LoRa调制总结五篇

第一篇：LoRa调制总结

目录

1.Chirp信号.........................................................................................................................2 2.LoRa调制.........................................................................................................................3 3 LoRa调制的具体方案.......................................................................................................5

3.1 数据速率.........................................................................................................6 3.2调制.................................................................................................................6 3.3扩频调制的数学表示.........................................................................................8

LoRa调制是基于这个调制方案，但是具体的实现我还是有些谜。.....................................9 1.Chirp信号

LoRa调制使用基于线性调频扩频调制（chirp Spread Spectrum,CSS）方案的调制。chirp信号是sine信号，其频率随着时间线性增加(upchirp)或随着时间线性减小(downchirp)。即chirp=cos(x(t));x(t)为时间t的二次函数。如下式所示

s(t)= a(t)cos [(t)] a(t)是s(t)的包络，在（0,T）范围之外的取值为零。这样，信号扫过的带宽B=|u|*T s(t)=a(t)cos(2**fc*t+ *u*t^2+∅)这样，定义信号扫过的带宽BW=|u|*T

Chirp（upchirp）信号如下所示：

Chirp信号的频谱

Chirp信号的频率随时间的变化关系图。

最基础的基于 chirp信号扩频调制是upchirp代表1，downchirp代表0.2.LoRa调制

LoRa调制信号的频率随时间变化的关系（以upchirp信号为例）

LoRa调制中的每一个符号都可以表示为sine信号，频率在时间周期内变化如上图所示，fc为中心信号扫过频率范围的中心频率，频带范围为[fc-BW/2,fc+BW/2]，LoRa符号持续时间为Ts，从频率范围内的某一个初始频率开始上升，到最高频率fc+BW/2，然后回落到最低频率fc-BW/2,继续开始上升，知道符号的持续时间Ts,所以在一个Ts时间内，LoRa符号的频率一定会扫过整个频带范围。符号频率的初始值可能为2^SF,SF为传播因子。（论文上有这样提到，但是我感觉有点不像呀，因为SF的最大值也不过12，BW的常用带宽是125kHz，250kHz，500kHz好像比较少用，但是一定有，信息映射会提到）。传播因子SF定义了每一个LoRa符号里面携带比特的数量。

因为使用了前向纠错码，所以信息比特速率会稍微降低一些，加上以上给出的信息，我们可以得到信息比特速率计算如下：

Rb=(SF/Ts)*CR，其中CR为编码率。

符号持续时间有SF和带宽BW共同确定：Ts=2^SF/BW, 所以 Rb=(SF*BW/2^SF)*CR, 由以上式子可以看出，SF越大，符号持续时间越长，空中传播时间越长，bite速率越小。

因此，参数:带宽 BW，传播因子SF,和编码率CR，决定了LoRa点对点链路的bite速率。大的传播因子意味着更低的bite速率，但是同时获得了更高的敏感度(是否可以理解成持续时间长了，然后能量就大了，而接收端匹配滤波，使得能量聚集）。

LoRa调制有着一个显著的优势就是这种调制方式和编码方案使得LoRa设备可以正确的接收在同一个信道两路相互交叠传输的信号，只要他们的SF不一样。

同时，就算是两路完全一样的信号，有着相同的SF，也能够接收信号强度更大的信号。（这是供应商声称，实际上怎么样，我也不确定。）

BW，SF参数的选择以及对应的码率，bite rate 如下表所示（在频段863—880MHz）： LoRa调制的具体方案

Chirp扩频调制基本上有两种方式：：二进制正交键控（BOK：Binary Orthogonal Keying）、和直接调制（DM：Direct Modulation）。BOK是利用不同的Chirp脉冲来表示不同的数据，如用从低到高的线性频率变化（up-chirp）表示1，从高到低的线性频率变化（down-chirp）表示0。由于Chirp扩频的处理增益由信号的时间带宽积（TB）所决定，为了得到良好的增益，TB应远大于1，从而导致通信速度不可能太高。DM是在其他方式调制（如DPSK、DQPSK等）后的信号上乘以一个Chirp信号，以达到扩频的目的。在这种情况下，Chirp信号类似于DSSS的PN序列，这种调制方式结构简单，易于实现，而且整个系统可以只用一种Chirp信号，接收处理也方便。802.15.4a定义的Chirp扩频就是采用了DM的方式。

（具体的方案细节，还没有找到，我也有很大疑问）

在ieee 802.15.4a中的6.5.1 2450MHz PHY chirpspread spectrum(CSS)给出了这种调制方案，也明确表示过，LoRaWAN也是采用基于CSS的专用物理层，但是具体是如何改善应用的具体细节我没有找到。所以以下讲述以ieee 802.15.4a的的调制方式为蓝本 3.1数据速率

