(完整版)通信原理課程設(shè)計-2ASK

1、WUHANTEXTILEUNIVERSITY通信原理課程設(shè)計tJ設(shè)計題目：2ASK信號的調(diào)制與解調(diào)姓名：徐勝王成龍班級：電子11203班學(xué)1_指導(dǎo)教師：李有科成績評定：設(shè)計題目：2ASK傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與仿真實現(xiàn)一、課程設(shè)計的目的（1）通過利用matlabsimulink,熟悉matlabsimulink仿真工具。（2）通過課程設(shè)計來更好的掌握課本相關(guān)知識，熟悉2ASK的調(diào)制與解調(diào)。（3）更好的了解通信原理的相關(guān)知識，磨練自己分析問題、動手創(chuàng)新等能力。二、設(shè)計任務(wù)及要求1. 掌握2ASK解調(diào)原理及其實現(xiàn)方法，了解線性調(diào)制時信號的頻譜變化；2. 認識和理解通信系統(tǒng)，掌握信號是如何經(jīng)過發(fā)端處理被送入

2、信道然后在接收端還原；3. 學(xué)會2ASK傳輸系統(tǒng)的二級調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu)，測試2ASK傳輸信號加入噪聲后的誤碼率，分析2ASK傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能；三、設(shè)計報告1前言現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個重要方向。從最早的模擬調(diào)幅調(diào)頻技術(shù)的日臻完善，到現(xiàn)在數(shù)字調(diào)制技術(shù)的廣泛運用，使得信息的傳輸更為有效和可靠。二進制數(shù)字振幅鍵控是一種古老的調(diào)制方式，也是各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。本課程設(shè)計主要是利用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺，設(shè)計一個2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng).用示波器觀察調(diào)制前后的信號波形；用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號頻

3、譜的變化；加上各種噪聲源，用誤碼測試模塊測量誤碼率；最后根據(jù)運行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能。通過SimulHik的仿真功能摸擬到了實際中的2ASK調(diào)制與解調(diào)情況。二、2ASK調(diào)制與解調(diào)原理2.12ASK調(diào)制原理振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進制時，則為二進制振幅鍵控。設(shè)發(fā)送的二進制符號序列由0、1序列組成，發(fā)送0符號的概率為P,發(fā)送1符號的概率為1-P,且相互獨立。該二進制符號序列可表示為S(0=COS(t)=工色g(f-MJCOSWct”其中：0概率為戸1概率為1-戸為空號時域波形為別頻域為為傳號時域波形為刃(血頻域為巳“)進制振幅鍵控信號時間波形

4、如圖1所示。由圖1可以看出，2ASK信號的時間波形e2ASK(t)隨二進制基帶信號s(t)通斷變化，所以乂稱為通斷鍵控信號(00K信在二進制數(shù)字振幅調(diào)制中，載波的幅度隨著調(diào)制信號的變化而變化，實現(xiàn)這種調(diào)制的方式有兩種：(1)模擬相乘法：通過相乘器直接將載波和數(shù)字信號相乘得到輸出信號，這種直接利用二進制數(shù)字信號的振幅來調(diào)制正弦載波的方式稱為模擬相乘法，其電路如圖2所示。在該電路中載波信號和二進制數(shù)字信號同時輸入到相乘器中完成調(diào)制。（2）數(shù)字鍵控法：用開關(guān)電路控制輸出調(diào)制信號，當(dāng)開關(guān)接載波就有信號輸出，當(dāng)開關(guān)接地就沒信號輸出，其電路如圖3所示。開關(guān)電路圖2模擬相乘法圖3數(shù)字鍵控法2ASK解調(diào)原理2

5、ASKOOK信號有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法），相應(yīng)的接收系統(tǒng)如圖4、圖5所示。脈沖圖4非相干解調(diào)方式脈沖圖5相干解調(diào)方式抽樣判決器的作用是：信號經(jīng)過抽樣判決器，即可確定接收碼元是“1”還是“0”。假設(shè)抽樣判決門限為b,當(dāng)信號抽樣值大于b時，判為“1”碼；信號抽樣值小于b時，判為“0”碼。當(dāng)本實驗為簡化設(shè)計電路，在調(diào)制的輸出端沒有加帶通濾波器，并且假設(shè)信道時理想的，所以在解調(diào)部分也沒有加帶通濾波器。1100100010d圖62ASK信號非相干解調(diào)過程的時間波形3設(shè)計步驟3.12ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)通過Smiuliiik的工作模塊建立2ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，用

