(完整版)通信原理課程設(shè)計(jì)-2ASK

1、WU11ANTEXTILEUNIVERSITY通信原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：2ASK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)姓名:徐勝王成龍班級(jí)：電子11203班學(xué)號(hào)：±指導(dǎo)教師：李有科成績?cè)u(píng)定：設(shè)計(jì)題目：2ASK傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)的目的1)通過利用matIabsimuIink,熟悉matIabsimuIink仿真工具.(2)通過課程設(shè)計(jì)來更好的掌握課本相關(guān)知識(shí),熟悉2ASK勺調(diào)制與解調(diào)3)更好的了解通信原理的相關(guān)知識(shí),磨練自己分析問題、動(dòng)手創(chuàng)新等水平.二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1 .掌握2ASK解調(diào)原理及其實(shí)現(xiàn)方法,了解線性調(diào)制時(shí)信號(hào)的頻譜變化；2 .熟悉和理解通信系統(tǒng),掌握信號(hào)是如何經(jīng)過發(fā)端處理被送

2、入信道然后在接收端復(fù)原；3 .學(xué)會(huì)2ASK傳輸系統(tǒng)的二級(jí)調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu),測(cè)試2ASK傳輸信號(hào)參加噪聲后的誤碼率,分析2ASK傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能；三、設(shè)計(jì)報(bào)告1前言現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、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(gè)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(yùn)用,使得信息的傳輸更為有效和可靠.二進(jìn)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)制的根底.本課程設(shè)計(jì)主要是利用MATLAB!成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)一個(gè)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(hào)波形；用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)

3、頻譜的變化；加上各種噪聲源,用誤碼測(cè)試模塊測(cè)量誤碼率；最后根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能.通過Simulink的仿真功能摸擬到了實(shí)際中的2ASK調(diào)制與解調(diào)情況.、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(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制.當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí),貝U為二進(jìn)制振幅鍵設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由0、1序列控.組成,發(fā)送0符號(hào)的概率為P,發(fā)送1符號(hào)的概率為1-P,且相互獨(dú)立.該二進(jìn)制符號(hào)序列可表示為e>ASK(t)s(t)C0SWc(t)ang(tnTs)coswct(1)其中：.慨率為尸為空號(hào)時(shí)域波形為目頻域?yàn)?amp;1C/)1概率為1-F為傳號(hào)時(shí)

4、域波形為空頻域?yàn)樾進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波形如圖所示由圖1可以看出,2ASK信號(hào)的時(shí)間波形e2ASK(t)隨二進(jìn)制基帶信s(t)通斷變化,所以又稱為通斷鍵控信號(hào)號(hào))圖11進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波形在二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制中,載波的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化,實(shí)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(hào)相乘得到輸出信號(hào),這種直接利用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)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(hào)和二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)同時(shí)輸入到相乘器中完成調(diào)制.2數(shù)字鍵控法：用開關(guān)電路限制輸出調(diào)制信號(hào),關(guān)接載波就有信號(hào)輸出,當(dāng)開關(guān)接地就沒信號(hào)輸出,其電路如圖3所圖2

5、模擬相乘法圖3數(shù)字鍵控法2. 22ASK解調(diào)原理2ASK/00K信號(hào)有兩種根本的解調(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(cè)法,相應(yīng)的接收系統(tǒng)如圖4、圖5所示.圖4非相干解調(diào)方式圖5相干解調(diào)方式抽樣判決器的作用是：信號(hào)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(hào)抽樣值大于b時(shí),判為1"碼；信號(hào)抽樣值小于b時(shí),判為“0碼.當(dāng)本實(shí)驗(yàn)為簡化設(shè)計(jì)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(shí)理想的,所以在解調(diào)局部也沒有加帶通濾波器11001000101圖62ASK信號(hào)非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形3設(shè)計(jì)步驟3.1 2ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)通過SimuIink的工作模

6、塊建立2ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng),用示波器觀察調(diào)制及解調(diào)過程中信號(hào)的波形.二級(jí)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(hào)Bernoulli信號(hào)與載波信號(hào)正弦信號(hào)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(hào)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(hào),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(jìn)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(jì)算模塊,采樣量化編碼模塊,示波器模塊.伯努利二進(jìn)制發(fā)生器