CSS(2450MHz)PHY数据速率为1Mb/s,另外一种可选的速率是250kb/s.结合使用了CSS和差分正交相移键控，分别有8进制和64进制正交化码，分别对应着上面两种数据速率。

3.2调制

与一般的处理流程一样，首先将输入的二进制流分成I和Q两个比特流，基本是按照逐位交错分配：第一个比特输入到I流，则第二个比特输入到Q流。如若输入二进制流为：010110，则I流为：001，Q流为110。

然后就是符号映射：在串并变换（S/P）处理，是将输入的I、Q两个子流中的二进制数据以3个比特为单位（以数据速率1Mb/s为例）分别转化为符号流（也即3bit的数据对应一个symbol）。

但这样生成的符号流并不直接用于传输，而是进行一次数据符号（data symbol）到双正交码字（bi-orthogonal codeword）的变换。采用双正交码字可以减少互相干扰和多径效应的影响，在802.15.4a中为数据速率1Mb/s的传输定义了以下的符号转化表。

在上面的例子中，做符号变换后，I流为：1-1 1-1；Q流为：-1-1 1 1。

接下来的就是交织处理。（但是在LoRa里面，我暂时还没有看到交织这个流程，不知道会不会为了终端模块的简单，省略这个步骤，但这确实是防止块衰落的好方法。）

然后，进行P/S变换，将生成的I、Q流结合在一起，生成作为QPSK编码输入的码片序列（chip sequence）。上例中的I、Q流结合生成IQ信号，为：1-j，-1 – j，1+ j，-1 + j。

接下来还有一个差分编码。

接下来就是与subshirp信号相乘即扩频调制，便得到了DCSK调制信号。整个调制流程完成。

这里，需要对subshirp说明一下.框图中的CSK发生器需要周期性的产生以下定义的4种subchirp 序列（chirpsymbols）中的其中一种；四种chirpsymbols如下图所示：

独立的chirpsignal，这里称为subchirp，四个subchirp 级联成一个chirpsymbol。

Subchirp之间，频率不是连续的，有一定的频率偏置，但是不影响chirp信号的频谱，因为在这些点，subchirp信号的幅度为0.3.3扩频调制的数学表示

用数学表示扩频调制如下: 设chirp信号为： CP（n,k,m）

=exp[j(2*pi*f(k,m)

+

u/2 *ξ(k,m)*(t-T(n,k,m))(t-T(n,k,m))] 其中: n=0，1，2……为chirpsymbol流中的第n个chirpsymbol编号。m=1，2，3，4，对应上述四种chirpsymbol中的第m种定义。k=0，1，2，3，为第m个chirpsymbol中的第k个subchirp。f(k,m)：为第m种chirpsymbol中的第k个subchirp的中心频率。T(n,k,m):为chirpsymbol流中的第n个符号，属于第m种的第k个subchirp的中心频率点的时间。所以有

T(n,k,m)=（k+1/2）*Tsub +n*Tchirp Tsub为一个subchirp持续时间，Tchirp为一个chirpsymbol持续时间。

ξ(k,m)：指示该个subchirp周期内的频率变化的方向，取值为{+1，-1} u是常数，在802.15.4a中，u=2*pi*7.3158*10^12 rad/s^2；其实就是频率斜率的绝对值。

T：时间 取值范围为[T(n,k,m)-1/2*Tsub,T(n,k,m)+1/2*Tsub ] 在直接调制中，就是用前面生成的相位符号与预先定义好的chirp信号相乘，即： S~m（t,n,k）=(exp（j*φ(n,k)）)*CP(n,k,m)其中：

φ(n,k)：为第n个chirpsymbol上的第k个subchirp上的信号。S~m（t,n,k）:采用第m种chirpsymbol定义时，在第n个chirpsymbol的第k个subchirp上的调制信号。

