2ASK调制解调系统设计与仿真Word格式.docx
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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。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口（GUI），这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
二、理论分析
2.1二进制幅移键控（2ASK）调制与解调原理
2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
其信号表达式为：
，S（t）为单极性数字基带信号。
2.1.12ASK幅移键控
幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进数码而已。
幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。
由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号"
1时，传输载波；
当调制的数字信号为"
0"
时，不传输载波。
图2.1.1信号调制波形
由图可以看出2ASK信号的时间波形e2ASK（t）随二进制基带信号s（t）通断变化。
所以又被称为通断键控信号
2.1.22ASK信号的产生方法通常有两种：
模拟调制法和键控法。
（1）模拟调制法使用乘法器实现
S（t）
乘法器滤波器
图2.1.2
（1）模拟调制流程图
（2）键控法使用开关电路实现
1K
0
图2.1.2
（2）键控法流程图
因此，也称OOK信号
开关K的动作由S（t）决定，当
2.1.32ASK的解调方法
2ASK有两种基本解调方法：
相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包络检波法）。
相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。
为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。
（1）相干解调
抽样判决器
带通
滤波器
相乘器
低通
输出
图2.1.3
（1）相干解调流程图
（2）非相干解调
抽样
判决器
全波
整流器
abcd
输出
图2.1.3
（2）非相干解调流程图
图2.1.3（3）2ASK信号非相干解调过程的时间波形
2.1.4理论总结
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而频率和初始相位保持不变。
（1）在2ASK中：
S2ASk=m（t）*cos（2*pi*f*t），
其中m（t）为数字信号，后者为载波。
载波在二进制基带信号控制下通断变化，所以又叫通-断键控（OOK）。
（2）2ASK的产生方法有两种：
模拟调制和键控法
而解调也有两中基本方式：
非相干解调（包络检波）和相干解调（同步检测法）
DS2ask=s（t）*cos（2*pi*f*t）=0.5*m（t）+0.5*m（t）*cos（2*wc*t）
乘以相干载波后，只要滤去高频部分就可以了
2.1.5本次仿真使用相干解调方式
2ask信号带通滤波器载波相乘低通滤波器抽样判决输出
三、数字调制技术的MATLAB仿真实现
Matlab程序实现
clc;
clearall;
closeall;
%信源
a=randint（1,15,2）;
t=0:
0.001:
0.999;
m=a（ceil（15*t+0.01））;
subplot（511）
plot（t,m）;
axis（[01.2-0.21.2]）;
title（'
信源'
）;
%载波
f=150;
carry=cos（2*pi*f*t）;
%2ASK调制
st=m.*carry;
subplot（512）;
plot（t,st）
axis（[01.2-1.21.2]）
2ASK信号'
）
%加高斯噪声
nst=awgn（st,70）;
%解调部分
nst=nst.*carry;
subplot（513）
plot（t,nst）
乘以相干载波后的信号'
%低通滤波器设计
wp=2*pi*2*f*0.5;
ws=2*pi*2*f*0.9;
Rp=2;
As=45;
[N,wc]=buttord（wp,ws,Rp,As,'
s'
[B,A]=butter（N,wc,'
%低通滤波
h=tf（B,A）;
%转换为传输函数
dst=lsim（h,nst,t）;
subplot（514）
plot（t,dst）
经过低通滤波器后的信号'
%判决器
k=0.25;
pdst=1*（dst>
0.25）;
subplot（515）
plot（t,pdst）
经过抽样判决后的信号'
%频谱观察
%调制信号频谱
T=t（end）;
df=1/T;
N=length（st）;
f=（-N/2:
N/2-1）*df;
sf=fftshift（abs（fft（st）））;
figure
（2）
subplot（411）
plot（f,sf）
调制信号频谱'
%信源频谱
mf=fftshift（abs（fft（m）））;
subplot（412）
plot（f,mf）
信源频谱'
%乘以相干载波后的频谱
mmf=fftshift（abs（fft（nst）））;
subplot（413）
plot（f,mmf）
乘以相干载波后的频谱'
%经过低通滤波后的频谱
dmf=fftshift（abs（fft（dst）））;
subplot（414）
plot（f,dmf）
经过低通滤波后的频谱'
四、2ASK的仿真结果与分析
（1）仿真结果
图4.1相干解调的时域仿真波形
图4.2相干解调的仿真波形
（2）仿真结果分析
由仿真结果可以看出:
根据时域：
2ASK信号的包络就是信源，乘以相干波以后信号频率变大，通过低通滤波器后基本恢复信源的波形，但是幅度上有毛刺是因为有噪声的存在，最后经过抽样与判决有完全恢复出除了信源的波形。
根据频域:
信源乘以载波后频谱发生了搬移并且移到了载频处，又乘以相干波以后频谱搬移到了更高频率处，经过低通滤波器滤去高频后又恢复出了信源的频谱。
由以上分析可知理论分析与仿真结果结果完全符合
五、课程设计总结
通过本次的课程设计受益匪浅，感触良多。
首先是进一步加深了对于通信原理，信号与系统，matlab程序设计等课程的理解和认知，也形象地把书本上的知识联系到了实际的应用和生产，随着比较及理解了2ASK的各种性能及优缺点，提高了自己分析和解决问题的能力，拓宽了自己的思路，掌握了各种全面以及辩证的看待问题的眼光，也逐步认识到自己的不足并加以克服和改正，从而得出正确结论。
更以后的课题研究奠定了坚实的基础。
六、参考文献
【1】通信原理（第6版）.樊昌信.国防工业出版社
【2】数字通信原理.黎洪松.西安电子系科技大学出版社
【3】MATLAB程序设计教程.刘卫国.中国水利水电出版社
【4】通信原理.李晓峰.清华大学出版社
【5】数字处理及matlab仿真.张雪英.电子工业出版社
【6】通信系统仿.冯玉涛.国防工业出版社
【7】matlab通信工程仿真.张德丰.机械工业出版社
【8】通信原理—基于Matlab的计算机仿真.郭文彬,桑林.北京邮电大学出版社
【9】MATLAB通信工程仿真.张德丰.机械工业出版社
指导教师评语：
课程设计成绩：
指导教师签名：
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