通信原理课程设计资料.docx

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通信原理课程设计资料

课程设计

数字

原理

课程设计报告

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

成绩：

电子与信息工程学院

信息与通信工程系

课程设计评分标准

评分项目

得分

报告书写

及格式

具有题目、摘要、目录、正文、参考文献（5分）

正文格式，图、表、参考文献引用等正确，排版美观（5分）

基础原理

报告中是否体现被仿真系统的原理以及原理框图（5分）

仿真目的，仿真方法，仿真结果的意义表述清楚（5分）

M文件仿真

做出信源，调制信号，解调信号波形（10分）

仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分析），仿真波形直观。

（10分）

Simulink仿真

是否实现设计功能，各个模块的设计参数是否清晰（10分）

框图直观，有对不同参数条件下的仿真对比及结论（10分）

仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分析），仿真波形直观。

（10分）

答辩

是否存在抄袭（10分）

对所仿真系统原理的提问回答情况（10分）

对仿真过程提问的回答情况（10分）

总分

基于MATLAB/simulink的2ASK系统的研究与仿真

摘要

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。

关键词：

MATLAB；Simulink仿真平台；2ASK调制与解调系统；误码率；

目录

摘要..............................................................................................3

第一章引言...................................................................................5

1.1设计目的.......................................................................5

1.2设计内容.........................................................................5

第二章2ASK调制与解调原理....................................................5

第三章电路设计与仿真..............................................................8

3.12ASK调制与解调系统的电路图...............................8

3.2模块参数设置..............................................................9

3.3仿真波形.....................................................................11

第4章M文件仿真......................................................................12

4.1M文件.........................................................................12

4.2仿真结果.....................................................................14

第五章心得体会..........................................................................15

第六章参考文献..........................................................................16

第一章引言

1.1课程设计目的

通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关2ASK调制与解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。

1.2课程设计内容

利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;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

第二章2ASK调制与解调原理

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s（t）=，

其中:

an=0,发送概率为P

1,发送概率为1-P

Ts是二进制基带信号时间间隔，g（t）是持续时间为Ts的矩形脉冲:

g（t）=10TS

0其他

则二进制振幅键控信号可表示为

e2ASK（t）=

二进制振幅键控信号时间波型如图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）。

二进制振幅键控信号的产生方法如图2所示，图（a）是采用模拟相乘的方法实现，图（b）是采用数字键控的方法实现。

由图1可以看出，2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似。

所以，对2ASK信号也能够采用非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），其相应原理方框图如图3所示。

图1二进制振幅键控信号时间波型

图2二进制振幅键控信号调制器原理框图

图3二进制振幅键控信号解调器原理框图

第三章电路设计与仿真

3.12ASK调制与解调系统的电路图

2ASK调制与解调系统的仿真电路图如图

2ASK调制与解调系统的仿真电路图

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，开关模块，高斯噪声发生器GaussianNoiseGenerator模块，模拟滤波器模块，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。

3.2模块参数设置

载波为振幅为6V，频率为30弧度/秒的正弦波

带通滤波器的频率范围为10—40弧度每秒

低通滤波器的截止频率为40弧度每秒

判决门限为0.6V

伯努利二进制发生器模块参数如下：

抽样模块的参数设置如下：

3.3仿真波形

1.发出源信号。

2.加入正弦波信号后的信号波形。

3.调制后的信号波形。

4.加入高斯噪声后的波形。

5.经过整流后的信号波形。

6.经过低通滤波器后的信号波形。

7.采样量化编码后的输出源信号波形。

第四章M文件仿真

4.1M文件

%数字信号的ASK调制与解调

%PartI数字信号的ASK调制

clear;%清除空间变量

m=[11010011];%数字信号序列

Lm=length（m）;%序列的长度

F=180;%数字信号的带宽

f=700;%正弦载波信号的频率

A=2;%载波的幅度

Q=f/F;%频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数,为适配下面滤波器参数选取，推荐将Q设为

Q>=1/3

M=500;%一个正弦周期内的采样点数

t=（0:

M-1）/M/f;%一个正弦信号周期内的时间

carry1=repmat（A*sin（2*pi*f*t）,1,Q）;%一个码元宽度内的正弦载波信号

Lcarry1=length（carry1）;%一个码元宽度内的信号长度

carry2=kron（ones（size（m））,carry1）;%载波信号

ask=kron（m,carry1）;%调制后的信号

N=length（ask）;%长度

tau=（0:

