基于MATLABsimulink的2ASK系統(tǒng)的研究與仿真課程設(shè)計

1、課程設(shè)計數(shù)字原理課程設(shè)計報告班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 成 績： 電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系課程設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)評分項目得分報告書寫及格式具有題目、摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)（5分）正文格式，圖、表、參考文獻(xiàn)引用等正確，排版美觀（5分）基礎(chǔ)原理報告中是否體現(xiàn)被仿真系統(tǒng)的原理以及原理框圖（5分）仿真目的，仿真方法，仿真結(jié)果的意義表述清楚（5分）M文件仿真做出信源，調(diào)制信號，解調(diào)信號波形（10分）仿真參量豐富（如對頻譜，信噪比，誤碼率等的分析），仿真波形直觀。（10分）Simulink仿真是否實現(xiàn)設(shè)計功能，各個模塊的設(shè)計參數(shù)是否清晰（10分）框圖直觀，有對不同參數(shù)條件下的仿真對比

2、及結(jié)論（10分）仿真參量豐富（如對頻譜，信噪比，誤碼率等的分析），仿真波形直觀。（10分）答 辯是否存在抄襲（10分）對所仿真系統(tǒng)原理的提問回答情況（10分）對仿真過程提問的回答情況（10分）總分基于MATLAB/simulink的2ASK系統(tǒng)的研究與仿真 摘要現(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(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)制的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞： MATLAB ；Simulink仿真平臺；2ASK調(diào)制

3、與解調(diào)系統(tǒng)；誤碼率； 目錄摘要 .3 引言.5設(shè)計目的 .5設(shè)計內(nèi)容.5 2ASK調(diào)制與解調(diào)原理.5 電路設(shè)計與仿真. 8 3.1 2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的電路圖.8 3.2 模塊參數(shù)設(shè)置.9 3.3 仿真波形.11M文件仿真.12 4.1 M文件.12 4.2 仿真結(jié)果.14第五章 心得體會.15第六章 參考文獻(xiàn).16 引言通過本課程的學(xué)習(xí)我們不僅能加深理解和鞏固理論課上所學(xué)的有關(guān)2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本方法，而且能鍛煉我們分析問題和解決問題的能力；同時對我們進(jìn)行良好的獨立工作習(xí)慣和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，為今后參加科學(xué)工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計內(nèi)容利用MATLAB

4、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)性能第二章 2ASK調(diào)制與解調(diào)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(jìn)制時，則為二進(jìn)制振幅鍵控。 設(shè)發(fā)送的二進(jìn)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(jìn)制符號序列可表示為s(t)= ，其中: an= 0, 發(fā)送概率為P 1, 發(fā)送概率為1-P Ts是二進(jìn)制基帶信號時間間隔，g(t)是持續(xù)

5、時間為Ts的矩形脈沖: g(t)= 1 0 TS 0 其他則二進(jìn)制振幅鍵控信號可表示為 e2ASK(t)=二進(jìn)制振幅鍵控信號時間波型如圖1 所示。 由圖1 可以看出，2ASK信號的時間波形e2ASK(t)隨二進(jìn)制基帶信號s(t)通斷變化，所以又稱為通斷鍵控信號（OOK信號）。 二進(jìn)制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法如圖2 所示，圖(a)是采用模擬相乘的方法實現(xiàn)， 圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法實現(xiàn)。 由圖1 可以看出，2ASK信號與模擬調(diào)制中的AM信號類似。所以，對2ASK信號也能夠采用非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(同步檢測法)，其相應(yīng)原理方框圖如圖3 所示。 圖1 二進(jìn)制振幅鍵控信號時間波型圖2

6、二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖圖3 二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖第三章 電路設(shè)計與仿真3.1 2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的電路圖2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖如圖2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖此系統(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，開關(guān)模塊，高斯噪聲發(fā)生器Gaussian Noise Generator模塊，模擬濾波器模塊，采樣量化編碼模塊，示波器模塊。伯努利二進(jìn)制發(fā)生器模塊用于發(fā)出源信號，示波器用于觀察波形。3.2 模塊參數(shù)設(shè)置載波為振幅為6V，頻率為30弧度/秒的正弦波帶通濾波器的頻率范圍為1040弧度每秒低通濾波器的截止頻率為40弧度每秒 伯努利二

7、進(jìn)制發(fā)生器模塊參數(shù)如下： 抽樣模塊的參數(shù)設(shè)置如下：3.3 仿真波形1.發(fā)出源信號。2.加入正弦波信號后的信號波形。3.調(diào)制后的信號波形。4.加入高斯噪聲后的波形。 5.經(jīng)過整流后的信號波形。6.經(jīng)過低通濾波器后的信號波形。7.采樣量化編碼后的輸出源信號波形。第四章 M文件仿真4.1 M文件%數(shù)字信號的ASK 調(diào)制與解調(diào)%Part I 數(shù)字信號的ASK 調(diào)制clear; %清除空間變量m=1 1 0 1 0 0 1 1; %數(shù)字信號序列Lm=length(m); %序列的長度F=180; %數(shù)字信號的帶寬f=700; %正弦載波信號的頻率A=2; %載波的幅度Q=f/F; %頻率比，即一個碼元寬