LoRa调制是基于这个调制方案，但是具体的实现我还是有些谜。

第二篇：实验一 FSK调制实验

通信原理实验报告

实验名称：

姓 名：

学 号： 班 级： 时 间：

FSK调制实验

南京理工大学紫金学院电光系 实验一 FSK调制实验

1、实验目的

2、了解FSK调制的基本工作原理；

3、掌握FSK正交调制的基本工作原理与实现过程；

4、预备知识

5、数字信号的传输工作方式与基本工作过程；

6、FSK的基本工作原理；

7、正交调制与基带信号的表示方式；

8、软件无线电的基本概念；

9、实验仪器

10、工程“通信信道平台”实验箱

11、波器

通信网络一台； 20MHz示一台；

12、实验原理

在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）。通常，FSK信号的表达式为：

SFSK2Ebcos(2fc2f)tTb2Ebcos(2fc2f)tTb0tTb

（二进制１）

SFSK0tTb

（二进制０）

其中2πΔf代表信号载波的恒定偏移。

产生FSK信号最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号。不连续的FSK信号表达式为：

SFSK2Ebcos(2fHt1)Tb2Ebcos(2fLt2)Tb0tTb（二进制１）

SFSK0tTb（二进制０）其实现如图3.1-1所示：

振荡器fＨ放大振荡器fＬ输出输入数据

图3.1-1 非连续相位FSK的调制框图

由于相位的不连续会造频谱扩展，这种FSK的调制方式在传统的通信设备中采用较多。随着数字处理技术的不发展，越来越多地采用连继相位FSK调制技术。

目前较常用产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。因此，FSK可表示如下：

SFSK(t)2Ebcos[2fCt(t)]Tb2Ebcos[2fCt2kfTbtm(n)dn]

应当注意，尽管调制波形m（t）在比特转换时不连续，但相位函数θ（t）是与m（t）的积分成比例的，因而是连续的，其相应波形如图3.1-2所示：

图3.1-2连续相位FSK的调制信号

由于FSK信号的复包络是调制信号m（t）的非线性函数，确定一个FSK信号的频谱通常是相当困难的，经常采用实时平均测量的方法。二进制FSK信号的功谱密度由离散频率分量fc、fc+nΔf、fc-nΔf组成，其中n为整数。相位连续的FSK信号的功率谱密度函数最终按照频率偏移的负四次幂衰落。如果相位不连续，功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落。

FSK的信号频谱如图3.1-3所示。

图3.1-3 FSK的信号频谱

FSK信号的传输带宽Br，由Carson公式给出：

Br=2Δf+2B 其中B为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主瓣范围，矩形脉冲信号的带宽B=R。因此，FSK的传输带宽变为：

Br=2（Δf+R）

如果采用升余弦脉冲滤波器，传输带宽减为：

Br=2Δf+（1+α）R 其中α为滤波器的滚降因子。

在通信信道平台中，FSK的调制方案如下： FSK信号：

s(t)cos(w0t2fit)

其中：

fi{因而有：

f1f2当输入码为1当输入码为0

s(t)cosw0tcos2fitsinw0tsin2fitcosw0tcos(t)sinw0tsin(t)其中：

t

(t)2fct2Km(t)dt

如果结进行量化处理，采样速率为fs，周期为Ts，有下式成立：

(n)(n1)2fcTs2Km(n)Ts(n1)2Ts[fsKm(n)] (n1)2fiTs按照上述原理，FSK正交调制器的实现为如图3.1-4结构：

cos()f1f2z-1sin()正交调制器输入码流W0

图3.1-4 FSK正交调制器结构图

如时发送0码，则相位累加器在前一码元结束时相位(n)基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2f1Ts，直到该码元结束；如时发送１码，则相位累加器在前一码元结束时的相位(n)基础上，在每个抽样到达时刻相位累加2f2Ts，直到该码元结束。

在通信信道FSK模式的基带信号中传号采用32KHz频率，空号采用16KHz频率，数据传输速率为8Kbps。

在FSK模式下，不采用FEC技术。制器提供的数据源有：

13、外加数据：通过信道接口模块提供数据；

14、全1码：可测试传号时的发送频率；

15、全0码：可测试空号时的发送频率；

16、01码：0101…交替码型，用作一般测试；

17、特殊码序列：周期为8的码序列，以便于常规示波器进行观察；

18、m序列：可用于对通道性能进行测试；

FSK调制器的结构如图3.1-5所示：

FPGATP402sin()外部数据全1码全0码01码特殊码序列m序列数据选择器32KHzD触发器相位累加16KHzcos()控制TP401发时钟D/AD/ATP801TP80320、将通信信道平台所有的短路器均于置于1-2状态（短路器置于左侧）。

低通滤波低通滤波TP802TP804

21、按1.12节中的方式将通信信道平台设置成“FSK模式”。

图3.1-5 FSK调制器结构示意图

19、实验步骤

22、检查DSP是否正常工作：测量TP413的波形，如果有脉冲波形，说明DSP已正常工作；如果没有脉冲波形，则DSP没有正常工作，需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。

23、在菜单中选择不同的输入码型：

24、外部数据

25、全1码

26、全0码27、0/1码

28、特殊码序列

29、m序列码

30、观察发送数据测量点TP402与TP803（或TP804）之间的关系：TP402是发送数据信号，TP803基带FSK波形，以TP402作为同步信号，可以看出TP402与TP803有明确的信号对应关系，在码元的切换点发送波形的相位连续；

31、观察TP803、TP804两测量点的波形，判断它们之间的关系。

32、观察TP803、TP804两测量点的李沙育x-y的波形：TP803与TP804为FSK的正交基带信号，其李沙育图形应为一个圆。在FSK正交调制方式中，必须采用FSK的同相支路与正交支路信号；不然如果只采用一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器，如图3.1-6所示：

