simulink通信系統(tǒng)建模與仿真

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1、通信系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計2008級通信工程專業(yè)0813072班級題目基于SIMULINK的2ASK頻帶傳輸系統(tǒng)的仿真姓名李春艷學(xué)號081307211指導(dǎo)教師胡娟閆利超賈曉蘭2011年6月1日1任務(wù)書試建立一個ASK頻帶傳輸模型，產(chǎn)生一段隨機(jī)的二進(jìn)制非歸零碼的基帶信號，對其進(jìn)行ASK調(diào)制后再送入加性高斯白噪聲（AWGN）信道傳輸，在接收端對其進(jìn)行ASK解調(diào)以恢復(fù)原信號，觀察還原是否成功，改變AWGN信道的信噪比，計算傳輸前后的誤碼率，繪制信噪比-誤碼率曲線，并與理論曲線比較進(jìn)行說明。另外，對發(fā)送信號和接收信號的功率譜進(jìn)行估計。2二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）的理論分析2.1

2、2ASK調(diào)制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其中:0是以概率p出現(xiàn)，而1是以概率1-p出現(xiàn)。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

3、，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2-1二進(jìn)制振幅鍵控信號時間波型2ASK信號的功率譜密度由于二進(jìn)制的隨機(jī)脈沖序列是一個隨機(jī)過程,所以調(diào)制后的二進(jìn)制數(shù)字信號也是一個隨機(jī)過程，因此在頻率域中只能用功率譜密度表示。2ASK信號功率譜密度的特點如下：(1)由連續(xù)譜和離散譜兩部分構(gòu)成，連續(xù)譜由信號g(t)經(jīng)線性調(diào)制后決定，離散譜由載波分量決定；(2)已調(diào)信號波形的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的二倍。2ASK信號功率譜密

4、度推導(dǎo)：已知，設(shè)的功率譜為，s(t)的功率譜為。則，，。圖2-22ASK信號的功率譜密度示意圖在二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制中，載波的幅度隨著調(diào)制信號的變化而變化，實現(xiàn)這種調(diào)制的方式有兩種：（1）模擬相乘法：通過相乘器直接將載波和數(shù)字信號相乘得到輸出信號，這種直接利用二進(jìn)制數(shù)字信號的振幅來調(diào)制正弦載波的方式稱為模擬相乘法，其電路如圖2-3所示。在該電路中載波信號和二進(jìn)制數(shù)字信號同時輸入到相乘器中完成調(diào)制。（2）數(shù)字鍵控法：用開關(guān)電路控制輸出調(diào)制信號，當(dāng)開關(guān)接載波就有信號輸出，當(dāng)開關(guān)接地就沒信號輸出，其電路如圖2-4所示。圖2-3模擬相乘法圖2-4數(shù)字鍵控法2.22ASK解調(diào)原理2

5、ASK/OOK信號有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法），相應(yīng)的接收系統(tǒng)如圖2-5、圖2-6所示。圖2-5非相干解調(diào)方式圖2-6相干解調(diào)方式抽樣判決器的作用是：信號經(jīng)過抽樣判決器，即可確定接收碼元是“1”還是“0”。假設(shè)抽樣判決門限為b，當(dāng)信號抽樣值大于b時，判為“1”碼；信號抽樣值小于b時，判為“0”碼。當(dāng)本實驗為簡化設(shè)計電路，在調(diào)制的輸出端沒有加帶通濾波器，并且假設(shè)信道時理想的，所以在解調(diào)部分也沒有加帶通濾波器。圖2-72ASK信號非相干解調(diào)過程的時間波形12ASK頻帶系統(tǒng)設(shè)計方案信源選擇伯弄利發(fā)生器產(chǎn)生二進(jìn)制碼，經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換

6、成需要頻率。產(chǎn)生信源的模塊如上圖所示，及產(chǎn)生的二進(jìn)制碼如上圖所示。調(diào)制方式選擇模擬相乘法進(jìn)行調(diào)制。解調(diào)方式選擇相關(guān)解調(diào)方式包絡(luò)檢波兩種解調(diào)方式。兩種解調(diào)方式形成對比，比較那種誤碼率較低。信道按要求選擇AWGN高斯白噪聲信道。抽樣判決器選擇選擇Relay.1SIMULINK下2ASK系統(tǒng)的設(shè)計<1>伯努利二進(jìn)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3-5伯努利二進(jìn)制發(fā)生器模

7、塊參數(shù)設(shè)置<2>調(diào)制過程：調(diào)制過程的模塊圖如下圖所示：調(diào)制過程包含信源（波弄利發(fā)生器和頻率轉(zhuǎn)換器）、載波（信號發(fā)生器）乘法器。伯弄利二進(jìn)制發(fā)生器模塊的參數(shù)設(shè)置如下圖：零的概率為0.5，采樣時間設(shè)置為0.1，,載波是運用信號發(fā)生器來產(chǎn)生的：波形設(shè)置為：sine波形，時間默認(rèn)，幅值設(shè)置為2，頻率選擇為100HZ,截圖如下：調(diào)制的波形如上圖所示：第一欄為為信源，第二欄為調(diào)制之后的波形，第三欄為載波波形。<3>解調(diào)過程；運用了兩種解調(diào)方法：相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)。相干解調(diào)主要有相乘器，低通濾波器和載波。載波要與調(diào)制時的載波頻率相同。包絡(luò)解調(diào)有satu