开题报告-基于matlab的常用数字信号调制与解调.pdf

一、选题的依据及意义：（一）选题依据在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。可以预见未来通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。[1]在现代通信系统中，核心技术之一就是调制解调技术，而且是实现高速高效的通信系统的保证。由于各类调制方式都有其优点和局限性，但它们始终都是围绕通信的三项重要指标—有效性、可靠性和安全性进行不断的优化和改进的，在现代通信系统中起着至关重要的作用。调制的重要性体现在：将基带信号变换成适合在信道中传输的调制信号，并改善系统抗噪声性能，从而改善传输质量。而解调的重要性体现在：如何从带有噪声干扰和畸变的信道输出信号中，恢复还原原来基带信号。通过选题强化自己对于工具软件matlab的熟练使用，对于数字调制技术中ASK，FSK，PSK信号的调制与解调的过程进行深入的了解和学习，进行基于Matlab的常用数字信号研究与仿真，完成毕业设计。（二）选题意义信息传输是人类社会活动的重要内容，无论是古代还是现代，人们始终坚持寻求快速、远距离、安全高效率的通信手段。1864年英国物理学家麦克斯韦（J.ClerkMaxwell）提出了“电磁场的动力理论”，为后来无线电的发明与发展奠定了坚实的理论基础。从此以后，许多科学家都在努力研究如何利用电磁波传输信息的问题，这就是无线电通信。尤其是意大利科学家马克尼（GugliemoMarconi）在1901年首次实现了横跨大西洋的无线电通信，从此无线电通信进入了使用阶段。伴随着人类的文明、社会的进步和科学技术的发展，无线电通信也是以一日千里的速度飞速发展。近30年来，随着电子技术的迅速发展，无线通讯也取得了突破性的发展。通信系统也从模拟通信过渡到数字通信，有效地增强了系统的抗干扰性能和通信的安全性能，降低了系统功耗，延长了工作寿命。[2]在数字通信系统中调制与解调是系统的关键部分，通过调制，不仅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适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且可以更加有效的利用频带，提高系统传输的有效性和可靠性，因此调制方式往往决定一个通信系统的性能。因为在发射端有调制的过程，所以在接收端就有相对应的解调过程。随着现代通信系统的飞速发展，计算机仿真已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。通过仿真，可以降低新系统失败的可能性，1消除系统中潜在的瓶颈，防止对系统中某些功能部件造成过盈的负载，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[3]。MATLAB最初是mathworks公司推出的一种数学应用软件，经过多年的发展，开发了包括了通信系统在内的多个工具箱，从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。通过对数学信号以二进制的振幅键控调制（ASK）、频移键控（FSK）调制和相移键控调制（PSK）与其对应的解调的仿真研究，加深对数字信号处理的理解以及对仿真软件的熟练使用，为以后的工作打好基础，做好准备。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：20世纪50年代后期，随着计算机技术、微电子技术、传感技术、激光技术、卫星通信和移动通信技术、航空航天技术等新技术的发展和应用，尤其近代以计算机为主体的互联网技术的兴起和发展，它们相互结合、相互促进，将人类社会推入到高度信息化时代[4]的目的是传输含有信息的消息。消息有多种形式，话音、文字、数据、符号、图像等等都是消息[1]原始的数据信号有两种基本形式，一种是模拟的，另一种是数字的。模拟数据信号是在某一数值范围内可以连续取值的信号。数字数据信号是只取有限个离散值的数字序列。由于数字数据更便于存储、处理和传输，而模拟数据经过取样、量化和编码，可以转换成数字数据。因此，模拟数据的传输只有在特定条件下才被使用，而数字数据的应用越来越多。信号的调制方式也由模拟方式持续广泛地向数字方式转换。数字调制的基本方式为3类:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。ASK就是利用载波的振幅变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。是20世纪初最早运用于无线电报中的数字调制方式之一。但是，ASK传输技术受噪声影响很大，噪声电压和信号一起改变了振幅，在这种情况下，“0”可能变为“1”，“1”可能变为“0”。同时ASK调制技术比较低效，在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。不过，2ASK常常作为研究其他数字调制的基础。FSK是利