8、度中的正弦周期個數(shù),為適配下面濾波器參數(shù)選取，推薦將Q 設(shè)為Q=1/3M=500; %一個正弦周期內(nèi)的采樣點數(shù)t=(0:M-1)/M/f; %一個正弦信號周期內(nèi)的時間carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q); %一個碼元寬度內(nèi)的正弦載波信號Lcarry1=length(carry1); %一個碼元寬度內(nèi)的信號長度carry2=kron(ones(size(m),carry1); %載波信號ask=kron(m,carry1); %調(diào)制后的信號N=length(ask); %長度tau=(0:N-1)/(M-1)/f; %時間Tmin=min(tau); %最小時刻T

9、max=max(tau); %最大時刻T=ones(size(carry1); %一個數(shù)字信號1dsig=kron(m,T); %數(shù)字信號波形subplot(3,1,1) %子圖分割plot(tau,dsig) %畫出數(shù)字信號的波形圖grid on %添加網(wǎng)axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(3,1,2) %子圖分割plot(tau,carry2) %畫出載波波形grid on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A) %設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(3,1,3) %子圖分割plot(tau,ask) %畫出調(diào)制后的波形gri

10、d on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A) %設(shè)置坐標(biāo)范圍%Part II 數(shù)字信號的ASK 相干解調(diào)sig_mul=ask.*carry2; %已調(diào)信號與載波信號相乘figure(2) %圖形2subplot(4,1,1) %子圖分割plot(tau,sig_mul) %畫出信號相乘后的波形grid on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %設(shè)置坐標(biāo)范圍%Butterworth 模擬低通濾波器設(shè)計Ord,omega_c=buttord(4*pi*f*0.6,4*pi*f*0.8,2,30,s); %獲得Butterworth 模擬低

11、通原型濾波器的階數(shù)及3dB 截止頻率num,den=butter(Ord,omega_c,s); %由原型濾波器向?qū)嶋H濾波器轉(zhuǎn)換，獲得濾波器的分子，分母系數(shù)h=tf(num,den); %獲得濾波器傳遞函數(shù)%濾波x=lsim(h,sig_mul,tau); %運用模擬濾波器對信號進(jìn)行濾波subplot(4,1,2) %子圖分割plot(tau,x) %畫出濾波后的濾形grid on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -0.3 0.8) %設(shè)置坐標(biāo)范圍th=0.25; %抽樣判決的閾值設(shè)置t_judge=(0:Lm-1)*Lcarry1+Lcarry1/2; %抽樣判決點的選取y=(x(t

12、_judge); %抽樣判決時刻時的信號值y_judge=1*(y=th)+0*(y=th); %抽樣判決信號值的0 階保持y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1); %抽樣判決后的數(shù)字信號波形n_tau=tau+0.5/F; %抽樣判決后的信號對應(yīng)的時間subplot(4,1,3) %子圖分割plot(n_tau,y_value) %畫出抽樣判決后的數(shù)字信號波形axis(min(n_tau) max(n_tau) -0.2 1.2) %設(shè)置坐標(biāo)范圍grid on %添加網(wǎng)格subplot(4,1,4) %子圖分割plot(tau,dsig) %畫出原始信號

13、波形與解調(diào)后的信號作對比axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %設(shè)置坐標(biāo)4.2 仿真結(jié)果調(diào)制過程及結(jié)果如下圖： 2ASK解調(diào)過程及結(jié)果如下圖：第五章 心得體會 通過本次課程設(shè)計，我們主要解了了2ASK調(diào)制與解調(diào)原理，特別是2ASK調(diào)制解調(diào)電路的MATLAB實現(xiàn)與調(diào)制性能分析，把本學(xué)期學(xué)的通信原理等通信類科目的內(nèi)容應(yīng)用到本課程設(shè)計中來，進(jìn)一步鞏固復(fù)習(xí)通信原理，MATLAB等課程，以達(dá)到融會貫通的目的。在此期間，首先，在指導(dǎo)老師的幫助下，還有同學(xué)之間的互相溝通，通過查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)，搞清楚原理框圖，為今后的實驗及論文寫作奠定比較扎實的理論；其次，在原理圖的基礎(chǔ)之上，設(shè)計具體的硬件實現(xiàn)流程圖，利用將一個大而復(fù)雜的系統(tǒng)分解轉(zhuǎn)化為多個小而簡單的模塊的思想，在進(jìn)行整合、連接，將復(fù)雜的問題簡單化。了解了更多關(guān)于通信的知識，對以后的學(xué)習(xí)和工作又了莫大的幫助。通過本次課程設(shè)計，加強(qiáng)了對通信系統(tǒng)原理的理解，學(xué)會查尋資料、方案比較，以及設(shè)計計算及仿真等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高了分析解決實際問題的能力。在學(xué)習(xí)通信原理理論后進(jìn)行一次電子設(shè)計與制作，鍛煉了分析、解決電子電路問題的實際本領(lǐng)。做設(shè)計的過程