幅度正交调制幅度中频频谱基带频谱频率一般调制幅度频率频率带通滤波器 图3.1-6 FSK的频谱调制过程

33、实验报告

34、FSK正交调制方式与传统的一般FSK调制方式有什么区别? 其有哪些特点 ? 答：一般FSK调制方式产生FSK信号的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的。而FSK正交调制方式产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是连续的。在FSK正交调制方式中，必须采用FSK的同相支路与正交支路信号，不然如果只采用一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号

35、画出各测量点工作波形。

36、为什么TP803、TP804的信号具有正交性。答：加了本地载波cos(w0t）的作用

4、心得体会

本次实验并不难，最主要的是掌握基础知识，除此之外，要熟悉实验箱上的各个功能分块，能够准确知道每个模块的各个作用和功能，对实验的内容，也要了解。这次的实验让我对2FSK的调制有了进一步的认识，同时提高了我的动手能力，达到了学以致用的效果！

第三篇：烟草调制学参观体会

烟草调制学实践报告

2014年5月21日我班在各位老师的带领下在XX地有序地进行了烟叶生产与晾制的参观工作。

晒烟是XX的主要经济作物，是农民收入的重要来源，是XX农村经济重要的产业支柱。XX早已经有了“中国雪茄之乡”的称号，在这一天的参观实践当中更是体会到了此美誉。

一路走来映入眼帘的大都是长势旺盛的绿油油的各种品种的烟叶。其中，以晾晒烟为主。通过进一步了解，我们知道了大泉坑种植的烟叶品种主要有拥有悠久历史的当地品种柳烟，泉烟；国外引进的K326；正在试验中的什烟1号，德雪1号等。我们看到了在一片遮阳网下长势较好的从古巴引进的烟草品种，奇怪的是，这一片范围的古巴烟株都没有打顶，当地的领导解释是由于其用途所致。这里的烟叶用作雪茄烟加衣、加芯，为了让用作加衣的烟叶拥有充分的韧性，由此采取不打顶的措施，充分消耗烟株养分，使烟叶变薄，其中烟叶素质较好的作加衣用，次之用于加芯。并且由于当地的气温较低，由此技术人员采取加湿升温等措施来调节环境的温度。XX的晾晒烟大多移栽得比较早，主要由于当地实行稻烟轮作的种植制度，烟叶收获以后就会种植水稻，这样既有效地控制了病虫害的发生，又充分地利用了土地。但是每年的3月就将烟苗移栽至大田，此时的环境温度较低，低温条件下，烟株不能正常的生长，当地就用地膜、秸秆覆盖的方式解决低温问题。

大泉坑的大部分烟叶长势较好，但是也存在着一些问题。在一些烟田中有部分染病的烟叶，经过询问得知是由于上一茬作物除草剂使用过多，农药残留影响了烟叶的正常生长，使得烟叶叶面畸形、易感病，往往这种烟叶的使用价值不高。可能由于当地气候原因，烟田中较多的K326长势均较弱，叶片狭窄，叶色不正，植株矮小。据了解，此种烟叶不用传统的烤烟调制方式，而是结合当地条件采用晾晒烟的调制方式。经过观察对比还发现，同为K326，但由于施氮量的不同烟田当中烟叶的长势有较大的区别，施氮量多的烟叶肥厚，施氮量少的烟叶长势较弱。当地的晾晒烟种植密度大约为2000株/亩，由于成都平原雨水较多，氮肥经雨水冲刷容易流失，烟株种植密大等原因，当地晾晒烟烟田平均每亩施氮量远大于烤烟，有些甚至达到了每亩20kg纯氮。

这一天我们已经看到了较多烟农正在烟田收获下部成熟的烟叶，并且在一些农户的院子中也将早已收获的烟叶进行了调制。能够看到，正在变黄期的晒红烟烟叶中，部分烟叶并没有变色，仍呈绿色状态，由于烟农对烟叶的成熟度缺乏系统的认识，并且采收工作繁重等原因，将此种还未达到成熟度的烟叶采收并和成熟的烟叶一起调制，因此出现了成熟烟叶夹杂未熟烟叶的情况。据了解，晒红烟成熟的标志主要有一下几点：一是烟叶表面绒毛基本脱落；二是叶尖向叶背面微卷呈钩状；三是叶面有类似于成熟斑较均匀的黄色斑点；四是茎叶夹角变大，叶基部产生黑色线状物。此四点缺一不可，否则就可能为假熟烟叶。若将未熟烟叶采收，并和成熟烟叶一起调制，那么就会在变色期看到“黄中间绿”的现象。在实际生产中这种现象很容易发生，所以在后期烟农还会将烟叶进行分拣，将假熟烟叶与成熟烟叶分开。目前，XX地区的晾晒烟基本是由烟农自行收获并且进行简单的晾晒，晾晒后再分级扎把并且置于适宜条件进行醇化。分级时主要以烟叶长度为参数，长的最优为一级，以此类推，除此之外还要看色泽是否均匀一致，叶面是否有空洞等。由于前几天下雨的原因，部分晾制的烟叶出现了微微发霉的现象，主要是当时看到的农户其调制设施较为简陋，四周为普通的泥墙，且没有屋顶，只是一块塑料布，在下雨的时候充当“房顶”的作用，若持续下雨的天气，对晾制的烟叶影响很大，可能会进一步霉变。在当地也看到了正在完善中的一种新型晾房，屋顶为透明瓦，阳光可充分透过，晾房较高，可以容纳较多烟叶，且利于通风排湿。