6、示波器觀察調(diào)制及解調(diào)過程中信號的波形。二級2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖如圖7所示。圖72ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖將基帶信號（Bemoulli信號）與載波信號（正弦信號）相乘，經(jīng)過帶通濾波器，就完成了調(diào)制過程；經(jīng)過信道傳輸后，經(jīng)過帶通濾波器，與本地載波（正弦信號）相乘，再經(jīng)過低通濾波器，最后經(jīng)過抽樣判決起轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，就完成了解調(diào)過程。此系統(tǒng)所用仿真電路模塊有：伯努利二進制發(fā)生器模塊，正弦波發(fā)生器模塊,功率譜密度模塊，高斯噪聲發(fā)生器GaussianNoiseGenerator模塊，模擬濾波器模塊，誤碼率計算模塊，釆樣量化編碼模塊，示波器模塊。伯努利二進制發(fā)生器模塊用于發(fā)出源信號，

7、示波器用于觀察波形。第一路波形為基帶信號（Bemoulli信號），第二路波形為載波（正弦信號），第三波形路為調(diào)制后的信號，第四路波形為己調(diào)信號經(jīng)過帶通濾波器和低通濾波器后所得信號，第五路波形為經(jīng)過抽樣判決器過得到的解調(diào)波形。3.3仿真結(jié)果分析1）不加噪聲時，示波器顯示的5路信號波形如圖14所示。圖14不加噪聲示波器顯示的波形圖中由上到下波形所表示為：1. 信號源產(chǎn)生的信號波形根據(jù)3.2中參數(shù)的設(shè)置，信號源產(chǎn)生的信號是二進制基帶信號，信號的幅度為0和1時分別代表二進制信息“0”和“1”，且0、1出現(xiàn)的概率相等。時間軸上單位長度表示碼元的持續(xù)時間，即為1秒，圖中顯示了前10秒內(nèi)信號源產(chǎn)生的信號波形

8、。2. 加入的正弦載波的信號波形正弦信號的幅度設(shè)置為1,頻率為10*pi,即周期為0.2秒，從圖中可以看到,1個碼元持續(xù)時間內(nèi)，正弦信號重復(fù)5個周期。3. 已調(diào)信號經(jīng)過帶通濾波器后的信號波形這就是2ASK信號的時域波形,2ASK信號是基帶信號和正弦載波相乘得到的,其實質(zhì)是幅度受到基帶信號控制的載波，載波幅度的變化即代表了二進制信息。4相干解調(diào)后的信號波形相干解調(diào)是將己調(diào)信號和載波相乘，然后通過低通濾波器，得到如圖所示的信號波形。5.釆樣量化編碼后的輸出源信號波形量化編碼器對相干解調(diào)后的信號進行抽樣判決，恢復(fù)出原基帶信號，從圖中可以看出，在無噪聲的情況下，可以無差錯的恢復(fù)出原基帶信號，只是產(chǎn)生了

9、一定的延時。2）加高斯噪聲時示波器顯示為如圖15。圖15加高斯噪聲時示波器顯示示波器顯示波形的順序與圖14相同。比較圖14和圖15可以看到，加入噪聲以后，已調(diào)信號的幅度變化范閑擴人，不再是在0、1之間變化。經(jīng)過相干解調(diào)及抽樣判決以后，恢復(fù)出的基帶信號已經(jīng)和原基帶信號產(chǎn)生了差別，即出現(xiàn)了誤碼。3.4調(diào)制前后信號頻譜的變化構(gòu)建好調(diào)制電路，加入頻譜分析模塊，用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后的信號頻譜變換?；鶐盘柡驼{(diào)制信號的頻譜分別如圖16,圖17所示。由圖16和圖17可以看出，基帶信號的功率譜密度集中在低頻，已調(diào)信號（2ASK信號）的功率譜密度集中在30Hz附近，并且可以看到2ASK信號的帶寬是二進制基

10、帶信號帶寬的兩倍。4結(jié)束語經(jīng)歷了近一周的課程設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了很多。我認識到做課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，讓我們對平時學(xué)習(xí)的理論知識與實際操作相結(jié)合，在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進一步鞏固己學(xué)基本理論及應(yīng)用知識并加以綜合提高，學(xué)會將知識運用于實際的方法，提高分析和解決問題的能力，也讓我掌握simuliiik仿真平臺的使用方法以及一些基本通信電路的結(jié)構(gòu)原理，應(yīng)該說是收益良多。然而，在這次課程設(shè)計中，我也發(fā)現(xiàn)了很多自身的不足，比如基礎(chǔ)知識不扎實，容易煩躁，不細心等等，這些必須在將來的學(xué)習(xí)生活中慢慢改進，加以克服，從中我懂得真理需要在一次乂一次不斷的耐心實踐中才能獲得。在設(shè)計的過程中，不斷的嘗試，不斷的遇到困難，不斷的想辦法克服困難，完成這個課程設(shè)計，使我感受頗多，也只有這樣不斷的向前，才能真正學(xué)到、掌握知識。參考文獻1 樊昌信，曹麗娜通信原理（第六版）m.北京：國防工業(yè)岀版社，