文档介绍：东北大学秦皇岛分校电子信息系
综合课程设计
2ASK传输系统的设计与仿真实现
专业名称
通信工程
班级学号
4080907
学生姓名
张万水
指导教师
李志华
设计时间
~
课程设计任务书
专业:通信工程学号:4080907 学生姓名:张万水
设计题目:2ASK传输系统的设计与仿真实现
一、设计实验条件
电子信息系实验室
二、设计任务及要求
掌握 2ASK 解调原理及其实现方法,了解线性调制时信号的频谱变化;
认识和理解通信系统,掌握信号是如何经过发端处理被送入信道然后在接收端还原;
学会2ASK传输系统的二级调制解调结构,测试2ASK传输信号加入噪声后的误码率,分析2ASK传输系统的抗噪声性能;
三、设计报告
1 前言
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式,也是各种数字调制的基础。本课程设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,; 用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
2 2ASK调制与解调原理
2ASK调制原理
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。该二进制符号序列可表示为
(1)
其中:
二进制振幅键控信号时间波形如图1 所示。由图1 可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号)。
图1 二进制振幅键控信号时间波形
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)模拟相乘法: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
模拟相乘法,其电路如图2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)数字键控法:用开关电路控制输出调制信号,当开关接载波就有信号输出,当开关接地就没信号输出,其电路如图3所示。
图2 模拟相乘法图3 数字键控法
2ASK解调原理
2ASK/OOK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统如图4、图5所示。
图4 非相干解调方式
图5 相干解调方式
抽样判决器的作用是:信号经过抽样判决器,即可确定接收码元是“1”还是“0”。假设抽样判决门限为b,当信号抽样值大于b时,判为“1”码;信号抽样值小于b时,判为“0”码。当本实验为简化设计电路,在调制的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道时理想的,所以在解调部分也没有加带通滤波器。
图62ASK信号非相干解调过程的时间波形
3 设计步骤
2ASK调制解调系统
通过Simulink的工作模块建立2ASK调制解调系统,用示波器观察调制及解调过程中信号的波形。二级2ASK调制与解调系统的仿真电路图如图7所示。
图7 2ASK调制与解调系统的仿真电路图
将基带信号(Bernoulli信号)与载波信号(正弦信号)相乘,经过带通滤波器,就完成了调制过程;经过信道传输后,经过带通滤波器,与本地载波(正弦信号)相乘,再经过低通滤波器,最后经过抽样判决起转换成数字信号,就完成了解调过程。
此系统所用仿真电路模块有: 伯努利二进制发生器模块,正弦波发生器模块,功率谱密度模块,高斯噪声发生器Gaussian Noise Generator模块,模拟滤波器模块,误码率计算模块,采样量化编码模块,示波器模块。伯努利二进制发生器模块用于发出源信号,示波器用于观察波形。第一路波形为基带信号(Bernoulli信号),第二路波形为载波(正弦信号),第三波形路为调制后的信号,第四路波形为已调信号经过带通滤波器和低通滤波器后所得信号,第五路波形为经过抽样判决器过得到的解调波形。
系统所用模块的参数设置
在2ASK调制与解调中,将基带信号(Brenoulli信号),抽样时间设为1,其参数设定如图8所示。载波频率应比基带信号的频率大,故将载