现在大多数的晾晒烟都是利用自然条件进行调制，很容易受天气的限制，从而影响烟叶调制后的品质。现在有研究者致力于晾晒烟调制设备的研究，研究发现将白肋烟进行烘焙处理，可以明显改善其香气质量，有效去除白肋烟中的部分氨类和挥发碱等不利于烟气质量的物质，减轻杂气和刺激性。只是技术还不成熟，并且还没有在其他晾晒烟中进行应用，也许可以将这种调制方式应用于XX晾晒烟，这样就不会受到天气条件的影响，并可以提高烟叶的品质，减少地方性杂气，但是关于这方面还有待进一步研究。

基于当地的蚜虫病发较为严重，部分研究员正致力于蚜虫的生物防治的相关研究。在不伤害烟叶的基础上，利用蚜茧蜂的产卵方式，将卵产在蚜虫体内，后期随着虫卵的生长蚜虫被裂解、死亡。此种方式大大减少了化学试剂的使用，能控制人畜安全，对环境无害，利于长期控制管理，也不会像化学试剂的使用而产生抗性。若研究成功后大力推广，既有利于环境的保护，同时也利于降低农药的残留，推动有机烟叶的发展。而且如果将这种防治方式应用于蔬菜瓜果等领域，对整个农业的贡献都是很大的。但是这种防治效果较慢，常有天敌跟随，而且只能控制到一定水平，容易受到生态地域和气候条件的限制。所以要大力推广还要将这种技术进一步完善。

虽然现在XX的晾晒烟在当地政府的支持下发展得如火如荼，但是和国外的优质烟叶相比还是有很大的差距，目前本地生产的烟叶尚达不到国内雪茄烟发展的需求。由于种植技术和管理不规范，一般都是农户自行采收后，在自己的院子中依赖于天气进行调制，调制后又自行将晾晒烟烟叶分级，分级之后再捆绑醇化，没有形成统一的管理模式，因此XX种植的烟叶更多的是满足民用市场的需求，难以达到雪茄制造工业的质量要求，无法满足烟草工业生产所需的原料，形成了原料生产和工业可用性的脱节，原料供给与工业需求的矛盾，雪茄烟加工严重依赖于进口烟叶。

国产雪茄烟叶整体质量偏低，这是客观事实，但矛盾在一定条件下可以转化，成为发展的机会。近年来，XX与川渝中烟、安徽中烟等工业企业共同合作，划分种植区域、大力发展水利措施，积极引进先进并适宜XX种植的烟叶品种，大力推广种植新技术，开展基础设施建设改善晾晒烟生产条件，积极实现现代烟草农业的建设，将晾晒烟分散经营转化为集中经营，改正传统的生产方式，实现基础化设施建设、规模化种植、集约化经营、专业化分工、信息化管理。把XX晾晒烟建成国内乃至国际雪茄企业的优质原料基地。这是XX晾晒烟发展的根本出路，也是XX经济发展的必然选择，我们期待着也憧憬着。

不难发现，目前XX烟草农业还存在一些问题：一是机械化程度不够，现在依靠的大多是人工操作，不仅费时而且成本高；二是基础设施不够完善，虽然已经有部分地区实现了沟渠灌溉，但是部分基础设施还是有待提高；三是未实现集约化经营，虽然有部分烟田实行了统一管理，但是程度还不够，还是存在散户；四是烟农的专业素质不够，虽然大体上能够了解烟叶的生产情况，但是烟农的专业素质还需要进一步提高，避免除草剂、氮肥的不正确使用，采收未成熟烟叶等情况的出现；五是有些品种不适合在当地种植，如K326等，不适宜XX的气候，长势较差。要想使得XX有更深远的发展，更要做到农业生产机械化；完善基础设施，进行水、田、路综合治理，持续开展烟水工程建设、土地平整改造、烟区道路配套建设、晾晒设施建设、农机设施配套、收购网点和仓储设施建设；统一管理；培训烟农，使烟农更了解烟叶的生产，将先进的技术进行推广普及；加强对种质资源的研究，种植适合XX气候的品种；以此形成独特的产业基础、产业风格和产业方式。

