2ASK调制与解调的MATALAB仿真实验Word文档格式.docx

1、2、2ASK信号的解调三、直接用MATLAB编程仿真1、实验框图2、仿真目的3、使用MALTLAB编程四、仿真结果1、图示2、结论五、设计心得和体会1、心得和体会2、致谢参考文献随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调制方式被称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。经调制后的信

2、号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。二、仿真设计原理1、2ASK信号的调制2ASK技术是通过改变载波信号的幅值变化来表示二进制0或1的。载波0 ， 1信息只改变其振幅，而频率和相位保持不变。通常使用其最大值Acos（）和0分别表示1和0.有一种常用的

3、幅值键控技术是开关键控（OOK）在OOK中，把一个幅度取为0，另一个幅度取为非0,其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单.的产生原理如图2、2ASK信号的解调接收端接收信号传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中回复原始数据信号。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。相干解调法相干解调也叫同步解调，就是利用相干波和接收到的2ASK信号相乘分离出包含原始信号的低频信号，再进行抽样判决恢复数字序列。相干波必须是与发送端同频同相的正弦信号。Z（t）=y（t）cos（）=m（t）cos2（）=m（t）1+cos（）=m（t）+m（t）cos（）.式中

4、1/2m（t）是基带信号，1/2m（t）cos（2）是频率为2的高频信号，利用低通滤波器可检测出基带信号，再经过抽样判决，即可恢复出原始数字信号序列an,2ASK信号带宽为码元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb为信息速率。相干解调的原理图如下三、直接用MATLAB编程仿真1、实验框图在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。图 数字调制系统的基本结构1Fig The basic s

5、tructure of digital modulation system数字调制与模拟调制原理是相同的，但是数字信号有离散取值的特点。基本的三种数字调制方式是：振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和相移键控（PSK）。振幅键控是利用载波的幅度变化来传递信息，而其频率和初相位保持不变。在2ASK中，载波幅度只有两种变化，分别对应二进制信息“0”或“1”。2ASK信号其表达式是： 其中： （）式中：Ts为码元持续时间；g（t）为持续时间为Ts的基带脉冲波形。通常假设g（t）是高度为1、宽度为Ts的矩形脉冲；an是第n个符号的电平取值。2ASK信号产生通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法，

6、相应的调制器如图所示。图 模拟相乘法（上）数字键控法（下）1Fig Analog multiplication （ on ） digital keying （ below）2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似。所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）,其相应原理方框图如图所示。图 非相干解调方式（a）相干解调方式（b）1Fig non-coherent demodulation （ a ） coherent demodulation method （ b ）2、仿真目的利用MATLAB进行调制与解调的仿真的程序，以下是建立的M文件：编写M脚本文件对数字信

7、号序列001进行2ASK调制与解调进行仿真，数字信号的码元速率Rb=1000Band,载波频率为f=4kHZ.以下是仿真程序及注释。例子中采用OOK键控方式实现2ASK调制。第一行为数字序列波001的单极性不归零码，码元宽度Tb=1/Rb=，第二行为载波波形，在一个码元宽度，有4个周期的正玄波载波信号f=1/4Tb=4kHz;第三行为调整之后的波形，码元1对应的调制后波形对应正玄波，0对应的调制后波形为0，结果满足要求.。%数字信号的ASK调制3、使用MATLAB编程Clear; %清空空间变量m=1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1; %数字信号序列Lm=length（m）; %序

8、列的长度 F=200; %数字信号的带宽 f=800; %正弦载波信号的频率A=1; %载波的幅度Q=f/F; %频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数，为适配下面的滤波器参数选取，Q=1/3M=500； %一个正弦周期内的采样点数t=（0:M-1）/M/f; %一个正弦信号周期内的时间carry1=repmat（A*sin（2*pi*f*t）,1,Q）; %一个码元宽度内的正弦载波信号Lcarry1=length（carry1）; %一个码元宽度内的信号长度carry2=kron（ones（size（m）,carry1）; %载波信号ask=kron（m,carry1）; %调制后的信号N=

