Linux内核移植与编译

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年春季学期通信系统仿真训练题目：2ASK数字频带系统仿真专业班级：通信工程（2）班姓名：董美玲学号：12250217指导教师：王维芳成绩：摘要数字信号有两种传输方式，分别是基带传输方式和调制传输方式。在实际中通过数字基带信号对载波某些参量进行控制，使之随基带信号的变化而变化，这一过程即为数字调制数字调制为信号长距离高效传输提供保障，现已广泛应用于生活和生产中。另外根据控制载波参量方式的不同，数字调制主要有调幅（ASK），调频（FSK），调相（PSK）三种基本形式。本次课程设计针对于二进制的2ASK进行讨论，主要应用MATLAB进行调制与解调仿真，如何产生基带信号，载波信号和设计滤波器，最终进行抽样判决及误码率性噪比分析，更加直观的了解2ASK数字调制系统的性能及影响其性能的各种因素，与其它系统相比的特点和优势。关键词：2ASK；调制与解调；仿真；分析目录前言..........................................................错误!未定义书签。一基本原理...................................................错误!未定义书签。1.12ASK的调制原理.........................................错误!未定义书签。1.22ASK的解调原理.........................................................3二2ASK的系统设计............................................................42.1系统设计流程...........................................................42.2数字通信系统的基本模型.................................................42.3抗噪声性能分析.........................................................52.4功率谱密度..............................................................62.5相干解调...............................................................7三2ASK系统仿真.............................................................103.1调制仿真.............................................................103.2解调仿真...............................................................103.3加噪声后的对比图.......................................................113.4误码率与信噪比仿真.....................................................123.5利用Simulink进行仿真..................................................13四设计总结..................................................................16参考文献....................................................................17致谢........................................................................18附录........................................................................191前言随着信息科学和计算机技术的不断发展，通信原理的理论和技术也得到了飞速的发展，并逐渐成为一门重要的学科，它的重要性在日常通信、图像处理、遥感、声呐、生物医学、地震’消费电子、国防军事、医疗方面等显得尤为突出。在我们面临的信息革命中，通信原理几乎涉及了所有的工程技术领域。通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度化信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源，只有通过广泛的地传播与交流，才能产生利用的价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益而通信作为信息传输的手段或方式，与传感技术，计算机技术相融合。ASK是一种应用最早的基本调制方式。其优点是设备简单，频带利用率较高；缺点是抗噪声性能，并且对信道特性变化敏感，不易使抽样判决器工作在最佳判决门限状态。数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，在实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以始信号与信道的特性匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变为数字带通信号（已调信号）的过程称为数字调制。在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同。但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：利用模拟调制的方法去实现数字式调制和利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制可分为二进制调制和多进制调制。在二进制调制中，信号参量只有两种可能的取；在多进制中，信号参量可能有M（M2）种取值。本次课程设计设计的是一个2ASK调制与解调系统用MATLA软件进行波形仿真观察相应的时间波形、功率谱图，根据图形分析该系统性能。2)(2teASK一、基本原理1.12ASK调制原理2ASK技术是通过改变载波信号的幅值来表示二进制0或1的。载波根据0,1信息只改变其幅值，而频率和相位保持不变，用其最大值tACOSC和0分别表示1和0。有一种常用的幅值键控技术是开关键控（OOK）,某一比特值用有没有电压值来表示。其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单，2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法，相应的调制器如图1.1所示。图（a）是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图（b）是一种数字键控法，其中的开关电路受s(t）控制。)(2teASK乘法器开关K的动作由)(ts决定，当0011)(接接kkts接收端接收信号传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中恢复原始信号。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。0二进制不归零信号S(t))cos(tc开关电路)(2teASK)cos(tc)cos(tc(a)模拟相乘法（b）数字键控法S(t)1K图1-22ASK信号时间波形图1-1调制器31.22ASK解调的原理ASK有两种基本的解调方法：非相干解调（包络剑波法）和相干解调（同步检测法），相应的接受系统如图1-3和图1-4所示。与模拟信号的接受系统相比这里增加了一个“抽样判决”方框，这对于提高数字信号的接受性能是必要的。图1-52ASK相干解调过程的时间波形带通滤波器y(t))cos(tc相干波低通滤波器Z(t)定时脉冲)('tm)(tyi抽样判决器图1-4相干解调法X(t)图1-3非相干解调4Th0.25,判为1二、2ASK的系统设计2.1系统设计流程开始设置一个随机数字序列m与载波信号)cos(tc相乘产生2ASK信号对已调的2ASK信号加噪通过butter低通滤波器进行抽样判决结束图2-1设计流程图2.2数字通信系统的基本模型图2-2系统基本模型基带信号形成器信道接收滤波器受信者噪声源信息源解调出原始数字信号5从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成.仿真框图可以分为四部分：（1）数字信号的生成与调制：①数字信号的生成：数字信号采用Bernoullibinarygenerator产生。②调制：数字调制有调幅、调相、调频三种基本形式，并可以派生出其它形式，数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。调制采用正弦载波数字调制系统，设定其频率为8000rad/sec,（2）数字信号在信道中的传输：将随机二进制信号与高频载波信号相乘后，通过带通滤波器，滤除干扰，然后通过加性的高斯白噪声信道（3）对接收到的信号进行解调：解调采用相干解调。（4）观察输出结果。这里有两个结果同时输出。在图形窗口中显示的是基带数字信号、信道上叠加的高斯白噪声信号和计算出的同步信号。2.3抗噪声性能分析1）定义：令nt为高斯随机过程，其功率谱密度0()2nNP-∞+∞（2-1）则称nt为高斯白噪声。根据自相关函数与功率谱密度的关系，高斯白噪声的自相关函数为：02nNR或021212nNRtttt（2-2）其数学期望为0。白噪声的功率谱密度和自相关函数的关系图：图2-3功率谱密度和自相关函数的关系图62）重要性质①若0TXnttdt，其中t为确定函数，则X为高斯随机过程，数学期望为0，方差等于：22002TXNtdt。②若112200,TTXnttdtXnttdt；其中1t，2t为确定函数。则：0121202TNEXXttdt(2-3)若1t与2t在（0～T）时间间隔内正交，即1200Tttdt，则：1X与2X统计独立。③带限高斯白噪声，其功率谱密度为0,,220,HnHHHNPf(2-4)其相关函数：0sin2122HHjHnnHHfRPedNff（2-5）22nnHRSaf(2-6)0,1,2,3...2nHkRKf(2-7)又因为0Ent，所以：nt与2Hkntf不相关，因为是高斯变量，所以统计独立。K个抽样值12Kntntnt的K维联合概率密度为1212KKpntntntpntpntpnt（2-8）2.4功率谱密度由于2ASK信号是随机的功率信号，故研究它频谱特性时，应该讨论它的功率谱密度。一个2ASK信号可以表示成ttstecASKcos)(2（2-9）其中，二进制基带信号)(ts是随机的单极性矩形脉冲序列。若设)(ts的功率谱密度为)(fPS,2ASK信号的功率谱密度为）（fPASK2，则可知（2-10）)]()([412cscsASKffPffPfP）（7可见，2ASK信号的动率谱是基带信号功率谱)(fPS的线性搬移。单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为（2-11）式中：ssf/1；)(fG是单个基带信号码元tg的频谱函数。对于全占空矩形脉冲序列，根据矩形波形tg的频谱特点，对于所有的0m的整数，