通过这次参观，我深深地体会到了实践的重要性。在课堂上学到的是理论知识，而理论指导着实践，实践验证着理论，要面临以后的工作，正确处理实际生产中的问题，实践就一个很有必要而且重要的环节。实践就是将所学的理论知识与生产实际联系起来的纽带，实践就是参加工作前的预热活动。有了实践我们才能将课堂学到的东西更立体化形象化，想牛吃草一样把知识回味消化。俗话说“读万卷书行万里路”，参加实践更利于加深对理论知识的理解，更利于增加对现状的了解，将我们学到的东西应用于生产实际中，这样学到的东西才不会是个空壳。

我认为在有条件的前提下应该多让学生参加实践。实践的时候面对的不再是理论，而是实际的生产，在实际生产当中进行学习，这样改变了传统的学习方式，不再是老师在讲台上，学生在座位上，拉近了学生与老师的距离，也拉近了学生与知识的距离，更能引发同学们的新鲜感，利于学生仔细观察，认真聆听，积极的思考并且能够主动和当地的专业人士进行交流，更利于同学们的学习和工作。因此，实践对于每个人来说都有必要。

总的来说，这次的实践非常有意义。不管是以后参加社会工作还是搞科研，都离不开实践，因为“实践是检验真理的唯一标准”。没有实践就不会有认识，不理解实践也不能正确理解认识，认识产生于实践的需要。由此，想要对某个东西有所认识，必须立足于社会实践。实践可以把正确的认识变成直接的现实，这样，实践也就成了沟通主观和客观之关系的桥梁。

第四篇：模拟调制与解调(全)

通讯系统原理课程设计

设计题目：模拟调制/解调 姓

名：

院（系）： 机电工程学院 专

业：电子信息工程专业 指导老师：薛艳茹 刘艳东

日期：2010年6 月12 日至 6 月18日

一 设计目的：通过MATLAB软件实现模拟调制/解调。二 摘要：

根据调制信号的不同，可将调制分为模拟调制和数字调制。模拟调制的输入信号为连续变化的模拟量，数字调制的调制信号是离散的数字量。在对调制进行仿真模拟有带通的和基带的两种选择。带通仿真的载波信号包含于传输模型中。由于载波信号的频率远高于输入信号，根据抽样定理，抽样频率必须至少大于两倍的载波频率才能正确地恢复信号，因此对高频信号的模拟仿真效率低、速度慢。为了加速模拟仿真，一般使用基带仿真，也称为低通对等方法。基带仿真使用带通信号的复包络

关键字：MATLAB 基带调制与解调 带通模拟调制与解调

三 所需MATLAB函数：

在MATLAB的函数库中，每一个通带调制/解调函数也有一个基带调制/解调函数与其对应： 基带函数 带通函数 函数功能

amod amodce 模拟调制

ademod ademod 模拟调制 dmod ddemod 数字调制 ddemod ddemod 数字调制 modmap modmap 数字映射 demodmap demodmap 数字逆映射

其中可选用的模拟调制/解调方式为' DSB-SC AM' ,' DSB-TC AM ','SSB AM','QAM','FM'和'PM';可选的数字调制/解调，数字映射/逆映射的方式为'ASK'，'QASK'，'QASK/CIRCLE'，'QASK/ARB'，'FSK'，'PSK'和'sample'。sample函数可以改变输入数据的抽样速率，是一种支持调制技术的应用。

四 带通模拟调制与解调

模拟调制通常分为：幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。幅度调制又可分为常规幅度调制(AM)、抑制双边带幅度调制(DSB-AM)、抑制单边带幅度调制(SSB-AM)和正交幅度调制(QAM)等。解调就是从调制信号中提取消息信号。解调过程与利用何种解调方式有关。在模拟调制的仿真中包含两个频率：载波频率 fc和仿真的采样频率 fs。这里我们主要用matlab进行正交幅度调制与解调的仿真

正交幅度调制(QAM)调制信号为：

u(t)mI(t)cos(2fctc)mQ(t)sin(2fcc)c

其中mI(t)为同相信号，mQ(t)为正交信号，fc是载波频率(单位赫兹Hz)，是初始相位。正交幅度调制过程如图所示。对应的解调过程如图

正交幅度调制框图

正交幅度调制的解调框图

带通模拟调制/解调函数：

(1)带通模拟调制函数amod()格式：y=amod(x,Fc,Fs,method…)

功能：用载波为Fc(Hz)的信号来调制模拟信号x，采样频率为Fs(Hz)，Fc > Fs。变量Fs可以是标量也可以为一个二维的矢量。二维矢量中第一个值为采样频率，第二个值为调制载波的初相，初相以弧度表示，默认值为0。根据采样定理，采样频率必须大于或等于调制信号最高频率的两倍。

