ASK调制解调系统设计与仿真MATLAB课程设计Word格式文档下载.docx

1、2ASK；Matlab；仿真；分析 一、 MATLAB软件简介 MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。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

2、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

3、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。 2.1.1 2ASK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

4、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 2.1.2 2ASK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 1 K 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

5、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 滤波器 输出图2.1.3（1） 相干解调流程图 （2）非相干解调抽样 判决器低通 滤波器带通 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

6、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; clear all; close %信源 a=randint（1,15,2）; t=0

7、:0.001:0.999; m=a（ceil（15*t+0.01）; subplot（511） plot（t,m）; axis（0 1.2 -0.2 1.2）; title（信源）; %载波 f=150; carry=cos（2*pi*f*t）; %2ASK调制 st=m.*carry; subplot（512）; plot（t,st） -1.2 1.2）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*p

8、i*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*（dst0.25）; 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

9、（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

10、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

11、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. 【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. 指导教师评语： 课程设计成绩：指导教师签名：年