现代通信原理课程设计

现代通信原理课程设计（共10篇）（共10篇）

1.现代通信原理课程设计 篇一

通信原理课程设计

AM超外差收音机仿真

院系： 班级：

姓名： 学号：

指导老师： 完成日期：

（一）课程设计目的：

为了将理论应用到实践，我们进行了在整整半个月的课程设计，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。

（二）课程设计内容：

超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。实验的目的就是用Systemview软件来演示收音机的工作原理!

（三）设计原理：

原理图为图1：

图1

这次实验为了说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程,为了节省仿真时间没有按实际540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频频率设计,而采用了20KHz作为IF.另外设了30KHz,40KHz和50KHz三个载波频率的发射信号,模拟调制信号的带宽为5KHz以下.并希望接收到40KHz的电台频率。收音机使用高边调谐,本振应为40+20=60KHz,且存在一个镜像干扰频率为40+2*20=80KHz。整个混频输入与混频输出的频谱图搬移过程可以用下图2表示：

图2

（四）SystemView仿真设计：

图3

图3为SystemView仿真设计原理图

主要图符参数在下团中标出：

图4

仿真结果：

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器22的输出波形如图5：

图5

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如下图6:

图6

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形如图7

图7

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如图8：

图8

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器25的输出波形如下图9

图9

SystemView仿真设计原理图（图3）接收器23的输出波形的频谱图如图10

图10

（五）结果分析

系统采样频率设置为200KHz，在原理图3的左边对应的是3个AM信号发生器用来模拟3个电台，调制信号采用了扫频信号，分别采用了不同的扫频带宽和调制度。中频滤波器采用1个5个极点3db带宽为10KHz的切比契夫滤波器。接收到的RF信号（图符23）频谱如图10.在40KHz频率的信号具有最大的调制度（设为1）信息带宽的中心信号是所希望接收的信号。输出的差频项频谱成分通过一个5极点切比契夫带同滤波器后，得到如图9所示的频谱，期中希望的20KHz载波信号比10KHz和30KHz的信号大了约15db，所以通过一个简单的二极管包络检波器可以将原调制信号解调。解调后的时域信号波形如图5所示。

（六）总结及心得：

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

通过这次Systemview模拟仿真，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模拟仿真训练从而培养和提高自己独立工作能力，巩固与扩充了课程所学的内容，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在此感谢我们的两位指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而老师开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊.由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教。

（七）参考文献

[1] 樊昌信，曹丽娜.通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2007

[2]罗卫兵.Systemview 动态系统分析及通信系统仿真设计 西安：西安电子科技大学出版社

[3]张辉，曹丽娜.通信原理学习辅导 西安：西安电子科技大学出版社，2003

[4]孙屹.SystemView通信仿真开发手册 北京：国防工业出版社，2004

2.现代通信原理课程设计 篇二

《通信原理》课程理论·性强, 数学公式推导多, 比较抽象, 侧重于对实际通信系统数学模型的研究, 而有关通信系统实现的内容, 一般只给出系统实现的思路或框图, 很少介绍具体实现, 与实际的系统实现距离大, 从而增加了学生的学习难度。大部分学生在学完本课程之后, 并不能对通信原理讲授内容做到深刻的理解, 基本上是知其然, 但是不知其所以然。这使得学生在将理论知识应用于实践时产生较大困难, 如在毕业设计和创新型实践中, 学生经常不知如何下手, 一片茫然。虽然有相关的辅导资料可以查阅, 但本科生的学习任务繁重, 自学能力还较差, 不能单靠学生努力来改变现状。目前通信原理课程有配套的实验教学内容, 但是大部分实验内容还都是在实验箱上进行的。一方面, 实验室由于规模的限制, 实验设备的台数不多, 而招生规模却在不断扩大, 学生的实验课时相对有限, 所以大部分学生不能得到充分的实践练习和锻炼;另一方面, 实验箱平台所支持的实验内容大都是演示性质的, 并且实验项目基本固定, 学生只能得到对实际通信设备结构、原理的浅显认识, 而对通信系统背后的真正工作原理, 以及各设备之间的相互关联是片面和模糊的。

针对《通信原理》课程面临的困境, 我们课题组开发了一套基于Matlab语言的“通信原理教学仿真平台”, 同时编写了“通信原理及仿真实现”教材。图1是软件平台的主界面, 图2是该平台集成的课程知识点, 图3是第五章内容的主界面, 本文的“DSB调制和解调过程分析”就是基于这部分提供的开放代码进行的课程设计。

二、DSB调制解调仿真的基本原理

1. 课程设计要求。设消息信号m (t) 为:

其中t0=0.1s。用这个消息来调制载波c (t) =cos (2πfct) , fc=250, 要求完成以下任务:

(1) 写出DSB-SC已调信号的表达式。

(2) 画出消息信号和已调信号的时域波形图、频谱图。

(3) 将已调信号进行相干解调, 画出恢复后消息信号的时域波形、频谱。

(4) 假设已调信号叠加的噪声信号, SNR为10d B, 进行相干解调后, 画出恢复后消息信号的时域波形、频谱, 并将 (3) 和 (4) 进行比较。

2. DSB调制解调原理。

抑制载波的双边带调制 (DSB-SC) , 简称DSB, 也称线性调制是用原始信号去控制高频载波的振幅, 使其随调制信号的规律变化的过程。它是在AM信号中将载波抑制, 去掉直流分量, 从而输出抑制载波的双边带信号[1]。其时域表达式为:s (t) =m (t) *cos (2πfct) , m (t) 是原始信号, fc是载波信号的频率, 与cos (2πfct) 相乘得到已调信号。在频域上, 通过调制相当于把基带信号的频谱搬移到载波中心频率的附近, 已调信号的频谱可表示为SDSB (ω) = (1/2) ·[M (ω+ωc) +M (ω-ωc) ]。该已调信号经过信道的传输, 叠加噪声, 到达接收端经过相干解调恢复出基带信号, 相干解调由乘法器和低通滤波器组成。在设计中, 假设生成的本地载波与接收信号的载波同频同相, 低通滤波器滤的设计是课程设计的难点。

3. 数字低通滤波器的设计。

利用MATLAB进行低通滤波器的设计, 其关键是确定基带信号的通带和阻带截止频率。在MATLAB中设计滤波器的方式有多种[3,4], 本文选择巴特沃兹低通滤波器。主要用到以下几个MATLAB内部的函数:

[N, wc]=buttord (wp, ws, Rp, As) :其中wp, ws分别为通带和阻带的截止频率, 取值范围为0~1, 在调用时对二分之一采样频率进行归一化;Rp为通带的纹波系数, 表示通带范围内信号的波动幅度, As为阻带的衰减系数, 表示阻带的衰减幅度;N为低通滤波器的阶数, wc为低通滤波器的3d B截止频率。

[B, A]=butter (N, wc) :该函数的作用是计算滤波器系统函数分子分母多项式B和A。得到A和B的值后可以用freqz函数画出低通滤波器的频率响应曲线, 利用Y=filter (B, A, y) 可以得到通过滤波器之后的信号Y, 其中y是滤波前的信号。

三、仿真结果及部分代码分析

按照课程设计要求, 生成消息信号, 其MATLAB仿真代码如下:

T=0.2;Ts=0.001;N=T/Ts;t=[-N/2:N/2-1]*Ts;x=sinc (100/pi*t) ;

调制过程:fc=250;y=x.*cos (2*pi*fc*t) ;

基带信号频谱:fs=1/Ts;df=fs/N;f=[-N/2:N/2-1]*df;X=fftshift (fft (x) ) /N;

