2ASK调制解调-通信原理大作业

通信原理课程设计题目2ASK调制与解调姓名学号专业班级指导老师学院信息科学与工程学院完成日期2015年12月27日宁波理工学院目录第1章课程设计目的...............................................1第2章课程设计内容...............................................22.12ASK幅移键控..............................................32.2设计原理...................................................32.3设计方法...................................................6第3章MATLAB程序实现............................................6第4章仿真结果与分析.............................................9第5章总结......................................................11第一章课程设计目的1、通过本次课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和仿真实现方法。2、结合所学的MATLAB软件仿真技术，完成通信专业相关课程内容的建模和设计仿真。到达通信专业相关理论课程有效的巩固和整合，实现将理论知识和软件设计紧密结合。3、通过本次专业课程设计达到培养学生的创新能力、通信系统建模和仿真设计能力以及软件调试和分析能力的目的。第二章课程设计内容2.12ASK幅移键控幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息bite是通过载波的幅度来传递的。由于调制信号只有0或者1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时，传输载波，当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。2.2设计原理2.2.12ASK的调制在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：（1）相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法，其电路如图1所示。在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。（2）开关法：这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”的控制下分别接通和断开，这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式，它是2ASK的一种常用的方式。以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度，可得其时域表达式如下：式中的各参数含义如下：A为载波振幅，s(t)为二进制数字调制信号，Wc为载波角频率，e(t)为2ASK已调波。二进制数字振幅键控电路原理模型如图2所示。本设计选用相乘法来实现2ASK的调制。2.2.22ASK的解调2ASK常见的解调方法分为非相干解调和相干解调两种。（1）非相干解调非相干解调又称为包络检波法，原理框图如图3所示。在图中，接收信号首先通过一个带通滤波器，滤除带外噪音和杂散信号，同时图中的整流器和低通滤波器构成一个包络检波器，与常见的模拟AM信号的解调器相比，该图中增加了一个抽样判决器，它是用来对解调后的有畸变的数字信号进行定时判决，以提高数字信号的接收性能。（2）相干解调相干解调是另外一种常见的解调方法，它是在接收端利用本地载波与接收信号进行相乘，得到包含基带信号频率分量的输出信号，然后通过低通滤波器滤除无用频率分量让基带信号通过，并将其送至抽样电路进行判决。其电路原理图如图4所示，因为在相干解调法中相乘电路需要有相干载波，这个信号是由收信机从接收信号中提取出来的，并且和接收信号的载波同频同相，所以这种方法比包络检波法要复杂些。本设计选用相乘法来实现2ASK的调制。本设计选用相干解调法来实现2ASK的解调。2.3设计方法本设计是基于MATLAB软件运用程序设计语言来实现2ASK的调制与解调。第三章MATLAB程序实现程序代码：clc;clearall;closeall;%信源a=randint(1,10,2)%产生10个随机二进制数t=0:0.001:0.999;m=a(ceil(10*t+0.01));subplot(4,2,1)plot(t,m);axis([01.2-0.21.2]);title('信源');%载波¨f=150;carry=cos(2*pi*f*t);subplot(4,2,2);plot(t,carry);axis([01.2-0.21.2]);title('载波');%2ASK信号st=m.*carry;subplot(4,2,3);plot(t,st);axis([01.2-0.21.2]);title('2ASK信号');%加噪声nst=awgn(st,50);subplot(4,2,4);plot(t,nst);axis([01.2-0.21.2]);title('加噪后的波');%乘相干载波jt=nst.*carry;subplot(4,2,5);plot(t,jt);axis([01.2-0.21.2]);title('乘相干载波后的信号');%低通滤波器设计wp=2*pi*2*f*0.5;ws=2*pi*2*f*0.9;Rp=2;As=45;[N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s');[B,A]=butter(N,wc,'s');%滤波¨h=tf(B,A);dst=lsim(h,jt,t);subplot(4,2,6);plot(t,dst);axis([01.2-0.21.2]);title('经过滤波后的信号');%判决器k=0.25;pdst=1*(dst0.25);subplot(4,2,7);plot(t,pdst);axis([01.2-0.21.2]);title('判决后的信号');%信源频谱mf=fftshift(abs(fft(m)));figure(2);subplot(4,2,1);plot(mf);title(信源频谱');%载波频谱carryf=fftshift(abs(fft(carry)));subplot(4,2,2);plot(carryf);title('载波频谱');%2ASK信号频谱sf=fftshift(abs(fft(st)));subplot(4,2,3);plot(sf);title('2ASK信号频谱');%加噪的频谱nstf=fftshift(abs(fft(nst)));subplot(4,2,4);plot(nstf);title('加噪的频谱');%乘相干载波后的频谱mmf=fftshift(abs(fft(jt)));subplot(4,2,5);plot(mmf);title('乘相干载波后的频谱');%滤波后的频谱dmf=fftshift(abs(fft(dst)));subplot(4,2,6);plot(dmf);title('滤波后的频谱');%抽样判决后的频谱pdstf=fftshift(abs(fft(pdst)));subplot(4,2,7);plot(pdstf);title('抽样判决后的频谱');第四章仿真结果分析仿真结果：信号波形图时域分析：2ASK信号包络就是信源，乘以相干载波后信号频率变得更大，更密了。通过低通滤波器后基本恢复信源的波形，但是幅度上有毛刺，是由于噪声的加入。经过抽样与判决后恢复出原信源的波形。信号频谱图频域分析：信源乘上载波后频谱发生搬移，搬到载波的地方，再次乘以相干波之后频谱搬移到频率更高的地方。经过低通滤波器之后，去掉高频分量，恢复出原信源的频谱。第五章总结通过此次课程设计，我学会了2ASK通信系统的设计与仿真。明白了2ASK的调制与解调的过程。相比书上的内容，通过实验更加透彻形象的理解2ASK的优缺点。这次实验也不仅积累很多实践经验，更加熟悉了matlab软件的操作。在实验中也遇到了很多困难，甚至刚上手连matlab也不会使用，多亏同学们的热心帮助，同时也在网上查阅了非常多的资料。这次实验的经验为我奠定了更好的基础去学习通信原理，更好的在本专业中理解知识。