7、模塊用于發(fā)出源信號(hào),示波器用于觀察波形.第一路波形為基帶信號(hào)Bernoulli信號(hào),第二路波形為載波正弦信號(hào),第三波形路為調(diào)制后的信號(hào),第四路波形為已調(diào)信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器和低通濾波器后所得信號(hào),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(shí),示波器顯示的5路信號(hào)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(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)波形根據(jù)3.2中參數(shù)的設(shè)置,信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)是二進(jìn)制基帶信號(hào),信號(hào)的幅度為.和1時(shí)分別代表二進(jìn)制信息“0和“1,且0、1出現(xiàn)的概率相等.時(shí)間軸上單位長度表示碼元的持續(xù)時(shí)間,即為1秒,圖中顯示了前10秒內(nèi)信號(hào)源產(chǎn)生

8、的信號(hào)波形.2 .參加的正弦載波的信號(hào)波形正弦信號(hào)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(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi),正弦信號(hào)重復(fù)5個(gè)周期.3 .已調(diào)信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器后的信號(hào)波形這就是2ASK信號(hào)的時(shí)域波形,2ASK信號(hào)是基帶信號(hào)和正弦載波相乘得到的,其實(shí)質(zhì)是幅度受到基帶信號(hào)限制的載波,載波幅度的變化即代表了二進(jìn)制信息.4 .相干解調(diào)后的信號(hào)波形相干解調(diào)是將已調(diào)信號(hào)和載波相乘,然后通過低通濾波器,得到如下圖的信號(hào)波形.5 .采樣量化編碼后的輸出源信號(hào)波形量化編碼器對(duì)相干解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行抽樣判決,恢復(fù)出原基帶信號(hào),從圖中可以看出,在無噪聲的情況下,可以無過失的恢復(fù)出原基帶信

9、號(hào),只是產(chǎn)生了一定的延時(shí).2加高斯噪聲時(shí)示波器顯示為如圖15.圖15加高斯噪聲時(shí)示波器顯示示波器顯示波形的順序與圖14相同.比擬圖14和圖15可以看到,參加噪聲以后,已調(diào)信號(hào)的幅度變化范圍擴(kuò)大,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(hào)已經(jīng)和原基帶信號(hào)產(chǎn)生了差異,即出現(xiàn)了誤碼.6 .4調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化16,圖17所示.構(gòu)建好調(diào)制電路,參加頻譜分析模塊,用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后的信號(hào)頻譜變換.基帶信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的頻譜分別如圖Hu0-"n'sityTime(«>由圖16和圖17可以看出,基帶信號(hào)的功率譜密度集中在低頻,已調(diào)信號(hào)2A

10、SK信號(hào)的功率譜密度集中在30Hz附近,并且可以看到2ASK信號(hào)的帶寬是二進(jìn)制基帶信號(hào)帶寬的兩倍.4結(jié)束語經(jīng)歷了近一周的課程設(shè)計(jì),我學(xué)習(xí)到了很多.我熟悉到做課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,讓我們對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合,在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)根底上進(jìn)一步穩(wěn)固已學(xué)根本理論及應(yīng)用知識(shí)并加以綜合提升,學(xué)會(huì)將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的方法,提升分析和解決問題的水平,也讓我掌握simulink仿真平臺(tái)的使用方法以及一些根本通信電路的結(jié)構(gòu)原理,應(yīng)該說是收益良多.然而,在這次課程設(shè)計(jì)中,我也發(fā)現(xiàn)了很多自身的缺乏,比方根底知識(shí)不扎實(shí),容易煩躁,不細(xì)心等等,這些必須在將來的學(xué)習(xí)生活中慢慢改良,加以克服,從中我懂得真理需要在一次又一次不斷的耐心實(shí)踐中才能獲得.在設(shè)計(jì)的過程中,不斷的嘗試,不斷的遇到困難,不斷的想方法克服困難,完成這個(gè)課程設(shè)計(jì),使我感受頗多,也只有這樣不斷的向前,才能真正學(xué)至h掌握知識(shí).參考文獻(xiàn)樊昌信,曹麗娜.通信原理第六版m.北京：國防工業(yè)出