已调信号频谱:Y=fftshift (fft (y) ) /N;仿真结果如图4所示。

相干解调:YR=y.*cos (2*pi*fc*t) 。

巴特沃斯滤波器设计:从图4可见, 基带信号带宽约为23Hz, 因此设计低通滤波器时, 通带边缘频率取为30Hz, 又知采样频率为1000Hz, 则得到wp=30/500;阻带边缘频率取为50Hz, 则ws=50/500;Rp=1;As=25;[N_, wc]=buttord (wp, ws, Rp, As) ;[B, A]=butter (N_, wc) ;HY=filter (B, A, YR) ;[H_Y, w]=freqz (B, A, 512) 。仿真结果如图5所示, 设计的低通滤波器有较好频率响应, 实现了DSB的相干解调过程。图6是通过信道传输叠加了噪声之后的解调过程, 可见当信噪比为10d B时, 恢复的信号已经出现失真。

四、结束语

在通信原理教学过程中, 利用MATLAB仿真软件将抽象的知识点以图形图像方式展示, 不仅有利于教师授课, 更有利于帮助学生自我学习和动手实践, 能够有效避免理论教学与实践教学产生脱节, 能帮助学生更好地理解和掌握理论知识, 激起学生的学习兴趣。本文基于“通信原理教学辅助软件平台”, 主要利用了软件中“DSB模拟调制和解调”模块的开放代码, 在MATLAB环境下模拟了双边带幅度调制和解调的基本过程, 并重点设计了低通滤波器, 达到了课程设计的要求, 双边带幅度调制与解调 (DSB) 理解更加深刻。通过实践表明, 该“通信原理教学辅助软件平台”为通信原理的理论学习提供了一个良好的平台。

摘要：针对《通信原理》课程面临的困境, 我们课题组开发了一套基于Matlab语言的“通信原理教学辅助软件平台”, 该平台集成课程知识要点, 提供可视化图形图像, 教师可通过演示来帮助讲解, 学生也易于理解, 同时还可基于软件平台提供的Matlab开放代码, 进行课程设计, 提高学生的自我学习和动手能力。文中以“DSB的调制和解调”知识点为例, 基于软件仿真平台进行课程设计。仿真过程中, 按基带调制信号的频谱特性来设计接收端的低通滤波器, 通过分析基带信号和已调信号在有无噪声下的时域和频域特性, 对通信系统的模拟调制过程有更好地理解。

关键词：通信原理,调制解调,DSB,低通滤波器

参考文献

[1]樊昌信, 曹丽娜, 等.通信原理[M].第六版.北京:国防工业出版社, 2010.

[2]彭红平, 杨福宝.基于Matlab的FIR数字滤波器设计[J].武汉理工大学学报:信息与管理工程版, 2005, 27 (5) :275-278.

[3]何丽娜, 叶听, 汪伟.数字滤波器 (FIR) 设计算法研究[J].电声技术, 2014, 38 (2) :67-70.

[4]朱静, 徐军.用MATLAB对双边带抑制载波调制解调器的仿真分析[J].湖南城建高等专科学校学报, 2002, 11 (4) :20-23.

[5]王智忠, 幅度调制信号的特性分析及其MATLAB仿真研究[J].安徽理工大学学报:自然科学版, 2006, 26 (3) :48-51

3.《通信原理》课程教学探索 篇三

摘 要 《通信原理》是通信工程、电子信息等信息类专业的一门核心基础课，存在理论性强、不易与实际相结合的特点，笔者根据多年的通信系统设计经验以及大学本科授课体会，在理论实验教学、教学方法、教学手段以及考核方式等多方面进行了探索，以期改善教学效果，提高授课质量。

关键词 通信原理 教学改革 教学内容 教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）02-0003-02

随着数字通信技术和计算机技术的快速发展，信息技术已成为21世纪世界经济发展的主要动力，信息的传播方式也从上世纪末的以书信和固定电话为主转变为蜂窝移动通信和计算机网络通信等。学习和掌握现代通信系统和技术也成为信息社会每一位成员，尤其是未来的通信工作者的迫切需求。作为现代通信系统的理论基础——通信原理的教学质量，直接影响到我国未来通信人才的理论基础甚至未来整个通信产业的发展和竞争力，因此对通信原理课程进行教学改革和探索具有深远的意义。本文拟从多方面对通信原理课程进行改革，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。

一、改革理论教学，夯实理论基础

《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、信息工程等专业必修的专业基础课，主要内容包括：随机过程及信道、模拟调制和数字调制系统、数字基带传输系统、PCM终端技术、最佳接收的概念等。通过本课程的学习，一方面可使学生熟悉现代通信的基本概念、基本原理，掌握分析和研究通信系统的基本方法；另一方面，通过课程的实验实践，灵活运用理论知识，设计和仿真较大规模通信系统，可培养学生解决实际问题的能力，为专业课的学习和今后的工作打下良好的基础。由于这门课程内容比较丰富，原理性较强，抽象概念多，除了用到先修课程信号与系统的相关知识，也需要具有较为扎实的数学理论基础，特别是概率论和数理统计方面的知识，并且前后概念与内容相互交错，知识体系繁杂，对于教和学都有一定的难度。因此在讲解过程中一定要注意把繁琐的理论推导简单化，尽量进行理解性、简单化讲解，总体目的是使学生能够掌握通信系统的基本处理方法和思路，而不是陷入繁琐的数学推导中却把握不住方向。考虑到近年来数字通信技术的迅猛发展，要侧重于数字通信基础理论方面的讲解，并且要联系当前热门的3G和4G等移动通信系统。同时理论的讲解要结合必要的能够充分说明问题的例题，理论是抽象的，而例题是接近实际问题的，因此例题的讲解能够更好地强化学习的效果。此外，在选择和设计例题时，要多联系前后知识点，既能够回顾过去的知识点，解释当天课程内容的应用方法，又能够引出后面章节的知识内容。最后给同学们一定的练习题并适时的进行习题讲解说明，通过多个方面的结合来加深学生对知识点的掌握。

二、改革实验教学，紧密联系实际

《通信原理》课程通常会有一定学时的实验教学，帮助学生熟悉通信系统的基本概念、基本原理、采用的相关技术等，建立通信系统较为完整的框架体系，在分析和理解通信系统方面建立统一的理论和感性认识。实验往往是通过通信原理实验箱来进行，一般包括PCM编译码、AMI/HDB3编译码、FSK调制解调过程以及帧结构及其传输等实验内容，来了解通信信号的产生、传输和接收的整个流程。比如通过模拟电话的抽样、量化和编码实现模拟信号的数字传输，接收的时候再进行模拟信号的还原，并可通过示波器来观测传输过程中各部分信号的变化，能够直观的让学生了解到一个基本通信系统的整个流程，激发学生学习的兴趣。但由于实验箱上的实验大多都是验证性的实验，而且过于基本，学生仍然不能够了解每个部分内部的实现方法，也不能够了解目前通信系统实现中常用的技术方法，因此可以添加Matlab或者Simulink等方面的实验内容，着重对一些常用的数字基带调制解调方式，如QPSK和QAM等进行编程仿真，绘制误比特率曲线，更进一步可以将实现过程定点化，使学生更能够学习到实际实现时的种种细节，更深入地理解相关理论知识。

三、改革教学方法，激发学生兴趣

教学内容体系确定后，采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。通信原理是一门理论性较强，数学公式较多的学科，对学生的数学基础也有较高的要求，如果是按部就班的讲解会比较枯燥，因此在教学手段上以多媒体教学为主，传统黑板板书为辅，在教学方法上面注重与现实结合，引发学生的学习兴趣。在讲授过程中，结合现代通信发展的现状，穿插讲授各种基础技术理论的发展演变和现实当中的应用，做到让学生学得有目的、有感受，而不是孤立的学习理论知识。比如说目前与我们生活密切结合的WIFI技术和蜂窝通信系统，在每一部分内容的讲解上都可以跟这些系统的某些部分联系起来，并辅以Matlab或者Simulink的仿真演示，让学生真切体会到这些知识点的应用带来的优势，解决了哪些方面的问题等，从而达到增加学生学习兴趣，强化学习效果的目的。

四、改革考核方式，提高考核质量

考核是对学习的结果做出评估，是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标，课程的考核方式有着比较重要的作用。针对《通信原理》课程特点，考核方式作如下尝试：结合课程的专业特点，采用试卷笔试和实验编程相结合的考核方式。笔试主要侧重于考核学生对于理论基础知识的掌握情况。在出题的时候要注意将概念性的知识应用化，不单纯考学生对概念的记忆情况，而是考核学生对概念是否理解，能否在实际当中应用的能力。实验编程可以根据平时实验课上的学习内容稍加变动，考核同学们在已学知识的基础上的实际问题处理能力和应变能力。综合两个方面可以全面地对学生做出考核，并且可以引导学生从考试前突击进行死记硬背的思维中走出来，从而提高教学效果。

教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程，目前仍存在不足之处，比如如何能够将通信中的概念和原理讲解的深入浅出；如何能够进一步提高自己的教学能力和课堂气氛的调动能力；如何提高基础差学生的学习能力，又能够兼顾吸收较快的同学有新的学习点等。在今后的教学实践中，笔者将加强与同行交流学习，进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等，以期获得更好的教学效果。

参考文献：

[1]蒋青，于秀兰.通信原理（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]樊昌信等.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2011.

