基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统

海南大学课程大作业课程名称：通信原理题目名称：基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统学院：信息科学技术学院专业班级：2010级电子信息工程一班姓名：孙正学号：20101601310012评阅教师：2013年月日通信原理大作业-1-【摘要】在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的”命脉”。信息作为一种资源，只有通过广泛地传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济利益。而通信作为传输信息的手段和方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。本学期中，除了学习了通信原理的相关理论知识外还进行了实验学习，通过实验进一步巩固了对理论知识的理解和掌握，进一步理解了通信原理中各部分知识的作用和意义，也增强了我对本专业的兴趣。通过本次大作业，我进一步理解了通信原理中调制、解调等相关知识，强化巩固了本学习所学知识。现将大作业总结如下。【关键词】通信原理MatlabSimulink仿真基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-2-目录一、数字调制系统2-ASK与2-ＦSK介绍…………………………………3二、数字调制系统的仿真设计思路………………………………………3三、基于Simulink的仿真设计……………………………………………53.12-ASK系统设计…………………………………………………53.1.12-ASK系统仿真模型设计…………………………………53.1.22-ASK系统设计仿真结果…………………………………93.22-FSK系统设计…………………………………………………113.2.12-FSK系统仿真模型设计…………………………………113.2.22-FSK系统设计仿真结果…………………………………17通信原理大作业-3-一、数字调制系统2-ASK与2-ＦSK介绍1.1二进制幅度键控（2-ASK）幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。2-ASK信号功率谱密度的特点如下：（1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。1.2二进制频移键控（2-FSK）频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。2-FSK功率谱密度的特点如下：(1)2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置；(2)功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1-f2|≤fs，则出现单峰。二、数字调制系统的仿真设计思路2.1数字调制系统各个环节分析典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，其框图如图1所示。数字调制是数字通信系统的重要组成部分，数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。对数字调制系统进行仿真时，我们并不关心基带信号的码型，因此，我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号，不用再经过编码器。基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-4-图1数字通信系统模型信息源编码器调制器信道解调器解码器受信者噪声源2.2仿真系统设计思路MATLAB提供的图形界面仿真工具Simulink由一系列模型库组成,包括Sources(信源模块)，Sinks(显示模块)，Discrete(离散系统模块)，Linear(线性环节)，Nonlinear(非线性环节)，Connections(连接),Blocksets&Toolboxes(其他环节)。根据Simulink提供的仿真模块，数字调制系统的仿真可以简化成如图2所示的模型：图2数字调制系统仿真框图基带信号调制器信道解调器基带信号噪声源通信原理大作业-5-三、基于Simulink的仿真设计3.12-ASK系统设计3.1.12-ASK系统仿真模型设计设计2-ASK仿真模型如图3所示所示：2ASK通带基带调制解调仿真系统模型由伯努利二进制随机数产生器，系统由频谱仪，通带DSBAM调制与解调器，加性高斯白噪声信道，速率转换器及示波器构成。主要参数设置如下：1．BernoulliRandomBinaryGenerator(伯努利二进制随机数产生器)图32ASK仿真模型基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-6-2.SpectrumScope(频谱仪)用来显示对数字调制后信号的测量。3.AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）模拟加性高斯白噪声环境，使传输环境相同，FSK的信噪比为-3dB，其余两个为-6dB。通信原理大作业-7-4.DSBAMModulatorPaseband(通带DSBAM调制器)5.DSBAMDemodulatorPaseband(通带DSBAM解调器)基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-8-6.ratetransition(速率转换器)7.scope(示波器)通信原理大作业-9-8．Comparetoconstant(常数比较器)3.1.22-ASK系统设计仿真结果运行仿真后，仿真结果显示如图4所示。图42ASK调制前后频谱图基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-10-上图中CH1表示的是调制前的信号频谱，CH2表示的是ASK调制后的信号波形。仿真后，得到的波形图如图5所示。图5中，第一张图是调制前原始基带信号的波形，第二张图是调制后通带信号的波形，第三张是解调信号的波形图。从调制前后可以看出，信号在信道中传播史有一定的延迟。图52ASK调制仿真前后波形图通信原理大作业-11-3.22-FSK系统设计3.2.12-FSK系统仿真模型设计设计2-FSK仿真模型如图6所示：FSK基带调制仿真系统模型由伯努利二进制随机数产生器，频谱仪，基带M-FSK调制与解调器，加性高斯白噪声信道，速率转换器及显示器构成。主要参数设置如下：1．BernoulliRandomBinaryGenerator(伯努利二进制随机数产生器)图6FSK基带调制仿真系统框图基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-12-2.SpectrumScope(频谱仪)用来显示对数字调制后信号的测量。通信原理大作业-13-3.AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）模拟加性高斯白噪声环境，使传输环境相同，FSK的信噪比为-3dB，其余两个为-6dB。基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-14-4、Real-ImagtoComplex5.M-FSKModulatorBaseband(基带M-FSK调制器)通信原理大作业-15-6.MSKDemodulatorBaseband(基带MSK解调器)位置：CommunicationsBlockset\Modulation\DigitalBasebandModulation7.ratetransition(速率转换器)基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-16-8.scope(示波器)9.sinewave(正弦波)模型中出现的但在之上未涉及的模块均采用系统默认参数。通信原理大作业-17-3.2.22-FSK系统设计仿真结果运行仿真后，仿真结果显示如图7所示。图7中CH1表示的是基带信号的功率谱，而CH2表示2FSK调制后通带信号的功率谱。图72FSK调制前后频谱图基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统-18-仿真后，得到的波形图如图8所示。上图中第一张图是调制前原始基带信号的波形，第二张图是调制后通带信号的波形，第三张是解调信号的波形图。【参考文献】[1]樊昌信.通信原理(第五版)[M].国防工业出版社.2001.[2]刘卫国.MATLAB程序设计与应用[M].高等教育出版社.2002.[3]薛定宇.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用[M].清华大学出版社.2002.[4]周又玲.MATLAB在电气信息类专业中的应用[M].清华大学出版社.2011.图8仿真后的到的波形图