2ASK与MASK调制性能比较的仿真.doc

 *******大学 *****学院信息与电气工程系 课程设计报告 课 程： 通信原理课程设计 题 目： 2ASK与MASK调制性能比较的仿真 专 业： 通信工程 班 级： 一班 姓 名： 学 号： 任务书 题 目 时间安排 目 的： 要 求： 总体方案实现： 指导教师评语： 评分等级：【 】 指导教师签名： 2ASK与MASK调制性能比较的仿真 课程设计的目的 1．巩固所学的专业技术知识； 2．熟悉SystemView仿真环境并能在其环境下了解并掌握通信系统的一般设计方法，具备初步的独立设计能力； 3．提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力； 4．更好地将理论与实践相结合。 二、系统原理 1.2.1 2ASK与MASK的调制与解调原理 图2-1 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）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK 或DPSK）。 多进制数字振幅调制又称多电平振幅调制，它用高频载波的多种振幅去代表数字信息。MASK调制方式就是使载波的幅值随着基带信号的变化而变化。MASK的表达式如式2-1所示。 其中An为基带信号的电平，ω0为载波频率。由上式可以看出，如果其中电平是0的多进制信号，只要让载波信号与多进制信号通过乘法器即可调制完成。如果两个电平都不是0，只要让载波信号的振幅固定，通过乘法器与多进制信号相乘就行。 图2-2 MASK信号的分解波形图 图2-2为四电平振幅调制，高频载波有u0（t）、u1（t）、u2（t）、u3（t）四种：振幅为0、1A、2A和3A，分别代表数字信息0、1、2、3或者双比特二进制输入信息 00、01、10、11 进行振幅调制。 而解调的两种方法包络检波和相干解调的原理图如图2-3和图2-4所示。 图2-3 包络检波法示意图 图2-4 相干法解调示意图 多进制幅移键控的解调的实现和模拟信号双边带调制一样，可以是包络检波和相干解调两种。其中包络检波法是通过全波整流器读取调制信号波形的外形，通过低通滤波器滤除高频部分，然后通过抽样判决器根据电平的大小判断基带信号的电平，再还原基带信号。而相干解调法是让调制信号与载波同频同相的正弦波相乘，相乘后基带信号信息就包含在低频信号部分，因此再通过一个低通滤波器滤除二次谐波和高频部分就可以还原基带信号了。但在解调的过程中找到与载波同频同相的正弦波并不容易，因此成为相干解调法的难点和关键。相对而言，相干解调比包络检波复杂，并且在设备的成本上，相干解调法也比包络检波法要高。在无噪声干扰的情况下，包络检波解调与相干解调都能完整地解调MASK调制信号。但是在实际的通信信道中，不可避免地存在着噪声，从通信系统看来，起伏噪声是最基本的噪声来源，而起伏噪声又可看作是高斯白噪声。因此在后面的仿真中我们使用的就是高斯噪声来分析MASK的调制过程的各种波形。 图 2-5 多进制调制与解调原理方框图 由上图可见，M进制ASK信号是M个二进制ASK信号的叠加。那么，MASK信号的功率谱便是 M个二进制ASK信号功率谱之和。因此，叠加后的MASK信号的功率谱将与每一个二进制ASK信号的功率谱具有相同的带宽。 实现多电平调制的方框原理如上图2-5所示，它与二进制振幅调制的方框原理非常相似。不同之处是在发信输入端增加了M－2电平变换，相应在接收端应有M－2电平变换。 另外该电路的取样判决器有多个判决电平，因此多电平调制的取样判决电路比较复杂。实际系统中，取样判决电路可与M－2电平变换合成一个部件，它的原理类似于模数变换器。多电平解调与二进制解调相似，可采用包络解调或同步解调。 2.2 设计方案论证 基带信号预处理 方案一：直接将基带信号与载波信号进行调制。 方案二：对基带信号先进行双边带调制，再与载波进行调制。 在标准调幅时，由于已调波中含有不携带信息的载波分