[3]白运新.现代通信原理实验教学改革初探[J].读写算（教师版）：素质教育论坛，2008，（9）.

4.通信原理课程设计说明书 篇四

前言....................................................................1 正文....................................................................1 2.1目的与总体方案：.....................................................1 2.2幅度调制的一般模型...................................................1 2.3 普通调幅（AM）的基本原理............................................1 2.3.1.AM信号的表达式、频谱及带宽.......................................1 2.3.2 AM信号的解调.....................................................2 2.4 双边带调制（DSB）的基本原理.........................................3 2.4.1 DSB信号的表达式、频谱及带宽.......................................3 2.4.2 DSB信号的解调.....................................................3 2.5单边带调制（SSB）的基本原理..........................................3 2.5.1 SSB信号的产生.....................................................3 2.5.2SSB信号的解调......................................................4 Simulink仿真与分析......................................................5 3.1 普通调幅（AM）的仿真与分析..........................................5 3.2双边带调制（DSB）的仿真与分析........................................7 3.3 单边带调制（SSB）的仿真与分析.......................................8 致谢....................................................................9 参考文献...............................................................10

塔里木大学信息工程学院课程设计

前言

在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个技术重点。这次课程设计的重点就是模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及仿真，并在MATLAB软件平台上的仿真实现几种常见的模拟调制方式。最常用最重要的模拟方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅（AM）,双边带（DSB）和单边带（SSB）等调制就是幅度的几个典型实例。

此次课程设计主要用调幅（AM）,双边带（DSB）和单边带（SSB）等调制为说明对象，从原理等方面进行分析阐述并进行仿真分析，说明其调制原理，并进行仿真分析。利用MATLAB对模拟调制系统进行仿真，结合MATLAB模块和Simulink工具箱的实现，对仿真结果进行分析，从而能够更深入地掌握通信原理中掌握模拟调制系统的相关知识。

在模拟调制中，调制信号的取值是连续的：而数字调制中的调制信号的取值则为离散的。调制在通信系统中具有重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成合适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。

正文

2.1目的与总体方案：

1.建立通信系统的数学模型

根据通信系统的基本原理，确定总的系统功能，将各部分功能模块化，并找出各部分之间的关系，画出系统框图。

2.熟悉仿真工具，采用m编程和Simulink模块化设计，组建通信系统 首先新建一个m文件，再根据系统原理框图画出软件实现流程图，然后根据流程编写相应程序，最后对代码进行修正优化，最终实现系统功能

3.根据系统新能指标，设置和调整各模块参量及初始变量值

4.实现系统运行仿真，观察分析结果（计算的数据，显示的图形）；根据线性幅度调制原理，确定调制系统设计方案；画出AM,DSB,SSB调制解调信号时域波形和频谱图；对数据结果进行分析。

2.2幅度调制的一般模型

幅度调制时用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图所示：

图2-1 幅度调制器的一般模型

图中，mt为调制信号，smt为已调信号，ht为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为

Smtm(t)cosct*ht

Sm12McMcHw

式中，M为调制信号mt的频谱，Hht，c为载波角频率。

由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。

在上图的一般模型中，适当选择滤波器的特性H，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。

2.3 普通调幅（AM）的基本原理

2.3.1.AM信号的表达式、频谱及带宽

在上图中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信

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号就是常规双边带调幅（AM）信号。AM调制器模型如下图所示。

图2-2 AM调制器模型

AM信号的时域和频域表达式分别为

SAMtA0mtcosctA0cosctmtcosct

SAMA0cc12McMc

式中，A0为外加的直流分量；mt可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即mt0

AM信号的典型波形和频谱分别如下图（a）、（b）所示，图中假定调制信号显然，调制信号的带宽为Bmfh。的上限频率为h。

图2-3 AM信号的典型波形和频谱图

由图（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号mt成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足A0mtmax，否则将出现过调幅现象而带来失真。

由它的频谱图可知，AM信号的频谱SAMt是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即

BAM2fh2Bm式中，Bmfh为调制信号的带宽，fh为调制信号的最高频率。2.3.2 AM信号的解调

调制过程的逆过程叫做解调。AM信号的解调是把接收到的已调信号SAMt还原为调制信号mt。AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。这里用的是相干解调。

由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调的原理框图。

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图2-4 相干解调原理图

将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得：

SAMtcosctA0mtcosct212A0mtA0mtcos2ct

由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将

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用滤波法实现单边带调制的原理图如图所示，图中的HSSB为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，将HSSB设计成具有理想高通特性的Hh或理想低通特性Hl的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时HSSB即为Hh，产生下边带信号时HSSB即为Hl。

图2-6 SSB信号的滤波法产生

显然，SSB信号的频谱可表示为：

SSSBSDSBHSSB12McMcHSSB

用滤波法实现SSB信号，原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在fc附近具有陡峭的截止特性――即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。2.5.2SSB信号的解调

从SSB信号调制原理图中不难看出，SSB信号的包络不再与调制信号mt成正比，因此SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波，需采用相干解调，如图所示。

图2-7 SSB信号的相干解调

此时，乘法器输出： SptSSSB(t)cosct121mtcosct212m(t)cosctmtsinctcosct1mtcosctsinct2

1mtcosctmtsin2ct44经过低通滤波后的解调输出为：

1motmt

4因而可得到无失真的调制信号。

综上所述，单边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。

mtcos2ct

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Simulink仿真与分析

3.1 普通调幅（AM）的仿真与分析

DSB AMSignalGeneratorDSB AMModulatorPassbandZero-OrderHoldB-FFTSpectrumScope图3-1 AM频谱模块

图3-2 AM频谱图

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3ConstantDivideScopeDivide1Sine WavebutterSine Wave1Sine Wave2AnalogFilter Design图3-3 AM调制解调模块

图3-4 AM调制解调波形图

分析：由频谱可以看出，AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM信号是带有载波分量的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽的2倍。对AM信号的解调采取乘积型同步检波。实现方式是使调制信号与相干载波相乘，然后通过低通滤波器。

由AM仿真分析可得出：

（1）此调制方式占用频带较宽，已调信号的频带宽度是调制信号的频带的两倍；

（2）由于被调信号的包络就是调制信号叠加一个直流，所以容易实现峰值包络解调；（3）含有正弦载波分量，即有部分功率耗用在载波上，而没有用于信息的传送；（4）从效率上看，常规调幅幅度方式效率较低，但调制和解调过程简单。

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3.2双边带调制（DSB）的仿真与分析

ScopebutterSine Wave2ProductProduct1AnalogFilter DesignSine WaveSine Wave1图3-5 双边带调制（DSB）调制解调模块

图3-6 DSB调制解调波形图

分析：由图可以看出DSB调制有如下特点：

（1）DSB信号的幅值仍随调制信号变化，但与普通调幅波不同，它的包络不再在载波振幅上下变化；

（2）DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处（调制电压正负交替时候）要突变180度；（3)DSB调制，信号仍集中在载频附近，由于DSB调制抑制了载波，它的全部功率为边带占有，输出功率都是有用信号，它比普通调幅波经济，但在频带利用率上没有改进；

