通信原理课设报告.docx

2ASK通信系统设计1 技术要求（1）设计出2ASK通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。2 基本原理2.1 2ASK调制1 基本原理2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。其信号表达式为：，S (t)为单极性数字基带信号。其调制过程如图1所示：图1 2ASK调制过程2 两种调制法2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。模拟调制法使用乘法器实现，如图2所示。键控法使用开关电路实现，如图3所示。图2 模拟调制法图3 键控法3 功率谱密度若设S(t)的功率谱密度为Ps（f），2ASK信号的功率谱密度为，则由图4可见，2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移，由连续谱和离散谱组成。fc- fsfcfc+ fsfc- fsfc+ fsfc图4 2ASK功率谱密度2.2 2ASK解调相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，解调过程如图5所示。fc图5 相干解调包络检波器通常由整流器和低通滤波器组成，可以直接从已调波中提取原始基带信号，结构简单，如图6所示。经过各个模块后波形变化如图7所示。图6 非相干解调图7 非相干解调过程的时间波形3 建立模型描述3.1 Simulink仿真实现2ASK调制和解调Simulink是Matlab中重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制和数字信号处理的建模和仿真中。设计方案一使用Simulink进行仿真实现2ASK的模拟调制以及相干和非相干解调。仿真图如下图8所示。图8 Simulink仿真图3.2 MATLAB编程实现2ASK调制和解调过程在此次设计中，实现了模拟调制，信道加噪，相干解调和非相干解调，得到了每个阶段的波形图。4模块功能分析或源程序代码4.1 Simulink实现2ASK调制和解调功能1 调制模块用模拟调制方法的基带信号与载波相乘，以及信道加高斯噪声，模块图如图9所示。各元件参数如图10，11，12所示。图9 调制模块仿真图图10 脉冲发生器参数图图11 正弦波发生器参数图图12 噪声发生器参数图2.相干解调模块解调模块中，相干解调法经过相乘器—低通—抽样判决后输出。如下图12所示。图13 相干解调模块图非相干解调经过整流—低通—抽样判决后输出。如下图14所示。图14 非相干解调模块图其中各个元件的参数如下图15,16,17所示。图15 整流器参数图图16 数字低通滤波器参数图图17 Switch参数图4.2 Matlab编程实现2ASK调制和解调程序源代码如下clear; %清空Workspaceclc; %清空Command Windowclose all; %关闭所有窗口dt=0.001; %时间采样间隔，即仿真步长fc=10; %载波中心频率B_number = 10; %设码元数目为10个T=5; %信号时长N=T/dt; %采样点数，即仿真点数B_Sample_Point = N/B_number; %一个码元所对应的采样点数B_Sample_array = zeros(1,N); %建立一个码元采样的空数组t=0:dt:(N-1)*dt; %所有采样点数的时间组成的数组，即模型中函数的自变量random_buffer = rand(1,B_number);%生成10个随机数组for i=1:1:B_number %将10个码元进行归一成二进制0、1 if random_buffer(i) 0.5random_buffer