9、length（ask）; %长度tau=（0:N-1）/（M-1）/f; %时间Tmin=min（tau）; %最小时刻Tmax=max（tau）; %最大时刻T=ones（size（carry1）; %一个数字信号1dsig=kron（m,T）; %数字信号波形subplot（3,1,1）; %子图分割plot（tau,dsig） %画出载波波形grid on %添加网axis（Tmin Tmax ） %设置坐标范围subplot（3,1,2） %子图分割plot（tau,carry2） %画出载波波形grid on %添加网络axis（Tmin Tmax *A *A）; %设置坐标范围su

10、bplot（3,1,3） %子图分割plot（tau,ask） %画出调制后的波形axis（Tmin Tmax *A *A） %设置坐标范围%Part 2 数字信号的ASK相干解调sig_mul=ask.*carry2;%已调信号与载波信号相乘figure（2） %图形2subplot（4,1,1） %子图分割plot（tau,sig_mul） %画出信号相乘后的波形grid onOrd,omega_c=buttord（4*pi*f*,4*pi*f*,2,30,s）; %获得Butterworth模拟低通原型滤波器的阶数及3DB截止频率num,den=butter（Ord,omega_c,s）

11、; %由原型滤波器向实际滤波器，获得滤波器的分子，分母系数h=tf（num,den）; %获得滤波器传递函数%滤波x=lsim（h,sig_mul,tau）; %运用模拟滤波器对信号进行滤波subplot（4,1,2） %子图分割plot（tau,x） %画出滤波后的图形th=; %抽样判决的阈值设置t_judge=（0:Lm-1）*Lcarry1+Lcarry1/2; %抽样判决点的选取y=（x（t_judge）; %抽样判决时刻的信号值y_judge=1*（y=th）+0*（y=th）; %抽样判决信号的0阶保持y_value=kron（y_judge,ones（size（carry1）;

12、 %抽样判决后的数字信号波形n_tau=tau+F; %抽样判决后的信号对应时间subplot（4,1,3） %子图分割plot（n_tau,y_value） %画出抽样判决后的数字信号波形axis（min（n_tau） max（n_tau） ）subplot（4,1,4）plot（tau,dsig） %画出原始信号波形与解调后信号作对比axis（Tmin Tmax ）四、仿真结果1、图示2、结论 通过仿真波形可以看出，2ASK对于加入噪声后波形变化很大，虽然经过了带通滤波器以及低通滤波器和抽样判决器的处理，输出的波形对比输入波形，仍然有很大的变化，因此不太适合作为信号的传输，但是它是其他数字

13、调制系统的基础，因此，研究它是很有必要的。五、设计心得和体会1、心得和体会通过本次课程设计，我们主解了要了2ASK调制与解调原理，特别是2ASK调制解调电路的MATLAB实现与调制性能分析，把本学期学的通信原理等通信类科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理，MATLAB等课程，以达到融会贯通的目的。通过对通信系统原理和MATLAB的学习，在通过硬件实现时会时不时地会出现一些问题，诸如：某个芯片的用法、其适用范围、其典型应用时会出现的问题、滤波器的设计、模拟电路中反馈电阻与控制增益器件的调节等等，都需要理论知识和实践经验结合才能解决。在此期间，首先，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚

14、原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。为进一步学习计算机网络，数据通信，多媒体技术等课程打下坚实的基础。运用学习成果把课堂上学的系统化的理论知识，尝试性的应用于

15、实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提高一些有真惰性的建议和设想，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大差距，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，更边学习内容提供实践依据。2、致谢在此，首先要感谢蔡老师对我们一直以来的关心和照顾，细心给我们解答疑惑，帮助我们更好的学习，同时还要谢谢同学们热情的帮助。最后，祝老师新年快乐！笑口常开！参考文献1通信原理（第2版）樊昌信 等编著 国防工业出版社 北京 2012年2MATLAB信息工程工具箱技术手册魏巍 主编 国防工业出版社 北京 2004年3MATLAB通信仿真开发手册孙屹 主编 李妍 编著国防工业出版社 北京2004年