π现象，实际中很少采用，而多采用DPSK系统。进一步学会2ASK、2FSK、2PSK灯调制解调方式的原理及解调方式，牢记各原理的原理 框图，同时学会用其去解决通信信号的调制和解调。加深学生对通信原理课程的学习和应用。

二 实验原理

2.1二进制振幅键控(2ASK)

振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进

制时,则为二进制振幅键控.设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为

（2-1-1）

其中:（2-1-2）

Ts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:

则二进制振幅键控信号可表示为

（2-1-3）

（2-1-4）

二进制振幅键控信号时间波型如图 22 可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(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22 可以看出,2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似.所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图25 所示._ 图 2 – 2 二进制振幅键控信号时间波型

图2-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图

图 2 –4 二进制振幅键控信号解调器原理框图

图 2 – 5 2ASK信号非相干解调过程的时间波形

2.2二进制移频键控(2FSK)

在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化,则产生二进制移频键控信号(2FSK信号).二进制移频键控信号的时间波形如图26 可看出,bn是an的反码,即若an=1,则bn=0, 若an=0,则bn=1,于是bn=an，θn和n分别代表第n个信号码元的初始相位.在二进制移频键控信号中,n和θn不携带信息,通常可令n和θn为零.因此,二进制移频键控信号的时域表达式可简化为

（2-1-8）

二进制移频键控信号的产生,可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现.图 2-7 是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图, 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制,在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一.二进制移频键控信号的解调方法很多,有模拟鉴频法和数字检测法,有非相干解调方法也有相干解调方法.采用非相干解调和相干解调两种方法的原理图如图29 所示.图 2 –7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图

图 2 –8 二进制移频键控信号解调器原理图

图 2-9 2FSK非相干解调过程的时间波形

过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图210 中,输入信号经过限幅后产生矩形波,经微分, 整流,波形整形,形成与频率变化相关的矩形脉冲波,经低通滤波器滤除高次谐波,便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号.2.3二进制移相键控(2PSK)

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.通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.二进制移相键控信号的时域表达式为

e2PSK(t)=g(t-nTs)]cosωct

(2-111)可看出,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φn表示第n个符号的绝对相位,则有  φn= 0°, 发送 1 符号 180°, 发送 0 符号

这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制绝对移相方式.二进制移相键控信号的典型时间波形如 图 2 – 11 二进制移相键控信号的时间波形

二进制移相键控信号的调制原理图如图 214 所示.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.图 2-12 2PSK信号的调制原理图

图 2-13 2PSK信号的解调原理图

图-1

42PSK信号相干解调各点时间波形

这种现象通常称为“倒π”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π”现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.图2-15 过零检测法原理图和各点波形

三 设计内容：

3.1 2ASK调制解调

2ASK调制解调图（包络解调）2ask参数设置参考示例： 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s

判决器参数：门限0.25

全波整流器参数：下限0 上限inf

3.2 2FSK调制解调图（相干解调）

2FSK参数设置参考示例 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频

率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 比较器参数：关系操作＞

3.3 2psk调制解调

信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 相位0 载波2参 数：幅度1 频率100rad/s 相位pi 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0 U2＞门限 键控器参数：门限1 U2＞门限

3.4 包络相干解调

时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s

判决器参数：门限0.25

全波整流器参数：下限0 上限inf

载波参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限 BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s

四．实验结果：

4.1 2ASK包络解调

4.1.1实验原理图

4.1.2实验波形图

4.2 2FSK相干解调

4.2.1 实验原理图

4.2.1 实验波形图

4.3 2PSK键控解调

4.3.1 实验原理图

4.3.2实验波形图

4.4 包络相干解调

4.4.1 解调原理图

4.4.2 实验波形图

五 实验总结

通过本次课程设计，首先知道了matlab软件中simulink的使用，学会了在simulink环境下如何快速的找到实验中所需的器件。通过本次课程设计也对2ASK包络解调、2FSK相干解调、2PSK键控解调的解调过程有了更清楚的认识，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字基带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因而，调制解调技术是实现现代通信的重要手段.参考文献