ASKASK调制与解调系统的MATLAB实现及性能研究分析Word文档下载推荐.docx
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化。
并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。
在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率，并给出仿
真波
形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。
在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。
2.12ASK调制原理
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。
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
eo（t）%g（tnTs）cosct其中an=0,发送概率为P;
%=1,发送概率为1-P
n
令s（t）ang（tnTs）,则eo（t）s（t）cos4。
号g（t）经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；
（2）已调信号波形的带宽是基带脉冲
已知e0（t）ang（tnT$）cosJs（t）cosct,设e0（t）的功率谱为R（f）,s（t）
的功率谱为Ps（f）
一一1_，一一、一一一、
Pe（f）—Ps（ffc）Ps（ffc）,
4
~22
R（f）fsP（1P）G（f）fs（1P）2
G（mfs）（fmfs）,G（f）m
Ts
sinfTs
fTs
jfTs
es
图2-3模拟相乘法图2-4数字键控法
在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：
（1）模拟相乘法：
通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法，其电路如
图2-3所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
（2）
数字键控法：
用开关电路控制输出调制信号，当开关接载波就有信号输出，当开关接地就没信号输出，其电路如图2-4所示。
2.22ASK解调原理
2ASK/OOK信号有两种基本的解调方法：
非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统如图2-5、图2-6所示。
带通
麟器
例
整梳器
低通
施器
定时
雕冲
滤波器
相乘罂
定性
图2-5非相干解调方式
图2-6相干解调方式
抽样判决器的作用是：
信号经过抽样判决器，即可确定接收码元是“1”还是“0”<
假设抽样判决门限为b,当信号抽样值大于b时，判为“1”码；
信号抽样值小于b时,判为“0”码。
当本实验为简化设计电路，在调制的输出端没有加带通滤波器，并且假设信道时理想的，所以在解调部分也没有加带通滤波器。
3.12ASK调制电路分析
通过Simulink的工作模块建立2ASK二级调制系统，用频谱分析仪观察调制前后的频谱，用示波器观察调制信号前后的波形。
调制仿真电路如图3-1所示：
Sin白
Sin^WdV'
eS
图3-12ASK调制仿真电路图
2ASK调制仿真电路中基带信号系数、一级调制载波参数和二级调制载波参数分别
对应图3-2、图3-3、图3-4。
图3-2基带信号参数
图3-3一级调制载波参数
2ASK基带信号频谱以及调制信号频谱如图
3-5、3-6。
Eila
图3-52ASK基带信号频谱
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-10-6-4-2□245310
Fr^me：
7Fnequency（Hz）
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E置主
图3-62ASK调制信号频谱
示波器如图3-7,分别显示的是：
2ASK基带信号波形、一级调制波形和二级调
波形。
图3-72ASK调制信号波形
3.2无噪声的2ASK调制解调电路及误码率分析
在调制电路的基础上加入两个解调载波、低通滤波器和抽样判决器构成解调电路。
用示波器观察调制解调信号各部分的波形，用频谱分析器观看调制前后的频谱，用误码
分析仪观看无噪声时的误码率。
调制解调仿真电路如图3-8所示:
Specirijrn
图3-82ASK调制解调仿真电路图
运行仿真后误码率如图3-9所示，因为仿真电路里无噪声存在，所以误码率为0
抽样判决器的参数如图3-11,因为抽样判决器是用来判断高低电平信号的，所以第一设置是判决门限，这里设置0.2为判决门限，即大于0.2的电平为1,小于0.2的为0
Display
图3-9无噪声2ASK的解调误码率
图3-10误码率计数器参数
EJBlockParapeters:
Sas^LetiQuantizerEncode
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603
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图3-11抽样判决器参数
无噪声的2ASK基带信号频谱如图3-12,无噪声的2ASK二级调制信号频谱如图
3-13,无噪声的2ASK解调信号频谱如图3-14
图3-13无噪声的2ASK二级调制信号频谱
£
亘名
ASK1/Stpectni»
ScopeZ
ASK1/Spedz~uk1
-10-3-6-4-202
Frame：
7Frequency（H2）
E8W
Ei1eisesQhaiukeXsJtindowHelp
06050
1-1
-
§
■.-gmEEEW
图3-14无噪声的2ASK解调信号频谱
无噪声的2ASK调制解调波形如图3-15所示，其显示波形分别对应数字基带信号・一级调制信号、二级调制信号、二级解调信号、一级解调信号、抽样判决后的解调信号
图3-15无噪声2ASK调制解调波形
根据上面的波形可知在无噪声情况下得出的波形与基带数字信号波形完全相同，只
是延迟一个码元。
这是由于信号在系统传输中会出现时间的延迟，属于正常现象。
3.3加噪声的2ASK调制解调电路及误码率分析
在上面调制解调仿真电路的二级调制之后的信号通过加法器加入高斯噪声，观看高
斯噪声对频谱的干扰和波形的影响。
之后分析误码率，来确定2ASK调制与解调系统的抗高斯噪声性能。
加高斯噪声的2ASK调制解调仿真电路如图3-16所示，高斯噪声发生器的参数如图3-17,抽样判决器的参数如图3-18。
曲4E雷。
则pqT
图3-18加入高斯噪声的2ASK解调误码率
2ASK基带信号频谱如图3-18,加入高斯噪声的2ASK调制信号频谱如图3-20,加
入高斯噪声的2ASK解调信号频谱如图3-21。
ASK2/Spec-tScope
sU7PSU6Z.-
-15
-10-0-6-4
Frame:
7
-202
Frequency（Hz）
日W
EiLeAxesCharmelsttinLdCkWHelp
Ei1*Ax立*ChaMiels叱1ndow
・1I7I中小-』7口24RFJm
7Frecjucncy（Hz）
加口土Llhannulsttind<
wH电1。
in3B420-2-46-□10
-n-04-n3-o2-oio□tn20an4口片
Frame;
313rrequsncy（kHz!