(2)带通模拟解调函数ademod()格式：z=ademod(y,Fc,Fs,method...)功能：对载波为Fc的调制信号y进行解，采样频率Fs，Fc>Fs。它是amod函数的逆过程，amod与ademod选择的调制方式必须相同，否则不容易正确复制出源信号。该函数在解调中用到一个低通滤波器，低通滤波器传输函数的分子、分母由输入参数num、den指定，低通滤波器的采样时间等于1/Fs。当num=0或缺省时，函数使用一个默认的巴特沃斯低通滤波器，可由[num,den]=butter(5,Fc*2/Fs)生成。

五 基带调制与解调

基带仿真，也称低通对等方法，使用带通信号的复包络作为输入信号。设B为原始信号带宽，基带仿真要求仿真抽样率大于或等于2B，而一般的有 B<

● 相干解调

接收信号z(t)的同相和正交分量为：

j2(zI(t)jzQ(t)z(t)e

● 非相干解调

非相干解调可以应用于 DSB-SC AM、DSB-TC AM、FM 和 PM。对于AM调制，非相干解调可以使用包络检测法。

ˆ)fcfˆc)j(其中fc和

分别是载波信号的频率和相位。利用z(t)的估值可以恢复信号u(t)1．基带模拟调制函数amodce()格式：y=amodce(x,Fs,method,···)功能：对输入信号x进行调制，输出复包络信号。输入输出的采样频率为Fs(Hz)。输出y为一个复矩阵。Fs可以是标量也可以为二维的矢量。二维矢量中第一个值为采样频率，第二个值为载波信号的初相，初相以弧度表示，默认值为0。字符串变量method指定所用的调制方式

2．基带模拟解调函数ademodce()格式：z =ademodce(y,Fs,method…)

功能：对接收的复包络信号y进行解调，y的采样频率为Fs(Hz)。Fs可为标量也可以为二维矢量。矢量中第一个值为采样频率，第二个值为调制载波的初相，初相为弧度表示，且默认值为 0。采样频率必须与调制中所用的采样频率一致，但初相可以不一致。

函数在解调中可使用低通滤波器，低通滤波器传输函数的分子、分母分别由输入参数num和den指定,低通滤波器的采样时间为1/Fs 秒。当num=0或缺省时，该函数将不使用低通滤波器。字符串变量method指定所用的调制方式

六 使用MATLAB模拟信号调制与解调。

1.带通调制与解调MATLAB程序如下：

Fs=100;

%采样频率

Fc=15;

%载波频率

t=0:0.025:2;

%采样时间

x=sin([pi*t',2*pi*t']);

%信号

y=amod(x,Fc,Fs,'qam');

%正交幅度调制

z=ademod(y,Fc,Fs,'qam');

%正交幅度解调

plot(t,x(:,1),'-',t,z(:,1),'--')

%绘制调制信号

hold;plot(t,x(:,2),'-o',t,z(:,2),'--*')

%绘制调制信号 matlab仿真后效果图

2.基带调制解调MATLAB程序：

Fs=100;

%信号采样频率

t=[0:1/Fs:5]';

%信号采样时间

x=[sin(2*pi*t),.5*cos(5*pi*t),sawtooth(4*t)];

%输入信号原

y=amodce(x,Fs,'fm');

%调制

z=ademodce(y,Fs,'fm');

%解调

subplot(2,1,1);plot(x);

%绘制源信号

subplot(2,1,2);plot(z);

%绘制调制解调后的信号 程序运行得到的信号源和解调信号的波形图：

七 心得体会

通信原理是电子信息工程通信方向最主要的专业课程之一，通过在课堂上对理论知识的学习，我们了解到现代通信的基本方式以及其原理。然而，如何将理论在实践中得到验证和应用，是我们学习当中的一个问题。而通过本次课程设计，我们在强大的MATLAB平台上对数字信号的传输系统进行了一次仿真，有效的完善了学习过程中实践不足的问题，同时进一步巩固了原先的基础知识。

通过这次的课程设计，我们对信息和通信系统有了更进一步的认识，尤其是在系统设计方面，尽管是非常基础的2ASK调制与解调的传输，也是经过若干设备协同工作，才能保证信号有效传输，而小到仅仅是一个参数，都有可能导致整个系统无法正常运行。

另一方面，我们通过本次的课程设计，着实领教了MATLAB矩阵实验室强大的功能和实力。通过在SIMULINK环境下对系统进行模块化设计与仿真，使我们获得两方面具体经验，第一是MATLAB中SIMULINK功能模块的使用方法，第二是图形化和结构化的系统设计方法。这些经验虽然并不高深，但是对于刚入门的初学者来说，对以后步入专业领域进行设计或研发无疑具有重大的意义。

