PAGE6/62ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的MATLAB實現(xiàn)及性能分析摘要：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)。關(guān)鍵詞：MATLAB；Simulink仿真平臺；2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)；誤碼率；1引言1.1課程設(shè)計目的通過本課程的學(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。1.3課程設(shè)計要求1熟悉MATLAB環(huán)境下的Simulink仿真平臺,熟悉2ASK/2ASK系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)原理,構(gòu)建調(diào)制解調(diào)電路圖.2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)制前后信號的頻譜的變化。并觀察解調(diào)前后頻譜有何變化以加深對該信號調(diào)制解調(diào)原理的理解。3在調(diào)制與解調(diào)電路間加上各種噪聲源,用誤碼測試模塊測量誤碼率,并給出仿真波形,改變信噪比并比較解調(diào)后波形,分析噪聲對系統(tǒng)造成的影響。4在老師的指導(dǎo)下,要求獨立完成課程設(shè)計的全部內(nèi)容,并按要求編寫課程設(shè)計學(xué)年論文,能正確闡述和分析設(shè)計和實驗結(jié)果。22ASK調(diào)制與解調(diào)原理2.12ASK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<t>=,其中:an=0,發(fā)送概率為P1,發(fā)送概率為1-PTs是二進制基帶信號時間間隔,g<t>是持續(xù)時間為Ts的矩形脈沖:g<t>=10TS0其他則二進制振幅鍵控信號可表示為e2ASK<t>=二進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。2ASK信號非相干解調(diào)過程的時間波形如圖4所示。圖1二進制振幅鍵控信號時間波型圖2二進制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖圖3二進制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖圖42ASK信號非相干解調(diào)過程的時間波形3模塊設(shè)計與仿真圖形分析3.1simulink的工作環(huán)境熟悉建立一個很小的系統(tǒng),用示波器觀察正弦信號的平方的波形,如圖5系統(tǒng)中所需的模塊：正弦波模塊,示波器模塊,乘法器；圖5正弦仿真電路圖正弦波參數(shù)設(shè)置如圖6所示：圖6正弦參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)的示波器顯示的波形如圖。圖7單正弦波與平方波的對比結(jié)論：兩正弦波疊加之后的周期是原周期的1/2,頻度是原頻度的2倍。3.2二級2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)電路圖〔1二級2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖二級2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖如圖8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,采樣量化編碼模塊,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,示波器用于觀察波形。圖8二級2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路圖〔2系統(tǒng)所用模塊的參數(shù)設(shè)置伯努利二進制發(fā)生器模塊ernoulliBinaryGenerator的參數(shù)設(shè)置為：Probabilityofazero0概率設(shè)為0.5,initialseed設(shè)為61,Sampletime抽樣時間為1S,Sampleperframe是輸入信息碼為1。圖9伯努利二進制發(fā)生器模塊參數(shù)設(shè)置PowerSpectralDensity的參數(shù)設(shè)置為：Sampletime抽樣時間為0.01s圖10PowerSpectralDensity的參數(shù)設(shè)置正弦波SineWave的參數(shù)設(shè)置為：頻率設(shè)為60rad/sec。