图3-20加入高斯噪声的2ASK调制信号频谱
加入高斯噪声的2ASK解调信号频谱
Akplmy
加入高斯噪声的2ASK调制解调电路波形如图3-23,其显示分别为2ASK基带信号一级调制信号、加入高斯噪声二级调制信号、二级解调信号、一级解调信号、抽样判决后的解调信号。
加入高斯噪声的2ASK调制解调电路波形
根据上面的波形可知道高斯噪声对信道产生了一定的影响，由误码率分析器来对噪声进行分析，得到2ASK信号受到高斯噪声干扰后误码率为0.0375,并不是很大，说明2ASK调制解调电路正常。
用瑞利噪声发生器更换加高斯噪声的2ASK调制解调仿真电路中的高斯噪声发生
器，为了达到较低的误码率，更改抽样判决参数。
加瑞利噪声的2ASK调制解调仿真电
路如图3-24所示：
加瑞利噪声的2ASK调制解调仿真电路图
瑞利噪声发生器参数如图3-25,抽样判决器参数如图3-26。
图3-25瑞利噪声发生器参数
抽样判决器参数
2ASK基带信号频谱如图3-27,加入瑞利噪声的2ASK调制信号频谱如图3-28,加入瑞利噪声的2ASK解调信号频谱如图3-29
-W-□-5-4-20246810
Fr^rne：
7Frequency（Hz）
图3-272ASK基带信号频谱
H苴lp
U5心«
心一3町2-0.100.10.20.30406
313Frequency（kHz）
图3-28加入瑞利噪声的2ASK调制信号频谱
图3-29加入瑞利噪声的2ASK解调信号频谱
加入瑞利噪声的2ASK调制解调电路波形如图3-31,其显示分别为基带信号、一级调制信号、加入瑞利噪声二级调制信号、二级解调信号、一级解调信号、抽样判决后的解调信号。
图3-30加入瑞利噪声的2ASK解调误码率
图3-31加入瑞利噪声的2ASK调制解调电路波形
根据上面的波形可知道瑞利噪声对信道几乎不产生的影响，由误码率分析器来对噪声进行分析，得到2ASK信号受到瑞利噪声干扰后误码率为0.0025,太小了。
从波形上就看不出误差，说明2ASK调制解调电路正常。
用莱斯噪声发生器更换加高斯噪声的2ASK调制解调仿真电路中的高斯噪声发生
加莱斯噪声的2ASK调制解调仿真电
路如图3-32所示：
客pE统ME
9Q*pV1
图3-32加莱斯噪声的
2ASK调制解调仿真电路
瑞利噪声发生器参数如图3-33,抽样判决器参数如图3-34。
图3-34抽样判决器参数
2ASK基带信号频谱如图3-35,加入莱斯噪声的2ASK调制信号频谱如图3-36,加
入莱斯噪声的2ASK解调信号频谱如图3-37
图3-352ASK基带信号频谱
图3-36加入莱斯噪声的2ASK调制信号频谱
ASK4jTS|jed£
'
u・StupeZ
图3-37加入莱斯噪声的2ASK解调信号频谱
加入莱斯噪声的2ASK调制解调电路波形如图3-39,其显示分别为基带信号、一级调制信号、加入莱斯噪声二级调制信号、二级解调信号、一级解调信号、抽样判决后的解调信号。
图3-38加入莱斯噪声的2ASK解调误码率
图3-39加入莱斯噪声的2ASK调制解调电路波形
根据上面的波形可知道莱斯噪声对信道产生了一定的影响，由误码率分析器来对噪声进行分析，得到2ASK信号受到高斯噪声干扰后误码率为0.0475,并不是很大，说明2ASK调制解调电路正常。
4由现的问题及解决方法
在本次课程设计中我遇到了以下问题：
1-在调制解调电路部分采用了统一的载波频率，成了调制一一解调一一调制一一解调电路，没有符合二级调制的要求。
2、载波为模拟信号时，用频谱仪去测试2ASK二级调制信号频谱时会出错。
3、当载波数字抽样为0.1时，在无噪声情况下整个信号出现极大的失真。
4、在无噪声情况下，抽样判决门限为0.8,误码率达到0.5,解调波形严重失真。
针对以上问题，相应的解决方案如下：
1-使用两个载波，并且设置不同的频率，构建成调制一一调制一一解调一一解调电路,达到二级调制的要求。
2、将载波的Sampletime改为0.1,变成离散信号。
3、因为载波信号的抽样值太大，导致载波信号本身的失真，之后导致调制信号的完全失真，把载波的Sampletime改为0.001。
4、将抽样判决门限改为0.2,由于抽样判决门限过高导致正确的解调结果丢失。
5结束语
本次课程设计，我的任务是用Simulink来实现2ASK调制解调系统。
开始我对2ASK和Simulink了解特别少，通过查阅相关资料，我熟悉了2ASK调制解调原理，弄懂了
2ASK与Simulink的关系，加深了对通信原理的认识。
经过几天忙碌的课程设计我体会到了很多。
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