N-1）/（M-1）/f;%时间

Tmin=min（tau）;%最小时刻

Tmax=max（tau）;%最大时刻

T=ones（size（carry1））;%一个数字信号‘1’

dsig=kron（m,T）;%数字信号波形

subplot（3,1,1）%子图分割

plot（tau,dsig）%画出数字信号的波形图

gridon%添加网

axis（[TminTmax-0.21.2]）%设置坐标范围

subplot（3,1,2）%子图分割

plot（tau,carry2）%画出载波波形

gridon%添加网格

axis（[TminTmax-1.2*A1.2*A]）%设置坐标范围

subplot（3,1,3）%子图分割

plot（tau,ask）%画出调制后的波形

gridon%添加网格

axis（[TminTmax-1.2*A1.2*A]）%设置坐标范围

%PartII数字信号的ASK相干解调

sig_mul=ask.*carry2;%已调信号与载波信号相乘

figure

（2）%图形2

subplot（4,1,1）%子图分割

plot（tau,sig_mul）%画出信号相乘后的波形

gridon%添加网格

axis（[TminTmax-0.21.2]）%设置坐标范围

%Butterworth模拟低通滤波器设计

[Ord,omega_c]=buttord（4*pi*f*0.6,4*pi*f*0.8,2,30,'s'）;%获得

Butterworth模拟低通原型滤波器的阶数及3dB截止频率

[num,den]=butter（Ord,omega_c,'s'）;%由原型滤波器向实际滤波器转换，获得滤波器的分子，分母系数

h=tf（num,den）;%获得滤波器传递函数%滤波

x=lsim（h,sig_mul,tau）;%运用模拟滤波器对信号进行滤波

subplot（4,1,2）%子图分割

plot（tau,x）%画出滤波后的滤形

gridon%添加网格

axis（[TminTmax-0.30.8]）%设置坐标范围

th=0.25;%抽样判决的阈值设置

t_judge=（0:

Lm-1）*Lcarry1+Lcarry1/2;%抽样判决点的选取

y=（x（t_judge））';%抽样判决时刻时的信号值

y_judge=1*（y>=th）+0*（y<=th）;%抽样判决信号值的0阶保持

y_value=kron（y_judge,ones（size（carry1）））;%抽样判决后的数字信号波形

n_tau=tau+0.5/F;%抽样判决后的信号对应的时间

subplot（4,1,3）%子图分割

plot（n_tau,y_value）%画出抽样判决后的数字信号波形

axis（[min（n_tau）max（n_tau）-0.21.2]）%设置坐标范围

gridon%添加网格

subplot（4,1,4）%子图分割

plot（tau,dsig）%画出原始信号波形与解调后的信号作对比

axis（[TminTmax-0.21.2]）%设置坐标

4.2仿真结果

调制过程及结果如下图：

2ASK解调过程及结果如下图：

第五章心得体会

通过本次课程设计，我们主要解了了2ASK调制与解调原理，特别是2ASK调制解调电路的MATLAB实现与调制性能分析，把本学期学的通信原理等通信类科目的内容应用到本课程设计中来，进一步巩固复习通信原理，MATLAB等课程，以达到融会贯通的目的。

在此期间，首先，在指导老师的帮助下，还有同学之间的互相沟通，通过查阅相关书籍、文献，搞清楚原理框图，为今后的实验及论文写作奠定比较扎实的理论；其次，在原理图的基础之上，设计具体的硬件实现流程图，利用将一个大而复杂的系统分解转化为多个小而简单的模块的思想，在进行整合、连接，将复杂的问题简单化。

了解了更多关于通信的知识，对以后的学习和工作又了莫大的帮助。

通过本次课程设计，加强了对通信系统原理的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算及仿真等环节，进一步提高了分析解决实际问题的能力。

在学习通信原理理论后进行一次电子设计与制作，锻炼了分析、解决电子电路问题的实际本领。

做设计的过程中，需要对已经学过的课本上的知识进行回顾总结，达到了对知识巩固的目的，同时还需要应用到MATLAB软件进行仿真，这就需要对这个软件有更深的了解，进一步熟悉了MATLAB软件的操作过程，为以后的工作打下良好的基础。

第六章参考文献

【1】樊昌信，曹丽娜编著，通信原理，国防工业出版社，2008。

【2】赵静，张瑾，高科新编著，基于Matlab的通信系统仿真，北京航空航天大学出版社，2007。