圖11正弦波SineWave的參數(shù)設(shè)置Product1模塊的參數(shù)設(shè)置為：輸入端數(shù)量設(shè)為2圖12Product1模塊的參數(shù)設(shè)置GaussianNoiseGenerator模塊的設(shè)置為：Sampletime抽樣時間為0.01s圖13GaussianNoiseGenerator模塊的設(shè)置Sum模塊的參數(shù)設(shè)置為：sampletime設(shè)為-1圖14Sum模塊的參數(shù)設(shè)置AnalogFilterDesign2模塊的參數(shù)設(shè)置為：圖15AnalogFilterDesign2模塊的參數(shù)設(shè)置PowerSpectralDensity1模塊的參數(shù)設(shè)置為：Sampletime抽樣時間為0.01s圖16PowerSpectralDensity1模塊的參數(shù)設(shè)置Product模塊的參數(shù)設(shè)置為：輸入端數(shù)量設(shè)為2圖17Product模塊的參數(shù)設(shè)置AnalogFilterDesign1模塊的參數(shù)設(shè)置為：圖18AnalogFilterDesign1模塊的參數(shù)設(shè)置ErrorRateCalculation模塊的參數(shù)設(shè)置為：延時Receivedelay設(shè)為2。圖19ErrorRateCalculation模塊的參數(shù)設(shè)置SampledQuantizerEncode模塊的參數(shù)設(shè)置為：量化分割quantizationpartition設(shè)為[0.2],量化碼quantizationcodebook設(shè)為[01]。圖20SampledQuantizerEncode模塊的參數(shù)設(shè)置Display的參數(shù)設(shè)定為：圖21Display的參數(shù)設(shè)定Scope1的參數(shù)設(shè)定為：示波器的接口有6個,時間范圍是自動調(diào)整圖22Scope1的參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)運行示波器的顯示為：不加噪聲示波器顯示為如圖23,由上到下波形所表示為：1.發(fā)出源信號波形。2.加入正弦波信號后的信號波形。3.經(jīng)過帶通濾波器后的信號波形。4.經(jīng)過低通濾波器后的信號波形。5.采樣量化編碼后的輸出源信號波形。圖23不加噪聲示波器的顯示不加噪聲Display的顯示為：圖24不加噪聲Display的顯示加入高斯發(fā)生器GaussianNoiseGenerator模塊,設(shè)置為：Sampletime抽樣時間為0.01s圖25GaussianNoiseGenerator模塊設(shè)置加入高斯噪聲后,示波器顯示如圖26,由上到下波形所表示為：1.發(fā)出源信號。2.加入正弦波信號后的信號波形。3.加入高斯噪聲后的波形。4.經(jīng)過帶通濾波器后的信號波形。5.經(jīng)過低通濾波器后的信號波形。6.采樣量化編碼后的輸出源信號波形。圖26加入高斯噪聲后示波器的顯示加入高斯噪聲后Display的顯示為：圖27加入高斯噪聲后Display的顯示結(jié)論：在編碼器和解碼器模塊間加上高斯噪聲模塊模擬信號在信道中的傳輸有干涉,所以就有了誤碼率,并且隨著錯誤率的增大誤碼率增大。結(jié)束語通過本次課程設(shè)計,我們主解了要了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,進一步鞏固復(fù)習(xí)通信原理,MATLAB等課程,以達到融會貫通的目的。通過對通信系統(tǒng)原理和MATLAB的學(xué)習(xí),在通過硬件實現(xiàn)時會時不時地會出現(xiàn)一些問題,諸如：某個芯片的用法、其適用范圍、其典型應(yīng)用時會出現(xiàn)的問題、濾波器的設(shè)計、模擬電路中反饋電阻與控制增益器件的調(diào)節(jié)等等,都需要理論知識和實踐經(jīng)驗結(jié)合才能解決。在此期間,首先,通過查閱相關(guān)書籍、文獻,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)。為進一步學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)通信,多媒體技術(shù)等課程打下堅實的基礎(chǔ)。運用學(xué)習(xí)成果把課堂上學(xué)的系統(tǒng)化的理論知識,嘗試性的應(yīng)用于實際設(shè)計工作,并從理論的高度對設(shè)計工作的現(xiàn)代化提高一些有真惰性的建議和設(shè)想,檢驗學(xué)習(xí)成果,看一看課堂學(xué)習(xí)與實際工作到底有多大差距,并通過綜合分析,找出學(xué)習(xí)中存在的不足,以便為完善學(xué)習(xí)計劃,更邊學(xué)習(xí)內(nèi)容提供實踐依據(jù)。在此,首先要感謝蔡老師對我們一直以來的關(guān)心和照顧,細心給我們解答疑惑,幫助我們更好的學(xué)習(xí),同時還要謝謝同學(xué)們熱情的幫助。最后,祝老師新年快樂！笑口常開！參考文獻[1]樊昌信,曹麗娜,通信原理,國防工業(yè)