进一步观察DSB信号的仿真图形可见，上下半轴对称，这是因为上下两个边带所含的消息完全相同，故从消息传送的角度看，发送一个边带即可，这样不仅可以节省发射功率，而且频带的宽度也缩小一半。

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3.3 单边带调制（SSB）的仿真与分析

butterSSB AMSignalGeneratorSSB AMModulatorPassband1SSB AMSSB AMDemodulatorPassbandAnalogFilter DesignScope1Zero-OrderHoldB-FFTSpectrumScope图3-7 SSB调制解调频谱模块

图3-8 SSB频谱

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图3-9 SSB调制解调波形图

分析：SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以采用相干解调法，即对SSB信号的解调采取乘积型同步检波。实现方法是使调制信号与相干载波相乘，然后通过低通滤波器。

单频调制信号仍是等幅波，但它与原载波的电压是不同的。SSB的振幅与调制信号的幅度成正比，它的频率随调制信号的频率不同而不同，因而它含消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同。

致谢

这次课程设计进行了一个星期。在运行MATLAB和Simulink仿真的过程中，我对MATLAB和simulink的相关知识及其应用也一定的了解，从而达到了各类调制解调系统的仿真实现。这次设计中接触了很多新的知识，扩展了我的知识面，更加锻炼了我的动手能力，使我受益匪浅。本次的课程设计到此暂时结束了，设计中仍存在很多的瑕疵与不足，由于时间仓促，我学习的能力也有限，没能够做到尽善尽美.这次能够勉强完成任务，主要是在靠老师的帮助，在此表示感谢。当然，还有和我共同解决困难的搭档，在设计过程中，我们遇到了很多问题，大大小小的，我们不懂的互相讨论，我学到了很多知识，同时也加深了我们之间共同解决问题的默契，这就是团队精神吧。

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参考文献

5.现代通信原理课程设计 篇五

一、语音信号频带传输通信系统仿真

1、调用模块产生模拟正弦信号；调出示波器观察是否符合要求。

2、对模拟信号进行采样、量化、编码，PCM或DPCM编码；用示波器观察中间过程。

3、将编码后的信号与载波相乘得到ASK已调信号，或控制压控振荡器产生FSK信号，或者变为双极性信号后再与载波相乘得到PSK，或者先差分编码再与载波相乘得到DPSK信号；用示波器观察中间过程。

4、对信号进行相干解调，将他们与原载波信号进行乘法后再低通滤波即可；

5、解调后的信号再进行PCM或DPCM解码，还原出原信号（做出此步论文合格即可及格）；用示波器观察中间过程。

6、成功后再在信道中加入高斯白噪声，用示波器观察中间过程（做出此步论文合格即可达到中）；

7、成功后再把信源改成自己录入的语音信号。用示波器观察中间过程。（做出此步论文合格可以达到良或优）。

二、语音信号基带传输通信系统仿真

1、调用模块产生模拟正弦信号；用示波器观察中间过程

2、对模拟信号进行采样、量化、编码，PCM或DPCM编码；用示波器观察中间过程。

3、将编码后的信号调用通信模块库中的模块再进行纠错编码；用示波器观察中间过程。

4、对信号通过二进制对称信道；用示波器观察中间过程。

5、再进行纠错解码；用示波器观察中间过程。

6、解码后的信号再进行PCM或DPCM解码，还原出原信号（做出此步论文合格即可及格）；

7、改变信道误码率，计算解码后的误码率，并绘制误码率曲线（做出此步论文合格即可达到中）；

8、成功后再把信号源改成自己录入的语音信号（做出此步论文合格可以达到良或以上）。

三、CDMA直接扩频通信系统仿真

1、调用模块产生随机分布的二进制信号，转换为双极性；调出示波器观察是否符合要求。并观察其功率谱密度。

2、调用模块产生题目要求的扩频码，转换为双极性；用示波器观察中间过程。注意扩频码的频率应为信源频率的整数倍。

3、将二进制信号与扩频码相乘得到已扩信号，再与高频载波相乘得到扩频已调信号；用示波器观察中间过程。并观察功率谱密度。

4、对信号进行相干解调，将他们与原载波信号进行乘法后再低通滤波即可；注意用示波器观察输出，尤其需要观察滤波引起的时延。

5、解调后的信号再与原扩频码相乘进行解扩，还原出原信号（做出此步论文合格即可及格）；用示波器观察中间过程。并观察功率谱密度

6、成功后再在信道中加入高斯白噪声，用示波器观察中间过程（做出此步论文合格即可达到中）；

6.现代通信原理与技术期末复习重点 篇六

1.模拟信号与数字信号的定义

2.信息及其度量：信息量及平均信息量的定义，给定信源，会计算信源的平均信息量及总的信息量。

3.主要性能指标：模拟通信与数字通信各自的性能指标及其度量方法。会计算码元速率，信息速率及两者之间的关系；会计算误码率和误信率。

第2章

1.狭义平稳和广义平稳的定义以及两者之间的关系。

2.平稳过程自相关函数的性质；理解独立的概念。

3.窄带随机过程的同相分量，正交分量，包络及相位的统计特性。

第3章

1.理想恒参信道特性及对信号传输的影响，理解幅度-频率失真和相位频率失真的概念。

2.随参信道传输媒质的特点。

3.理解信道的数学模型中乘性干扰与加性干扰的概念。

4.香农公式的定义以及由香农公式得到的重要结论

第4章

1.掌握线性调制系统（AM,DSB,SSB,VSB）的调制与解调原理，理解制度增益的概念，会计算输入信噪比和输出信噪比。

2.理解角度调制（非线性调制）的原理，会计算FM信号的带宽和调制指数。

3.各种模拟调制系统的性能比较（选择题）

第5章

1.给定信源，能编出AMI和HDB3码，并画出波形。

2.无码间串扰的时域和频域条件,奈奎斯特速率，奈奎斯特带宽的定义。

3.掌握无码间串扰基带系统抗噪声性能分析方法（包括单极性信号和双极性信号分析）

第6章

1.模拟信号数字化（PCM）的过程：抽样，量化和编码。重点掌握低通抽样定理。

2.掌握13折线A律编码方法

第7章

1．掌握二进制数字调制与解调原理（2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK）2ASK又称作OOK.,给定信源会画出几种信号的波形图。理解相对码的概念，给出绝对码能求出相对码。理解2PSK的相位模糊问题。

7.《通信原理》课程教学方法研究 篇七

1. 选用合适的教学方法, 提高教学质量

教学方法是否得当是通信原理教学能否达到预期效果的关键。好的教学方法可以把晦涩难懂的知识讲的深入浅出, 好的教学方法可以提高学生的学习兴趣, 使他们能在学习上得到成就感, 好的教学方法可以调动课堂气氛, 提高教学质量, 因此, 教学方法的选择和运用很重要。

1.1 要注意选择合适的教材和合适的教学参考书

某系所选择的教材是樊昌信主编的《通信原理》第六版, 该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材, 内容安排合理, 通信理论和通信技术方面论述的非常清晰, 是一门经典的教材。教学参考书选用张辉主编《现代通信原理与技术》, 这两本教材相辅相成, 互相参考学习, 可以达到事半功倍的效果。

1.2 注重课堂教学

在教学中, 对通信原理的基本概念和术语, 通信系统中经常使用的知识和技能要重点讲解, 例如什么是通信、信息, 信息量, 什么是调制和解调等内容一定要讲解清楚, 给出明确的含义不能含糊其辞。另外, 在组织和实施教学中, 针对现在很多学生课后不复习的特点, 课堂上应该带领学生复习前次课的内容, 特别是重要的公式和概念最好板书并讲解, 以此加强学生对上次课内容的印象, 巩固所学知识。

