基于matlab的2ASK调制信号仿真课程设计

巢湖学院题目：基于matlab的2ASK的仿真设计专业班级：10级电子科学与技术班姓名：马腾伟学号：100290283013年6月目录1matlab简介Matlab功能介绍………………………………Similink仿真技术……………………………………22ASK的调制与解调原理…………………………………………………12ASK的调制原理……………………………………………….2ASK的解调原理3建立模型描述………………………………………………………………使用Simulink实现2ASK模型仿真………………………仿真原理图……………………………4模型组成及描述…………………………………………………………………调制及信道模块解调模块5调试过程及结论…………………………………………………………………使用Simulink实现2ASK模型仿真总结…………………………………………………………………………………………………11.1Matlab主要功能1.数值分析2.数值和符号计算3.工程与科学绘图4.控制系统的设计与仿真5.数字图像处理6.数字信号处理7.通讯系统设计与仿真8.财务与金融工程1.2Similink仿真技术Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，丰富的可扩充的预定义模块库。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被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。【4】2调制原理1、2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲取键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。模拟调制法原理框图如下：2ASK信号的一般表达式为0e(t)=s(t)cosw(t)c其调制过程如下图2ASK信号的功率谱密度为1()[(+f)()]4escscPfPfPff。S(t)的功率谱密度为211()()()44sbbPfTSafTf。2、2ASK的产生方法有两种：模拟调制和键控法而解调也有两中基本方式：非相干解调（包络检波）和相干解调（同步检测法）DS2ask=s(t)*cos(2*pi*f*t)=0.5*m(t)+0.5*m(t)*cos(2*wc*t)乘以相干载波后，只要滤去高频部分就可以了本次仿真使用相干解调方式：2ask信号带通滤波器与与载波相乘低通滤波器抽样判决输出以下就是matlab的仿真结果极其频谱图（省去了带通filter）可以看到解调后的信号与信源有一定的延时。通过观察频谱图，用放大镜可以清楚的看到，2ask实现了频谱的搬移，将基带信号搬移到了fc=150hz的频率上，而且若只计频谱的主瓣则有：B2ask=2fs，fs=1/Ts其中Ts为一个码元宽度3、2ASK的调制方法2ASK有两种基本解调方法：相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包络检波法）。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，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键4、相干解调方式框图；相干解调3建立模型描述Simulink仿真原理图第3章模型组成模块功能描述调制及信道模块仿真模块实现模拟调制法：基带信号与载波相乘，以及信道加高斯噪声，3.2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；非相干解调经过整流—低通—抽样判决后输出。这里调制信号省略了经过带通滤波器这一环节，影响不大。低通滤波器后面整个部分是抽样判决器。其中，抽样由同步冲激信号与解调信号相乘实现，信号值与开关门限值进行比较后，若信号值较大，则输出1，否则输出0，这样就实现了判决功能。Simulink解调模块模拟相乘法调制对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，有载波输出表示发送“1”，无载波输出表示发送“0”。根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。在本次设计里正弦波振幅为3，频率为12*pi，图11中显示的是调制及信道模块，三个波形分别为基带信号，模拟调制信号，加噪信号。可以发现经过调制后，以载波的“有”和“无”分别表示基带信号的“1“和“0”。5、结果分析：载波正弦波与基带信号方波相乘以后，若基带信号为“1”，输出信号值与载波信号相同，若基带信号为“0”，输出信号为“0”。再加入高斯白噪声后，波形失真。显示的是相干解调模块输出，5个波形分别为基带信号，解调输出信号，带通滤波输出，乘法器输出，低通滤波输出，抽样判决输出。根据matlab程序编出2ASK信号与调制波形图。clc;clearall;closeall;%信源a=randint(1,15,2);t=0:0.001:0.999;m=a(ceil(15*t+0.01));subplot(511)plot(t,m);axis([01.2-0.21.2]);title('信源');%载波f=150;carry=cos(2*pi*f*t);%2ASK调制st=m.*carry;subplot(512);plot(t,st)axis([01.2-1.21.2])title('2ASK信号')%加高斯噪声nst=awgn(st,70);%解调部分nst=nst.*carry;subplot(513)plot(t,nst)axis([01.2-0.21.2]);title('乘以相干载波后的信号')%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');%低通滤波h=tf(B,A);%转换为传输函数dst=lsim(h,nst,t);subplot(514)plot(t,dst)axis([01.2-0.21.2]);title('经过低通滤波器后的信号');%判决器k=0.25;pdst=1*(dst0.25);subplot(515)plot(t,pdst)axis([01.2-0.21.2]);title('经过抽样判决后的信号')%频谱观察%调制信号频谱Matlab仿真图这是比较理性的2ASK调制与解调波形图