畢業（設計）論文開題報告系 別 電子信息工程系 專 業 電子信息工程專業 班 級 學生姓名 朱椰子 學 號 指導教師 鄒昕 報告日期 2015.04.03 畢業（設計）論文開題報告表論文題目基于MATLAB的數字調制與解調器的設計仿真學生姓名朱椰子學 號指導教師鄒昕題目來源（劃）科研生產實驗室專題研究論文類型（劃）設計論文其 他 一、選題的意義數字調制是指用數字基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化。根據控制的載波參量的不同，數字調制有調幅、調相和調頻三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內特性的原因，基帶信號不適合在各種信道上進行長距離傳輸。為了進行長途傳輸，必須對數字信號進行載波調制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。因此，大部分現代通信系統都使用數字調制技術。另外，由于數字通信具有建網靈活，容易采用數字差錯控制技術和數字加密，便于集成化，并能夠進入綜合業務數字網（ISDN網），所以通信系統都有由模擬方式向數字方式過渡的趨勢。因此，對數字通信系統的分析與研究越來越重要，數字調制作為數字通信系統的重要部分之一，對它的研究也是有必要的。通過對調制系統的仿真，我們可以更加直觀的了解數字調制系統的性能及影響性能的因素，從而便于改進系統，獲得更佳的傳輸性能。二、基本內容及重點數字調制是通信系統中最為重要的環節之一，數字調制技術的改進也是通信系統性能提高的重要途徑。本文首先分析了數字調制系統的幾種基本調制解調方法，然后，運用MATLAB設計了這幾種數字調制解調方法的仿真程序，主要包括PSK，DPSK和16QAM。通過仿真更深刻地理解了數字調制解調系統基本原理。最后，對三種調制解調系統的性能進行了比較。相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數字信息，而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位和分別表示二進制“”和“”。由于表示信號的兩種碼元的波形相同，極性相反，故2PSK信號一般可以表述為一個雙極性（bipolarity）全占空（100% duty ratio）矩形脈沖序列與一個正弦載波的相乘。在2PSK信號中，相位變化是以未調載波的相位作為參考基準的。由于它利用載波相位的絕對數值表示數字信息，所以又稱為絕對相移。2PSK相干解調時，由于載波恢復中相位有、模糊性，導致解調過程出現“反向工作”現象，恢復出的數字信號“”和“”倒置，從而使2PSK難以實際應用。為了克服此缺點，提出了二進制差分相移鍵控（2DPSK）方式。2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數字信息，所以又稱相對相移鍵控。要想產生2DPSK信號，必須先對二進制數字基帶信號進行差分編碼，即把表示數字信息的序列的絕對碼變換成相對碼（差分碼），然后再根據相對碼絕對調相，從而產生二進制差分相移鍵控信號。2DPSK信號的解調方法之一是相干解調（極性比較法）加碼反變換法。另一種解調方法是差分相干解調（相位比較法），2DPSK系統是一種實用的數字調相系統，但其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。正交振幅調制（Quatrature Amplitude Modulation, QAM）是一種振幅和相位聯合鍵控。在多進制鍵控體制中，相位鍵控的帶寬和功率占用方面都具有優勢，即帶寬占小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK體制為人們所喜歡。但是在MPSK體制中，隨著M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容限隨之減小，誤碼率難于保證。為了改善在M大時的噪聲容限，發展出了QAM體制。三、預期達到的成果 2PSK,2DPSK,16QAM仿真試驗中假設載波同步，采用的調制信號的載波頻率fc為200Hz，采樣頻率fs為1000Hz，觀察波形時間t0為0.15s，其中2PSK，2DPSK和16QAM調制中加入了高斯白噪聲，此外這三種調制都采用相干解調。 源信號經過2PSK調制后產生未加噪聲調制信號，調制后信號的時間波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的，即相位相差180度，且相位變化隨著源信號變化而變化（異變同不變），但振幅和頻率保持不變。源信號經過2DPSK調制后產生調制波信號，調制后的信號時間波形由兩種相位不同的波形組成，當源信號為，2DPSK信號相位反轉，當源信號為時，相位保持不變（變不變）。16QAM調制中載波1經過/2移相產生載波2，源信號1和源信號2分別與載波和載波2在頻域相乘后產生4ASK信號1、4ASK信號2，從頻域上看是源信號、中心頻率分別經調制后搬移到了載波頻率、上。調制后的信號時間波形分別隨著源信號1和源信號2幅度變化而變化。四、存在的問題及擬采取的解決措施在數字基帶傳輸系統中，為了使數字基帶信號能夠在信道中傳輸，要求信道應具有低通形式的傳輸特性。然而，在實際信道中，大多數信道具有帶通傳輸特性，數字基帶信號不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。必須用數字基帶信號對載波進行調制，產生各種已調數字信號。 數字調制與模擬調制原理是相同的，一般可以采用模擬調制的方法實現數字調制。但是，數字基帶信號具有與模擬基帶信號不同的特點，其取值是有限的離散狀態。這樣，可以用載波的某些離散狀態來表示數字基帶信號的離散狀態。五、進度安排 3-5周：查閱與課題有關的相關資料完成開題報告。 6-8周：進一步查閱相關知識，了解數字調制和解調器的工作原理并安裝 MATLAB軟件。 9-10周：分析調制與解調器原理并計算相關的工作參量，設計其原理圖。 11-12周：根原理圖設計調制與解調器。 13-15周：整理資料與數據，完成畢業論文的撰寫。 16周：裝訂論文，論文答辯。六、參考文獻和書目1 李輝，恩德，高娜.數字信號處理及MATLAB實現J.機械工業，2011.12 陳后金，薛健，胡健.數字信號處理J.高等教育出版社，2008.113 查普曼.MATLAB編程：第二版J.科學出版社.20034 樊昌信等.通信原理（第6版)J.國防工業出版社，20085 鄧華等.MATLAB通信仿真及應用實例詳解J.人民郵電出版社，20036 王立寧，樂光新，