题目 基于MATLAB的数字频带通信系统仿真

摘要

本论文研究了数字频带传输的性能。围绕基本结构发送滤波器、调制器、信道、解调器、接收滤波器等部分进行仿真。在分析数字频带传输基本原理的基础上，从两方面理论分析其传输系统的基本性能。

第一个方面使用MATLAB中M语言完成QPSK的仿真，得出在加性高斯白噪声的信道下，传输比特错误率，得出关系曲线，并将比特错误率与理论值相比较，分析其传输性能。

第二个方面是通过仿真得到QPSK和OQPSK信号经过带通后的波形。对比两个信号的功率谱密度图，理论分析其传输性能。

关键词 仿真 MATLAB QPSK OQPSK

I

Title Based on the MATLAB Simulation of the Digital Band

Communication System

Abstract

This paper studies the performance of the digital band transmission. Focus on the basic structure of the transmit filter, the modulator, channel, demodulator, receiver filters and other parts of the simulation. On the basic principle of the digital band Communication to analysis performance of the transmission system.

The first aspect of the use of MATLAB M language to complete QPSK simulation, Obtained in the additive white Gaussian noise channel, the transmission bit error rate, to draw the curve. Compared to the bit error rate with the theoretical value, analyze the transmission performance.

The second aspect is the simulation waveform of QPSK and OQPSK signals after the band-pass. Contrast the two signals the power spectral density figure, the theoretical analysis the transmission properties. Power spectral density map comparison of the two signals, the theory to analyze the transmission performance.

Keywords Simulation MATLAB QPSK OQPSK

II

目录

1.前言 ................................................................ 1 1.1 数字频带传输系统的简介 ........................................... 1 1.2 本论文的选题意义 ................................................. 2 2.MATLAB简介 .......................................................... 4 2.1 MATLAB的主要功能 ................................................ 4 2.2 MATLAB的优势 .................................................... 4 2.3 MATLAB工具箱 .................................................... 6 2.4 MATLAB语言 ...................................................... 7 3.通信系统 ............................................................ 8 4.数字信号的基带传输 ................................................. 11 4.1数字基带传输系统 ................................................ 11 4.2加性高斯白噪声AWGN .............................................. 12 4.3升余弦滚降系统 .................................................. 12 5.数字信号的频带传输 ................................................. 15 5.1数字频带传输系统 ................................................ 15 5.2 四相移相键控（QPSK） ............................................ 16 5.2.1 QPSK信号的产生 ............................................. 16 5.2.2 QPSK信号的平均功率谱密度 ................................... 18 5.2.3 QPSK信号的接收及其平均误比特率 ............................. 19 5.2.4 程序仿真 .................................................... 22 5.3 偏移四相移相键控（OQPSK） ....................................... 23 5.3.1 OQPSK调制 .................................................. 24 5.3.2 OQPSK信号的最佳接收及误比特率 .............................. 26 5.3.3 程序仿真 .................................................... 27 6.结论 ............................................................... 28 致谢 ................................................................. 29 参考文献 ............................................................. 30 附录 ................................................................. 31

III

北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）

1.前言

在现代信息化的社会里，通信是很重要的，尤其是移动通信，它在现代化进程中起到的巨大作用是不容质疑的。移动通信可以说从M·G·马可尼（1987）所完成的无线通信实验之日就产生了，当时的试验是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为18海里。移动通信的发展走过了一段很漫长的路程。通信信号处理方式也从模拟向数字通信转变。同时通信系统已经由单一的硬件系统转向与软件的结合。随着通信技术的发展，信号处理方面硬件设计与专业软件设计结合日趋紧密。比较优秀而且得到广大技术人员认可的有MTALAB。MATLAB是Matrix Labotratory(矩阵实验室)的缩写，最初由美国Cleve Moler博士在20世纪70年代末讲授矩阵理论和数据分析等课程编写的软件包Linkpack与Eispack组成，旨在使应用人员免去大量重复的矩阵运算和基本数字运算等繁琐的编程工作。MATLAB作为一种仿真平台，提供了强大的工程，设计者可以自己设计函数，同时也可以调用Toolbox里的函数调用。

MATLAB等优秀软件使仿真技术得到很好的应用。通过对通信过程的仿真，我们就可以在低成本的条件下检测某一个方案是否能够实现，是否有更好的方案可以代替原来的方案，这样对通信的研究就站在了一个更高的起点，使通信技术的发展日新月异，近十年来手机的普及率的迅速提高就从侧面反映移动通信技术的发展。

移动通信中，数字调制解调技术是关键技术，其中数字调制信号具有数字通信的诸多优点，在数字移动通信中，广泛使用它来传送各种控制信息。

1.1 数字频带传输系统的简介

人类的社会活动和发展是与信息及其传递——通信密切相关的。当今世界已进入信息时代。通信已深入到社会各个领域，对人类的生活和社会的发展更加具有特殊重要的意义，对于远程通信来说，数字频带传输技术的发展尤为重要。

随着数字技术的飞速发展与数字器件的广泛使用数字信号处理在通信系统中的应用已经越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统。频带传输系统也叫数字调制系统，数字频带传输系统是一种利用调制器对传输信号进行频率交换的传输方式，该系统对基带信号进行调制，使其频谱搬移到适合在信道(一般为带通信道)上传输的频带上。信号调制的目的是为了更好的适应信号传输通道的频率特性，传输信号经过调制处理也能克服基带传输同频带过宽的缺点，提高线路的利用率，一举两得。研究数字频带通信系统是研究数字通信的基础，现

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