自从因特网把我们领进信息时代开始，人类的历史翻开了璀璨的一页。随着信息的飞速发展，通信原理也随之崛起。从而，使得培养新世纪的技术人才显得分外重要。

在学习通信原理理论基础后，我们又在此基础上通过利用MATLAB仿真真正的看到了通信中传输信息的一系列的问题。比如说要使信号不失真的能够传输到接收端就要考虑很多的因数。在发送端要注意噪声的加入，尽量的减少噪声进入信道中，以免在接收端使信号失真度过大而不能够恢复成原来的信号。而在接收端，采用哪种解调方式能够更好的恢复出原来的信号。

这次的课程设计使我收益颇丰，对通信原理有了新的认识。

Analog modulation/demodulation

Summary

According to the different modulated signal,the modulation can be divided into analog and digital modulation.Analog input signal for continuous modulation of the analog and digital changes is discrete modulation of the modulated signal of the digital quantity.In the simulation of modulation is simulated and baseband bandpass two choices.Band-pass simulation of signal transmission carrier contained in model.Because the frequency modulated signal input signal, far higher sampling theorem, sampling frequency according to at least than twice as the carrier frequency can properly restore signals, thus the simulation of the high frequency signal low efficiency and speed.In order to speed up the simulation, generally using baseband simulation, also called low-pass equivalence method.Keywords: MATLAB Analog modulation/demodulation 八 参考文献

通讯原理教程

樊昌信 编著

电子工业出版社

MATLAB语言与控制系统仿真

孙亮 主编

北京工业大学出版社

第五篇：基于MATLAB的2FSK调制

基于MATLAB的2FSK信号调制

2FSK 一个ＦＳＫ信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。其解调和解调方法和ASK差不多。2FSK信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK频谱的组合

1FSK程序：

2FSK图形(包含误码率分析)： close all clear all ti=0;fpefsk=[];startn=-6;endn=18;for ti=startn:endn n=1000;f1=18000000;f2=6000000;bitRate=1000000;N=50;基于MATLAB的2FSK信号调制

noise=ti;signal=source(n,N);transmittedSignal=fskModu(signal,bitRate,f1,f2,N);signal1=gussian(transmittedSignal,noise);configueSignal=demoFSK(signal1,bitRate,f1,f2,N);configueSignal;P=CheckRatePe(signal,configueSignal,n)fpefsk=[fpefsk,P];end figure(8);semilogy(startn:length(fpefsk)+startn-1,fpefsk);grid on;title('Bit Error Rate Of FSK');xlabel('r/dB');ylabel('PeFSK');load PeRate save PeRate.mat fpefsk fpeask 基于MATLAB的2FSK信号调制

1.随机信号的产生

2.FSK信号调制 基于MATLAB的2FSK信号调制

3.信道加噪声后信号 基于MATLAB的2FSK信号调制

4.接收信号的解调

基于MATLAB的2FSK信号调制

5.解调出的二进制信号

误码率分析 基于MATLAB的2FSK信号调制

附录：程序

FSK clear all close all i=10;%基带信号码元数 j=5000;a=round(rand(1,i));%产生随机序列 t=linspace(0,5,j);f1=10;%载波1频率 f2=5;%载波2频率 fm=i/5;%基带信号频率 B1=2*f1;%载波1带宽 B2=2*f2;%载波2带宽

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 基于MATLAB的2FSK信号调制

st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end st2=t;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反 for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;else st2(n)=1;end end;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);基于MATLAB的2FSK信号调制

title('基带信号反码');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=cos(2*pi*f1*t)s2=cos(2*pi*f2*t)subplot(413),plot(s1);title('载波信号1');subplot(414),plot(s2);title('载波信号2');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制

F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(411);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(412);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;subplot(413);plot(t,e_fsk);title('2FSK信号')nosie=rand(1,j);fsk=e_fsk+nosie;subplot(414);基于MATLAB的2FSK信号调制

plot(t,fsk);title('加噪声信号')%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调

st1=fsk.*s1;%与载波1相乘

[f,sf1] = T2F(t,st1);%通过低通滤波器 [t,st1] = lpf(f,sf1,2*fm);figure(3);subplot(311);plot(t,st1);title('与载波1相乘后波形');st2=fsk.*s2;%与载波2相

[f,sf2] = T2F(t,st2);%通过低通滤波器 [t,st2] = lpf(f,sf2,2*fm);subplot(312);plot(t,st2);title('与载波2相乘后波形');for m=0:i-1;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决

if st1(1,m*500+250)<0.25;for j=m*500+1:(m+1)*500;at(1,j)=0;end else for j=m*500+1:(m+1)*500;at(1,j)=1;基于MATLAB的2FSK信号调制

end end end;subplot(313);plot(t,at);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')