1.3 应以实例教学为模式, 应理论联系实际。

通信基本理论基本概念和现实中的具体实例结合起来更容易理解。例如第一章通信系统模型, 可以和实际通信系统实例进行类比。像电视信号传播系统和电台广播系统, 对信源、发送设备、信道、接收设备及受信者和实际中的系统对应起来, 是学生有更清晰直观的认识, 教学效果更佳。

2. 实现互动教学模式

在各种互动及教学过程中要充分体现学生自身的自主性和参与意识, 认真思考, 积极探究。这种自主探究的学习方式将促进互动的有效展开, 并对培养实践创新能力有很大的帮助。

依据互动教学的理论, 通过教师与学生之间的信息沟通, 实现教学系统的整体优化, 提高教学效果。每个教师在知识结构、智慧水平、思维方式、认知风格、教育教学经验等方面都会存在较大的差异。即使是教授同一课程的教师, 在教学内容处理、教学方法选择、教学整体设计等方面的差异也是明显的。这种差异其实就是一种宝贵的教学资源, 通过教师与教师之间的交流, 可以相互启发、相互补充, 实现思维、智慧的碰撞, 使原有的观念更加科学和完善, 有利于达成教学的目标。另外, 有计划地组织教师开展听课、评课, 使教师看到自己的不足, 反思成败, 博采众长, 有利于更好地把握今后的教学工作, 领悟出更好的教学模式和方法, 实现教师之间的共识、共享、共进。

师生互动是教学过程中最基本, 最常见的互动形式。其实质是师生双方在“教”与“学”的过程中通过教师的启发、引导、激活学生的思维, 学生经过思考、判断、选择接纳教师的影响, 进一步激发教师的积极性的主导意识, 最终达到教学目标。在课堂的教学互动过程中, 教师应努力培养学生参与课堂学习的主动性, 引导学生思考问题, 鼓励学生积极参与, 激活课堂教学, 提高学生学习的自主性, 通过课堂互动, 教师可以了解学生学习课程时难点所在, 教学中可以对这部分内容重点讲解, 教师还可以了解学生急切盼望得到的新知识, 及时补充最新通信理论和通信系统。另外要抓住课外师生间的交流。通信原理是一门理论性、实践性、应用性相当强的课程, 教师在课堂上更多的是理论及原理的介绍和演示, 学生理解、掌握知识必须通过课后的练习及实践, 在这个过程中往往会遇到困难, 如果通过QQ、E-mail、BBS等方式讨论和答疑, 对提高教学效果会有很大的推动作用。

3. 软件实验和硬件实验相结合, 加强实践教学环节

实践教学环节是将知识转化为能力的重要过程, 对培养学生的能力起着重要作用.现在很多高校通信原理实验采取的是硬件实验, 有专门的试验箱和实验台, 可以经通过连线、示波器观察时域波形, 确实可以提高学生的动手能力, 加强对通信系统的感性认识。

对于通信原理这个课程, 有各种各样的基带信号、频带信号, 各种通信系统, 可以通过MATLAB代码进行模拟和仿真, 可以弥补硬件实验较少的不足。也可以让学生掌握MATLAB的操作和编码。通过两种实验相互结合, 可以使学生从理论和实践结合起来, 全面掌握通信技术和知识, 知识掌握的更牢固和合理。

3.1 软件实验

对于软件实验, 在初期的实验课中认真为学生准备实例, 最好配有操作步骤和代码, 使学生读懂代码, 学会MATLAB软件操作, 教师要及时解决实验中出现的问题。这样便于学生掌握一些基本的理论知识, 并逐渐能灵活应用工具。在中后期的上机课中可以由教师为学生拟定题目, 由学生利用前期所学知识, 发挥自己的想象编写代码, 仿真出课堂学习的通信系统和波形。

3.2 硬件实验

硬件实验, 实验课前教师应该把实验指导书发到学生手里, 把实验原理和实验步骤提前预习, 实验课上, 要先对实验台的结构, 实验台的各个模块进行细致的讲解, 特别是信号发生器部分, 怎么调波形, 怎么改变振幅和频率等等。然后对所做实验理论结合实验台进行对比讲解, 最后教师最好先做一次实验演示, 再让学生自己动手操作, 教师在课上及时辅导打印, 可以达到很好的教学效果。

3.3 实验考核

传统的考核方式, 是闭卷考试, 偏重于通信理论, 在实践方面重视不够。要加强学生的理论和实践结合的能力, 需加强实践课的考核, 考核成绩时, 实验课的评分占总成绩的30%, 只有这样加强实验课的力度, 才能提高多媒体教学的质量。为了保障学生在实验室的实际操作效果, 教师应认真耐心地辅导学生, 使学生能够通过完成某个操作来寻找操作的技能与技巧, 最终达到课堂教学与实践教学综合运用的目的。

4. 培养学生自学能力

在当今飞速发展的信息时代, 随着数字通信技术和计算机技术的快速发展以及通信网与计算机网络的相互融合, 信息科学技术已成为21世纪国际社会和世界经济发展的新的强大推动力, 而中间信息的传播与交流, 是依靠各种通信方式和技术来实现的。因此, 对于学生来说, 只有通过自己的不断学习, 不断地知识更新, 才能跟上时代的进步和发展, 这就要求教师在教学过程中, 应在学生认知水平能够承受的前提下安排一些适合自学内容让学生自己学习, 从中培养学生的自学能力。可以安排学生自学一些新技术, 比如WIFI、OFDM、GPS等等。另外还应督促学生认真做好课堂内容的复习和新内容的预习, 最好能给出一些行之有效的学习方法, 比如现在很多学生在学习过程中, 喜欢一个人钻研, 当遇到难点时, 不喜欢问, 这样既花费时间, 又花精力, 可以引导学生学习过程中要加强讨论, 学和问结合起来, 学习效率和学习的乐趣就提高了。在平时学生也会自觉不自觉地会也进行相关知识的学习、探讨, 再经过课堂上的教学及实践练习, 所掌握的操作技术就会更快也更多, 这样也促进了课堂教学, 使得教学效果和教学质量得以提高, 达到预期的教学目标。

5. 结论

通信原理是一门内容不断更新的课程, 教师应跟随现代通信技术的发展变化, 根据学生的实际情况, 在教学中适时改进教学方法, 采用灵活的教学手段, 优选出教学的重点和难点, 认真组织教学内容, 把理论知识和实验操作有效的加以结合, 使操作有理论指导, 同时又能在操作中消化理论。充分调动学生的能动性, 坚持以学生为中心的教学模式, 培养出有创造性, 有学习能力、有良好素质的新一代大学生。

参考文献

[1]樊昌信, 曹丽娜.通信原理第六版[M].北京:国防工业出版社, 2006

[2]张辉, 曹丽娜.现代通信原理与技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004

[3]朱颖莉等.《通信原理》课程教学改革探索.南昌高专学报[J], 2011, 1:122-123

8.谈独立学院通信原理课程教学改革 篇八

一通信原理课程的特点及教学现状

通信原理课程理论性较强，涉及的内容较多。教学过程中常常要从时域和频域两方面进行大量繁琐的数学推导，这就让不少理论功底和数学基础较差的学生望而却步。除此之外，该课程系统性较强，概念抽象，强调对通信系统模块级、系统级的学习，因此往往会导致学生在学习过程中感到“难、多、乱”。

南京理工大学紫金学院是最早经教育部批准的独立学院之一，其母体学校是南京理工大学。在通信原理课程的教学过程中一直沿用着母体学校南京理工大学的教学大纲、教学内容和教材。而独立学院的学生的特点是基础薄弱，自我约束能力较差。与一本学生不同的是，他们对繁琐的数学推导和分析并不敢兴趣，甚至望而生畏。因此沿用母体学校的一套教学方法是不能够适应独立学院学生特点和教学要求，我们有必要因材施教，探索真正适合独立学院要求和学生特点的教学改革措施

