2ASK调制解调讲解

电子电路设计CDIO一级项目设计说明书题目：2ASK调制解调matlab仿真设计专业班级：学生姓名：学号：设计周数：2周年月日1．任务要求1.1对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括二进制相移键控（2ASK）及解调技术和高斯噪声信道原理等。1.2建立数字通信系统数学模型；1.3建立完整的基于2ASK的模拟通信系统模型；1.4对系统进行仿真、分析。2．任务目的通过我们对本学期课程的学习和理解，综合运用课本中所学到的理论知识完成通信系统模型的设计。以及锻炼我们查阅资料的能力，数字信号的MATLAB应用能力。学会简单电路的实验调试和测试方法，增强我们的动手能力。为以后学习和工作打下基础。3．通信系统3.1通信系统原理通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者)，它的一般模型如图3-1所示。图3-1通信系统一般模型通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图3-2所示，图3-2数字通信系统模型信息源信源编码加密信道编码数字调制信道数字解调信道译码解密受信者信源编码噪声源信息源发送设备信道接收设备受信者噪声源模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统，其模型如图3-3所示。图3-3模拟通信系统模型数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。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3-4数字调制系统的基本结构数字调制与模拟调制原理是相同的，一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是，数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点，其取值是有限的离散状态。这样，可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。基本的三种数字调制方式是：振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK或DPSK)。本次重点论述2ASK数字调制系统的原理及其解调原理。3.22ASK的调制与解调仿真3.2.1二进制振幅键控（2ASK）原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控.设发送的二进制符号序列由0,1序列组模拟信号源调制器信道解调器受信者噪声源调制器信道解调器基带信号输入噪声源基带信号输出成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为其中:Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:则二进制振幅键控信号可表示为二进制振幅键控信号时间波型如图3-5所示.由图3-5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,所以又称为通断键控信号(OOK信号)。二进制振幅键控信号的产生方法如图3-6所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现,图(b)是采用数字键控的方法实现图3-5二进制振幅键控信号时间波型图(b)数字键控法图3-6二进制振幅键控信号调制器原理框图由图3-5可以看出,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3-7所示。2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图3-8所示.乘法器二进制不归零信号)(ts)(2teASKtccos带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器)(2teASK定时脉冲输出(a)非相干解调方式图(a)模拟相乘法tccos)(2teASK)(ts开关电路图3-72ASK非相干解调和相干解调框图图3-82ASK信号非相干解调过程的时间波形图3.2.12ASK的调制与解调仿真2ASK的调制见附录一。得到各点的时域波形和频谱分别如图3-9和3-10所示。带通滤波器)(2teASK相乘器低通滤波器抽样判决器输出tccos(b)相干解调方式图3-92ASK调制与解调各点的时域波形图3-102ASK调制与解调各点的频谱4.心得体会在这次课程设计过程中，我获益匪浅。通过这个实验，让我清楚地了解和掌握了MATLAB的功能，实现了所学2ASK调制解调的仿真，对2ASK的原理更加熟悉了，并巩固了数字调制系统的相关知识点。体会到理论和实际是不同的，实践离不开理论，理论只有应用于实践才能发挥其作用。学过的东西，只有自己实际去做了才能更熟悉，才能对其本质更了解。在将理论用各种方法实现的同时，我们也在不断的搜集资料，不断的学习，获得更多的相关知识。在对MATLAB的应用中和学习别人的程序时，我体会到MATLAB的功能之强大，应用之广泛，任何一件作品都是没有最好，只有更好，但是无论通过怎样的途径，我们都能表达出理论的成果。因此对其产生了更大的兴趣，很有感觉。总之这次课程设计使我收获甚大。5.参考文献[1]樊昌信,曹丽娜.通信原理第六版.国防工业出版社.2010.07;[2]唐向宏，岳恒立，郑雪峰.MATLAB及在电子信息类课程中的应用第二版.电子工业出版社.2009.06;[3]郭文彬,桑林.通信原理-基于Matlab的计算机仿真.北京邮电大学出版社.2006.05;[4]邬春明.通信原理实验与课程设计.北京大学出版社.2013.07附录一clearall;closeall;%基带信号i=10;j=5000;a=round(rand(1,i));t=linspace(0,5,j);fb=i/5;tb=1/fb;s=t;forn=1:iifa(n)==0forb=j/i*(n-1)+1:j/i*ns(b)=0;endelseforb=j/i*(n-1)+1:j/i*ns(b)=1;endendendfigure(1)subplot(4,2,1);plot(t,s);gridontitle('基带信号');axis([0,10/fb,0,2]);%载波信号fc=10;tc=1/fc;Vc=cos(2*pi*10.*t);subplot(4,2,2);plot(t,Vc);gridontitle('载波信号');axis([0,5,-2,2]);%调制信号ask=s.*Vc;figure(1);subplot(4,2,3);plot(t,ask);gridontitle('ask调制信号');axis([0,5,-2,2]);figure(2);subplot(3,2,1);plot(abs(fft(s)));axis([0,200,0,400]);title('原始信号频谱');figure(2);subplot(3,2,2);plot(abs(fft(ask)));title('2ASK信号频谱');axis([0,200,0,400]);%加入高斯噪声noise=awgn(ask,30);figure(1);subplot(4,2,4);plot(t,noise);gridontitle('加入高斯噪声');axis([0,5,-2,2]);figure(2);subplot(3,2,3);plot(abs(fft(noise)));axis([0,200,0,400]);title('加入白噪声的2ASK信号频谱');%调用带通滤波器函数jt1=daitong(fb,fc,noise);figure(1);subplot(4,2,5);plot(t,jt1);gridontitle('经过带通滤波后');axis([0,5,-2,2]);%乘以相干载波jt2=jt1.*Vc;figure(1);subplot(4,2,6);plot(t,jt2);gridonaxis([0,5,-2,2]);title('乘以相干载波后');figure(2);subplot(3,2,4);plot(abs(fft(jt2)));axis([0,200,0,400]);title('相乘后信号频谱');%调用低通滤波器jt=ditong(fb,jt2,t);figure(1);subplot(4,2,7);plot(t,jt);gridonaxis([0,5,-2,2]);title('经过低通滤波后');figure(2);subplot(3,2,5);plot(abs(fft(jt)));axis([0,200,0,400]);title('经低通滤波器后信号频谱');%判决器k=0.25;pdst=1*(jt0.25);figure(1);subplot(4,2,8);plot(t,pdst);gridonaxis([0,5,0,2]);title('判决后输出波形');figure(2);subplot(3,2,6);plot(abs(fft(jt)));axis([0,200,0,400]);title('经抽样判决后信号频谱');最后加上评语表格，不要改变表格大小，不要跨页设置表格。评语