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*******************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》课程设计报告题目：4ASK数字调制系统的设计与仿真班级：通信工程12级（1）班姓名：朱芮碧设计质量（30分）：学号：12250108说明书质量（10分）：同组成员：汪永前高泽雷张佩君李慧慧梁汉聪刘昆鑫樊丰收指导教师：郑玉峰1摘要本文在分析通信系统的原理上，利用MATLAB来仿真一个基于4ASK（四进制振幅键控）调制解调的数字通信系统。该系统的仿真设计为数字通信系统的优化及设计方法提供了科学理论依据。该仿真基本能够满足题目的任务要求，完成了数字通信系统的仿真与测试。通过实际方案的分析比较、参数计算、仿真测试等环节，初步巩固了课程所学的有关理论知识，加深了对数字通信的理解和掌握；掌握了4ASK的原理和应用，学习了MATLAB软件的基本使用；学会运用MATLAB软件进行一些仿真和设计。最后，在此基础上进行了满足题目要求的优化与调试，完成了题目的设计任务。该数字通信系统利用MATLAB软件对基带信号通过四进制振幅键控来调制和解调，经过产生信息序列、变为基带信形、调制、加噪、解调、接收信息序列、误码等七个步骤完成通信系统的设计。本文着重介绍了数字通信系统的设计思路、方案论证、信号分析，通过MATLAB的软件调试，实现了设计之初的目标，论证了设计方案的可行性。通过数字通信系统的仿真与测试，加深对基本原理的了解，增强了我们的实践能力。2目录摘要............................................................................................................................................................................1一、前言....................................................................................................................................................................3二、系统概述............................................................................................................................................................42.1课题研究背景.............................................................................................................................................42.2设计概要.....................................................................................................................................................42.3设计任务与设计要求.................................................................................................................................4三、系统设计原理....................................................................................................................................................53.1数字通信系统.............................................................................................................................................53.24ASK信号的原理.......................................................................................................................................63.34ASK调制解调原理...................................................................................................................................7四、4ASK调制解调系统仿真...................................................................................................................................94.1调制系统仿真.............................................................................................................................................94.2解调系统仿真...........................................................................................................................................104.3误码率分析...............................................................................................................................................11五、总结..................................................................................................................................................................13六、参考文献..........................................................................................................................................................14附录..........................................................................................................................................................................15源代码..............................................................................................................................................................153一、前言当今社会已经步入信息时代.在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，开发更加完善、快捷的通信系统已经变得越来越重要，数字通信就成为重要的手段。因此，数字信号的调制就显得非常重要。实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即正弦载波调制。在数字通信系统中，有二进制数字调制和多进制调制。多进制数字调制与二进制数字调制相比又具有如下两个特点，在相同的码元传输率下，多进制系统的信息传输率比二进制系统的高，在相同的信息速率下，多进制信号码元的持续时间要比二进制的长，因此会增加码元的能量，减小信号特性引起的码间干扰的影响，利用层次化和模块化的设计方法，通过MATLAB软件平台设计并实现了多进制幅移键控（M-aryAmplitude-ShiftKeying，MASK）中的四电平调制（4-aryAmplitudeShiftKeying，4ASK）的调制系统和解调系统。4二、系统概述2.1课题研究背景远古时代，远距离的传递消息是以书信的形式来完成的,这种通信方式明显具有传递时间长的缺点。为了在尽量短的时间内传递尽量多的消息,人们不断地尝试所能找到的各种最新技术手段。1837年发明的莫尔斯电磁式电报机标志着电通信的开始,之后，利用电进行通信的研究取得了长足的进步。1866年利用海底电缆实现了跨大西洋的越洋电报通信。1876年贝尔发明了电话,利用电信号实现了语音信号的有线传递使信息的传递变的既迅速又准确，这标志着模拟通信的开始，由于它比电报更便于交流使用，所以直到20世纪前半叶这种采用模拟技术的电话通信技术比电报的到了更为迅速和广泛的发展。1937年瑞威斯发明的脉冲编码调制标志数字通信的开始。20世纪60年代以后集成电路、电子计算机的出现，使得数字通信迅速发展。在70年代末在全球发展起来的模拟移动电话在90年代中期被数字移动电话所代替现有的模拟电视也正在被数字电视所代替。数字通信的高速率和大容量等各方面的优越性也使人们看到了它的发展前途。2.2设计概要本次课设主要通过研究4ASK信号的调制解调，首先通过对二进制2ASK的分析来研究出四进制4ASK的变化，对2ASK的基带信号和传输的载波信号，以及其波形图进行分析，从而掌握多进制的振幅键控（MASK）调制解调的原理及其实现方法，然后利用MATLAB仿真实现4ASK的调制与解调，并仿真4ASK载波信号在高斯白噪声下的误码率和误比特率的性能，同时给出调制信号、载波信号及已调信号的波形图和频谱图。最后根据仿真的波形图来分析4ASK的性能特点，以及对以后信道的传输有更重要的意义和频带利用率，资源有效充分利用全方面的来考虑4ASK的用途。2.3设计任务与设计要求1.设计一个数字通信仿真系统，调制为4ASK；2.能显示信息序列、调制信号等信号波形；3.解调部分，相关解调和非相关解调都可的，相关解调和非相关解调都做；4.对在不同信噪比情况下的误码指标。过程：产生信息序列——变为基带波形——调制——加噪——解调——接受信息序列——误码（注意其中信号的变化）5三、系统设计原理3.1数字通信系统数字通信（digitaltelecommunications）是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。数字通信系统的模型如图3.1所示：图3.1数字通信系统模型图中信源输出的是模拟信号，经过数字终端的信源编码器成为数字信号，终端输出的数字信号，经过信道编码器后变成适