二通信原理课程的教学改革

针对目前在教学过程中存在的问题，结合应用型人才培养目标，以夯实基础、注重应用、实出能力为目的，根据两年来的教学实践，提出以下教学改革具体措施。

1明确教学目标，修订教学大纲

首先在保证与母体学校不完全脱离的前提下，结合本院人才培养目标和学生实际情况，明确独立学院教学目标是培养学生实际应用能力，在此目标下重新修订通信原理教学大纲，将原大纲中内容较深，难度较大的部分删掉，比如同步原理部分；增加确知信号等基础理论部分内容的讲解，夯实学生的理论基础，注重实际应用。

2精心选择教材，优化教学内容

通信原理课程的教材一直选用樊昌信教授主编的《通信原理》第六版，该书包含的内容比较全面，涉及的公式推导较多，但对于本三学生而言，注重的是实际应用，过多的理论内容和繁琐的公式推导并不适合。因此，综合各方面因素考虑我们选择了樊昌信主编的《通信原理（第六版）精编本》作为教材。一方面，该教材对《通信原理》第六版的内容进行了调整，简化公式推导，比较适合本三学生。

通信原理课程理论教学只有48学时，因而对教学内容进行合理筛选，做到详略得当尤其重要。在内容选取上我们着眼于加强基本概念的讲解；尽可能多地介绍软件实现方法；减少过时的通信技术，增加新兴通信技术原理的介绍，同时穿插3G和LTE相关技术；结合实际应用，强化数字通信系统；精简重复内容，比如模拟调制、调频和调相原理相关内容在高频电子线路课程已经讲过，这部分教学内容可以只做简单介绍，这样一来可以做到重点突出，内容与时俱进，提高学生学习兴趣。

3改进教学方法，加强实践教学

结合应用型人才培养目标，在教学中明确对理论知识的要求是扎实、够用，而不是宽厚，也不是肤浅；在培养学生实践能力上，注重应用能力，而不是技术能力。教学过程中，对原理、公式推导的思路予以阐述，在增强数学分析严谨性的同时适当简化数学推导；注重所得结论的物理概念和物理意义的理解；培养学生用模型的观点、系统的观点、工程的观点分析和解决问题。通过增加课外练习，加强对基本理论和分析方法的理解和应用，提高考试的通过率。

加强实践教学环节。我们通过开设通信系统仿真和通信原理综合实验，采取仿真实验和硬件箱实验相结合的方式，加深对理论知识的理解，增强学生的动手能力。学生可以通过SystemView仿真软件进行实验设计和仿真，仿真之后通过实验箱完成验证性实验，两者有机结合有利于加深理解，提高学生实际动手和应用能力。

总之，通信原理是通信专业的主干课程，对后续课程影响深远。根据两年来的通信原理教学实践，针对目前教学过程中暴露出来的问题，提出以上教学改革措施来激发学生主动学习的热情，充分突出学生的主体作用，发挥教师的主导作用，提高教学质量。希望通过教学改革使学生达到通信工程理论知识够用、实用通信技术应知应会，常用通信开发工具入门会用的效果。

参考文献

[1]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2007.

[2]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）精编本[M].北京：国防工业出版社，2011.

[3]谭永明，余成，王善进.通信原理课程教学改革探索[J].东莞理工学院学报，2007，14（2）：44.

[4]蒋霞，周保平，姚娜“.通信原理”课程教学改革研究的探讨[J].中国电力教育，2011，35：137-138.

9.现代通信原理课程设计 篇九

课程设计取消实验箱,要求学生选择通信设计仿真工具中任选一种,包括系统级通信仿真工具Sys-temview,电子设计软件QuartusⅡ,以及矩阵计算分析工具Matlab,完成规定的设计指标要求。结合学生实际,选择若干个通信原理主干体系设计课题,涵盖基带数字传输与伪随机序列发生器,数字2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、QPSK调制解调,汉明码、CRC-16循环码,PCM编码等。鼓励学生创新,完善考核方式根据课题要求,制定了验收合格指标,鼓励学生提高指标要求,开展创新性设计。

考核由三部分构成,即第一部分学生平时表现成绩,结合出勤率、学习态度等综合评价加上验收面试分数。第二部分学生展示最终设计成果得分,包括对设计原理图、方案设计、程序设计等的规范性描述。第三部分包含实验报告、综合设计报告的规范性。各部分比例为3:3:4。研制自制仪器与专业软件,提高学生自学能力除了课堂学习,应充分鼓励学生利用课余时间自学。结合学校学生科研与毕业设计,师生联合设计了一款通信原理交互式软件实验平台(图略)。能够满足通信原理主要理论知识点的实验验证与演示,亦可为后续通信系统建模、算法实现、数据分析及图形显示等方面提供技术支持。通过上述实验与课程设计内容的整合,既体现了实践课程的灵活性,也为学生创新实践提供了可能,使学生初步掌握现代数字通信系统的设计方法。

实验举例

以增量调制系统实现为例,说明Systemview系统仿真[3]、实验箱和Matlab设计等多种方式的结合。增量调制系统Systemview实验利用Systemview软件实现增量调制系统,结果波形图可见,输入信号与编码输出序列符合该调制系统的特性,波形清晰、正确。有利于学生采用现代计算机辅助设计工具取代传统硬件实验箱实现通信系统信号的`模拟。同时,该软件信号调节参数方便,既让学生了解了计算机辅助分析和设计的方法和优势,又能借助于软件丰富的功能给善于思考的学生以更多发挥的空间。

增量调制系统实验箱实验采用实验箱实现增量调制系统观察波形。实验中,学生了解了增量调制系统编/译码硬件电路组成,各部分主要功能,理解增量调制输入模拟信号与编码输出数字序列之间一一对应的调制关系。信号测试简单,方便观察实现现象,但系统稳定性和精确度一般。增量调制系统Matlab设计实验图4采用Matlab对增量调制系统进行设计[4],通过查阅文献资料结合数学分析,学生深入分析不同量化噪声的产生机理。经新算法实现后,实验结果对PCM系统一般量化噪声无明显改善。而△M系统量化宽度固定时,易产生过载量化,采用自适应间隔量化算法则减小了信号误差,克服了固定量化台阶的自身不足。Matlab计算能力强大,设计算法较为灵活,可满足训练学生开展拓展性系统设计要求。

改革效果

至今,通信工程专业学生参加教师科研项目和毕业设计后获奖10项以上,申报获批江苏省大学生创新计划8项,发表论文4篇,申请发明专利和实用新型专利6项,参加全国大学生电子设计竞赛共计6人次获得全国二等奖,30多人获得江苏省赛区一等奖、二等奖,学生就业率均在95%以上,受到了用人单位的广泛好评。

结语

10.现代通信原理课程设计 篇十

课程设计(论文)任务书

信息工程

学

院

通信工程 专

业

11-1、2、3、4

班一、一、课程设计(论文)题目 基于Simulink的数字通信系统的仿真设计

二、课程设计(论文)工作自 2014 年 6 月 16 日起至 2014 年 6 月 27 日止。

三、课程设计(论文)地点: 图书馆、寝室、通信实验室（4-410）。

四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的

（1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理；

（2）培养学生采用Simulink仿真软件对各种电路进行仿真的方法；（3）培养学生对二进制数字调制及解调电路的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。2．课程设计的任务及要求 1）基本要求：

（1）学习Simulink仿真软件的使用；

（2）对数字通信系统调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出数字通信系统调制及解调电路的设计方案，选用合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。

a.2ASK调制及解调 b.2FSK调制及解调 c.2PSK调制及解调 d.2DPSK调制及解调

e.MASK，MFSK，MPSK，MSK，QAM（至少选做一种）

2）创新要求：

3）课程设计论文编写要求

（1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文

（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩标准：

（1）完成原理分析（20分）（2）系统方案选择（30分）（3）仿真结果分析（30分）（4）论文写作

（20分）5）参考文献：

（1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》 人民邮电出版社第1版.2010.11.1

华东交通大学课设论文

（2）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》 北京航空航天大学出版社

6）课程设计进度安排

内容

天数

华东交通大学课设论文

地点

构思及收集资料 2

图书馆 仿真 5

实验室 撰写论文 3

实验室

学生签名：

2014年6月16日

课程设计(论文)评审意见

（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统方案选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作

（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）

评阅人：

职称：

副教授

2014 年 6 月27 日

华东交通大学课设论文

目录

1.引言.............................................................................................................................2 1.1设计背景。.......................................................................................................2 1.2数字通信系统设计步骤。...............................................................................3 1.3课设内容：.......................................................................................................3 2.MATLAB和SIMULINK简介。.............................................................................4 3.通信与基带传输系统概念。.....................................................................................6 3.1 通信的概念......................................................................................................6 3.2数字基带传输系统...........................................................................................7 4.2ASK的调制、解调系统设计原理及仿真。......................................................8 4.1 2ASK调制。.................................................................................................8 4.2

2ASK的解调：.........................................................................................9 4.3 2ASK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。.............................9 5.2FSK的调制、解调系统设计原理及仿真。....................................................10 5.1 2FSK的调制。...........................................................................................10 5.2 2FSK的解调。...........................................................................................12 5.3 2FSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。...........................12 6.2PSK的调制、解调系统设计原理及仿真。....................................................13 6.1 2PSK的调制。..............................................................................................13 6.2 2PSK的解调。..............................................................................................14 6.3 2PSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。...........................15 7.2DPSK的调制、解调系统设计原理及仿真。.................................................16 7.1 2DPSK的调制。........................................................................................16 7.2 2DPSK的解调。........................................................................................17 7.3 2DPSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。........................17 8.MSK的调制、解调系统设计原理及仿真。........................................................19 8.1 MSK的调制。............................................................................................19 8.2 MSK的解调...................................................................................................20 8.3 MSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。...............................21 9.结论。.....................................................................................................................21 参考文献......................................................................................................................22

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基于simulink的数字通信系统的设计

摘要：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。

在此次的课设中我们利用simulink完成了2ASK调制及解调、2FSK调制及解、调2PSK调制及解调还有2DPSK调制及解调，在MASK，MFSK，MPSK，MSK，QAM中选择了MSK进行了调制解调的设计。

在报告中描述了此次课设中各种调制方式调制解调的原理，并给出调制、解调的原理框图。根据各种调制方式的原理,结合调制、解调的原理框图。利用simulink设计出了相应的调制、解调系统，同时还进行了仿真，结合原理不断观察仿真结果，不断的调整相应的参数得到了相对最理想的结果，并对相应的调制解调系统的结果进行分析。

最后对本次的课设进行了总结，此次的课设学会了simulink的使用，加深了对通信原理的理解，成功实现各调制方式的调制、解调。

关键字：数字调制 simulink 仿真与调试

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1.引言

1.1设计背景。

随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已经成为分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。计算机仿真是衡量系统性能的工具,它通过构建模型运行结果来分析实物系统的性能从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。通过仿真,可以降低新系统失败的可能性,消除系统中潜在的瓶颈,优化系统的整体性能。因此,仿真是通信系统研究和工程建设中不可缺少的环节。仿真也称模拟,在本质上,系统的计算机仿真就是根据实际的物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计算机数值求解。根据实际的目标问题提出相应的数学描述,通常可以表达为一系列数学方程以及一系列边界条件。把系统的数学描述称为系统的仿真模型。用计算机语言重新表达的数学模型称为系统的计算机仿真模型。对用户而言,使用仿真软件的平台不同,所建立的计算机仿真模型形式也不同,可以是字符形式的一系列程序代码,也可以是图形化的一些列一组信号流程图、系统方框图或者状态转移图。

SIMULINK是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。SIMULINK具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点SIMULINK已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于SIMULINK。从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的，本文对通信系统中的一些重要环节，如数字信号的调制解调有着深入的研究学习。本文在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，对通信系统中的典型信号进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示。通过系统的仿真与分析可以看出SIMULINK在系统建模和仿真中的巨大优势，是学习、研究和设计通信系统强有力的工具。

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1.2数字通信系统设计步骤。

利用SIMULINK进行数字通信系统设计、仿真的基本步骤如下：（1）建立数学模型：根据通信系统的基本原理，将整个系统简化到有源系统，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分之间的关系，画出系统流程框图模型。

（2）仿真系统：根据建立的模型从SIMULINK通信模型库的各个子库中将所需要的单元功能模块拷贝到Untitled窗口，按系统流程框图模型连接，组建要仿真的通信系统模型。

（3）设置、调整参数：参数设置包括运行系统参数设置（如系统运行时间。采样速率等）和功能模块运行参数设置（如正弦信号的频率、幅度、初相；低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等）。

（4）设置观察窗口，分析仿真数据和波形：在系统模型的关键点处设置观测输出模块，用于观测仿真系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。

（5）生成新的模块：对于库中没有的功能模块，可以根据以掌握的技术生成所需新的子模块，以便随时调用。

1.3课设内容：

此次课设的主要内容如下：

（1）：学习了simulink的使用方法。

（2）：学习了各种调制方式的调制解调原理，及其设计方法。

（3）：根据各种调制方式的原理，利用simulink设计出了相应的调制、解调系统，同时还进行了仿真，结合原理不断观察仿真结果，不断的调整相应的参数得到了最理想的结果。

（4）：以文档的形式描述了此次课设中各种调制方式调制解调的原理，给出相应的调制解调系统并对结果进行分析。

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2.MATLAB和SIMULINK简介。

美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7。X版本。Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，Matlab和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。系统还可以使多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中，它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行系统的仿真，快速的得到仿真结果。它的主要特点在于：

1、建模方便、快捷；

2、易于进行模型分析；

3、优越的仿真性能。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相

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比，具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink模块库（或函数库）包含有Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、Nonlinear（非线性环节）、Connection（连接与接口）和Extra（其他环节）等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块（或库函数），而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用。采用Scope模块和其他的显示模块，可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果，若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果，这适用于因果关系的问题研究。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。模型分析工具包括线性化和整理工具，MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。

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。Simulink支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持多种采样速率的多速率系统;Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比，更直观、方便和灵活。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(Communication toolbox，也叫Commlib，通信工具箱)是Matlab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（Graphical User Interface）能为仿真系统生成一个人机交互界面，便于仿真系统的操作。因此，Matlab在通信系统仿真中得到了广泛应用，本文也选用该工具对数字调制系统进行仿真。

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3.通信与基带传输系统概念。

3.1 通信的概念

通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号（Signal）是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。通信系统一般模型如下所示：

信息源发送设备信道接收设备受信者

图3-1：通信系统一般模型

相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如下图3-2所示：

信息源调制器信道解调器受信者

图3-2：通信系统一般模型

同时数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如图3-3所示的数字通信系统：

信信源源信道数字制器数信信字受道源信息编编调 解译译信码器码器道调器码器码器者图3-3：数字通信系统

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通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息(Information)。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。

通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。

3.2数字基带传输系统

在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。

3-4数字调制系统的基本结构

数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。基本的数字调制方式有：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)、正交振幅键控(QAM)、多相相移键控信号(QPSK)、最小移频键控(MSK)。

本次课设内容主要以二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移动键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)、二进制相对相移键控（2DPSK）、最小移频键控(MSK)为主。

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4.2ASK的调制、解调系统设计原理及仿真。

4.1 2ASK调制。

(1)调制原理（模拟相乘法）：

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。幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。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：

其中：

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）根据模拟相乘法调制原理框图如下：

4-1振幅调制模拟相乘法调制原理图

（3）二进制振幅键控调制波形如下：

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根据载波信号幅度的取值的对调制信号进行调制。波形如下：

4-2二进制振幅键控调制波形

4.2

2ASK的解调：

（1）解调原理（相干解调）：

2ASK信号的解调有两种方法即相干解调和包络解调。此次课设中采用相干解调，相干解调也称为同步解调，利用乘法器，输入一路与载频相干即同频同相的参考信号与载频相乘。具体过程如下：

比如原始信号A与载频

调制后得到信号，解调时，得到滤除，引入相干（同频同相）的参数信号，用低通滤波器将高频信号即得原始信号A。（2）解调原理框图：

4.3 2ASK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。

（1）

2ASK调制与解调系统的仿真电路图：

利用simulink得到2ASK调制与解调系统的仿真电路图：

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（2）仿真结果。

根据调制解调仿真电路，经过调整得到如下结果：

（3）结果分析：

对照调制解调电路各点，根据仿真结果可以看出，整个电路得到了很准确的调制信号，并且很好地将其解调出来，解调信号和原始信号对比发现，没有任何的失真和延时。

5.2FSK的调制、解调系统设计原理及仿真。

5.1 2FSK的调制。

（1）调制原理：

采用了模拟调频法。2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态

华东交通大学课设论文 的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为载频为时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以以和

时代表传0，和

为载频,为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。2FSK信号的一般时域数学表达式为:

其中，且是的反码，关系式如下：

（2）调制原理框图：

采用模拟相乘法有如下的调制原理图：

2fsk调制波形如下：(3)解调信号时域波形：

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5.2 2FSK的解调。

(1)解调原理（相干解调）：

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。其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调,通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。(2)解调原理框图:

5.3 2FSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。

(1)simulink绘制的2FSK调制与解系统的仿真电路图如下：

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(2)仿真结果如下：

(3)仿真结果分析：

结果表明能非常准确的对信号进行调制，得到了较好的2FSK波形，并且在时间上非常同步。对于解调信号，其解调结果与原波形相比有一半的失真，还不是很理想。

6.2PSK的调制、解调系统设计原理及仿真。

6.1 2PSK的调制。

（1）2PSK调制的原理：

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)*an

在2PSK调制中，an应选择双极性，即：

0,an1,0,bn1,发送的概率为P发送的概率为1-P发送的概率为P发送的概率为1-P

若g(t)是脉宽为Ts，高度为1的矩形脉冲时，则有:

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coswct,e2pskcoswct,发送的概率为P发送的概率为1-P

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，则有发送 1 符号

φn= 0°，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。（2）2PSK调制框图（采用模拟相乘法）：

（3）2PSK调制的波形：

6.2 2PSK的解调。

（1）解调原理(相干解调法)：

由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。此次课设中2PSK信号的解调方法采用的是相干解调法。经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0。

（2）解调原理框图：

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6.3 2PSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。

(1):simulink软件仿真图如下:

（2）仿真结果如下：

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（3）结果分析：

结果表明能非常准确的对信号进行调制，得到了较好的2PSK波形，并且在时间上非常同步。对于解调信号，因为我所使用的simulink没有抽样判决器，采用代替器件中有判决键的使用导致解调结果有延时。

7.2DPSK的调制、解调系统设计原理及仿真。

7.1 2DPSK的调制。

（1）调制原理(模拟调相法)：

二进制移相键控（2PSK）方式是指受键控的载波相位按基带脉冲而改变的一种数字调制方式。众所周知2PSK调制是将传输的数字码元“1”用初始相位为180°的正弦波表示，而数字码元“0”用初始相位为0°的正弦波表示。若设at是传输数字码元的绝对码，则2PSK已调信号在任一个码元时间T内的表达式为: s(t)Asin[wcta(t)]a(t)0或者1

为此实际中一般采用一种所谓的差分移相键控（2DPSK）方式。2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与

之间的关系为：

若将传输数字码元的绝对码at先进行差分编码得相对码bt，其差分编译码如下：

差分编码为 btatbtT（2）差分译码为 atbtbtT（3）再将相对码bt进行2PSK调制，则所得到的即是2DPSK已调信号，其在任一码元时间T内的表达式为

stAsinctbt,bt1或0（4）（2）调制原理框图（采用模拟调相法）：

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（3）其调制波形：

7.2 2DPSK的解调。

（1）解调原理（差分相干解调方式）：

实际中接收到的2DPSK 信号在经过带通滤波后，由于码元跳变处的高频分量被过滤掉，滤波后的2DPSK信号波形分为稳定区和过渡区，码元中间部分是稳定区，前、后部分为过渡区。稳定区内的信号基本无损失，波形近似为正弦波，而过渡区内的波形则不是正弦波，并且幅度明显降低。调制信息基本上只存在于码元稳定区。

直接比较前、后码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息。由于解调的同时完成了码反变换作用，故解调器中不需要码反变换器，只需将调制信号延迟一个码元间隔Ts。由于差分相干解调方式不需要专门的相干载波，因此是一种非相干解调方法。（2）解调原理框图：

7.3 2DPSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。

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(1)DPSK调制与解调系统的仿真电路图

(2)仿真结果:

(3)结果分析：

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结果表明能非常准确的对信号进行调制，得到了较好的2DPSK波形，并且在时间上非常同步。对于解调信号，能很好的恢复出调制信号，世间上非常同步，只不过有些许误差。

从信差分编码移相2DPSK在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其抗噪性能和信道频带利用率均优于移幅键控(ASK)和移频键控(FSK)，因而在实际的数据传输系统中得到广泛的应用。

8.MSK的调制、解调系统设计原理及仿真。

8.1 MSK的调制。

（1）调制原理：

MSK叫最小频移键控，它是频移键控（FSK）的一种改进型。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即0.5）获得正交信号，它能比PSK传送更高的比特速率。

二进制MSK信号的表达式可写为：

sMSK(t)cos(wctpiak*tk)其中(k1)TstkTs 2*Ts

式中，φk称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Tk为第k个输入码元，s为码元宽度；a取值为±1；φk为第k个码元的相位常数，在时间kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不变，其作用是保证在t=kTs时刻信号相位连续。由

wc+p2TSa=+1dfk(t)pa=wc+k=dt2Tswc-p2TSa

1可知 4Ts1当ak＝－1时，信号的频率为：f1＝fc－

4Ts11由此可得频率之差为：f＝f2－f1＝H=f Ts=x=0.5

2Ts2Ts当ak＝＋1时，信号的频率为：f2＝fc＋（2）调制系统：

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(3)MSK调制信号：

＋－－＋＋＋－－ 8.2 MSK的解调

（1）解调原理：

采用相干解调，其解调原理是将MSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调，然后进行判决，这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样 值的大小，可以不专门设置门限。（2）：解调原理框图：

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8.3 MSK调制与解调系统的仿真电路图及其仿真结果。

（1）MSK调制与解调系统的仿真电路图。

（2）仿真结果:

9.结论。

通过这段时间的努力，基本成功设计出了2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK及解有MSK调制解调系统，并且除部分失真和延时外，调制解调信号都和调制解调原理相符。

通过本次课程设计，我收获颇多,对二进制数字调制和解调系统有了更深入的了解，对2ASK调制及解调、2FSK调制及解、调2PSK调制及解调还有2DPSK调制及解调还有MSK调制解调都有了更是深入的理解。把书本上的理论知识和实际动手联系起来让我懂得了在学习的过程中要带着问题去学习，这样才能提高学习的效率。我们必须要联系实际去解决问题，因为我们的知识水平有限，在学习与实践的过程中难免会出现一些问题。这次课程设计使我把以往所学的很多基础知识都联系了起来，在这期间我深刻的体会到了以前所学的每一样知识都是有用的。只有把基础知识一样样地学扎实了才能在现代技术的基础上不断拓展，不

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断创新。才能在专业领域上赢得自己的一席之地。也学会了对matlab和Simulink的基础使用方法，能成功对数字调制系统的进行仿真设计。

当然在做课程设计的过程中总会出现各种问题，通过不断对各种通信系统的调整改进、改变某些参数比较系统性能的变化，最后基本可以设计出正确的调制解调电路，可以得到较理想的调制解调结果。

无形间提高了我们的动手、动脑能力，并且同学相互探讨问题，研究解决方案，增进大家的团队意识。同时我也充分认识到了理论与实践相结合的重要性，平时我们只是一味地学习理论知识，很少有自己动手设计的时候，但这次课程设计为我们提供了一个好的机会，不仅锻炼了我的动手能力，还使我对通信系统有了感性的认识。

参考文献