数字频带传输系统2ASK的simulink仿真实现Word文档下载推荐.docx
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成绩：
摘要
此次课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台对2ASK频带传输系统仿真，并把运行仿真结果输入到显示器，根据显示器结果分析设计的系统性能。
在设计中，目的主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK调制。
产生一段随机的二进制非归零码的频带信号，对其进行ASK调制后再加入加性高斯白噪声传输，在接收端对其进行ASK解调以恢复原信号，观察还原是否成功。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
关键词：
Simulink；
高斯白噪声；
调制与解调
目录
第一章二进制振幅键控（2ASK）的分析4
第二章2ASK频带系统设计方案6
2.1仿真系统的调制与解调过程6
2.2SIMULINK下2ASK系统的设计6
第三章仿真结果分析11
第四章遇到的问题及解决的方法14
总结15
参考文献16
致谢17
第一章二进制振幅键控（2ASK）的分析
由模拟调制原理，2ASK信号可由单极性二元基带信号与载波相乘得到。
设二进制序列为{
}，
取0或1，单极性二元基带信号可表如式（1-1）
（1-1）
其中，
为幅度为1的单极性NRZ（不归零）方波，
为传输时的码元间隔。
假定载波为
，则2ASK信号为如式（1-2）
（1-2）
2ASK信号也可以逐时隙地简单表述为如式（1-3）
（1-3）
“传号”指码元1，“空号”指码元0，它们是电报术语。
从2ASK信号波形可见，“传号”与“空号”直观地反映这种传输方式的“启闭”特点。
包络检波器解调方法：
2ASK信号最常用的解调方法是包络检波法，这种方法根据信号的振幅与数字符号直接对应的的特点，其原理与AM的包络检波类似。
由于它不需要任何载波信息，因而属于非相干解调。
图1.1非相干解调方式
接收系统中包含下面三个基本单元：
（1）带通滤波器（BPF）对准信号的频带，让信号几乎无失真通过的同时尽量抑制带外噪声。
通常，中心频率为
，带宽为
，B为基带信号带宽，常常取为
。
因为，可以为BPF的输出为如式（1-4）
（1-4）
假定信道中的白噪声的功率谱密度为
，则上式中的n（t）而为窄带高斯白噪声，功率（方差）为如式（1-5）
（1-5）
（2）核心单元包络检波器可用简单的整流滤波器电路实现，所以，这种接收系统简单实用。
有图可清楚地看到，
的包络就是m（t）,因此，只要信号足够强，包络检波器的输出y（t）基本上就是m（t）,只是还包含有噪声成分。
（3）抽样器的定时信号有符号同步单元从y（t）中提取。
判决器的门限通常设为
，假定抽样值为y，则判决准则为如式（1-6）
（1-6）
2ASK系统简便，其抗噪性能不强，实际工程中通常要求BPF的输出信噪比足够高，这时，包络接收系统的误码率为如式（1-7）
（1-7）
是BPF的输出信噪比。
另外，包络检波器具有门限效应，即当
低到一定的门限值以下后，误码率会随
的降低而迅速恶化，系统无法正常工作。
第二章2ASK频带系统设计方案
2.1仿真系统的调制与解调过程
首先将信号源的输出信号与载波通过相乘器进行相乘，在接收端通过带通滤波器后再通过包络检波器，接着通过抽样判决器，最后由示波器显示出各阶段波形，并用误码器观察误码率。
信源采用的是BernoulliBinaryGenerator产生频率为200Hz的随机二进制单极性不归零码，调制的目的一是将信号频谱搬移到适合信道传输的区域，二是实现信道频分复用。
在本设计中，振荡电路是由SineWave产生10kHz的正弦信号作为载波，并用模拟调制方法。
信道采用加性高斯白噪声信道，加性高斯白噪声（AWGN）从统计上而言是随机无线噪声，其特点是其通信信道上的信号分布在很宽的频带范围内。
解调方式采用包络检波，优点是易于物理实现。
抽样判决采用Relay模块。
2.2SIMULINK下2ASK系统的设计
分别说明信源、调制过程、解调过程、信道、抽样判决器的建模方法，及选用的simulink模块及相应的参数设置情况，最后给出总的模型图将信号源的码数率设为0.005B/S,即频率为200Hz。
参数设置如图2.1所示：
图2.1信号源参数设置
在调制系统中，载波信号的频率一般要大于信号源的频率。
信号源频率为200Hz，所以将载波频率设置为10kHz，波形为sine，幅值为1。
载波信号参数如图2.2所示：
图2.2载波信号参数设置
调制选择模拟调制法，将信号与载波通过Product相乘器。
如下图所示：
图2.3Product相乘器
信道采用加性高斯白噪声，信道如图2.4所示：
图2.4高斯白噪声信道参数设置
解调采用包络检波法，先通过带通滤波器，经过调试其参数设置如图2.5所示：
图2.5带通滤波器参数设置
在通过包络检波器，其中低通滤波器的参数设置如图2.6所示：
图2.6低通滤波器参数设置
由于信号功率在经过一系列传送之后变小，所以在抽样判决器前加一个增益，抽样判决采用Relay模块，参数设置如图2.7所示：
图2.7抽样判决器参数设置
在MATLAB下Simulink仿真平台构建了ASK调制与解调仿真电路图如图2.8所示：
图2.8
第三章仿真结果分析
给出模型图中各点输出时域波形，对结果进行分析；
分别对发送信号和接收信号的功率谱进行估计，对比其结果；
统计传输过程的误码率并分析造成误码的原因，计算传输前后的误码率，绘制信噪比-误码率曲线，并与理论曲线比较进行说明
图3.1调制后的波形
上图从上到下依次是原始信号波形、调制后的波形、经信道发送后的波形、经过带通滤波器滤波后的波形、经过包络检波器的波形，其中经信道发送后有毛刺，这些毛刺说明有噪声。
图3.2调制后的信号
从上到下依次是原始信号的波形、调制后的信号波形。
通过观察可知解调后的信号与信源波形基本相同但有一定的延时。
图3.3调制解调后的波功率谱
上述功率谱依次是原始信号波形、经过调制后的波形、经过调制解调后的波形所对应的功率谱。
由图可知，原信号经过调制将频谱搬移到10kHz，经过解调后搬到原来的频谱，经过调制解调后有失真产生。
误码产生原因有：
信道噪声，滤波器不理想，判决门限设置不合适。
二进制数字频带传输系统,误码率与信号形式（调制方式）,与噪声的统计特性,解调及译码判决方式有关。
对于二进制数字频带传输系统,无论采用何种方式,何种检测方法,其共同点都是随着输入信噪比增大时,系统的误码率就降低;
反之,当输入信噪比减小时,系统的误码率就增加。
图3.4信噪比与误码率的变化关系图
由上图可以看出：
随着输入信噪比增大，系统的误码率降低；
反之，当输入信噪比减小时,系统的误码率就增加。
第四章遇到的问题及解决的方法
（1）解调后的时域波形为一条直线？
判决前应加上增益模块，或降低判决门限
（2）延时时间较大，且误码率较大？
调节低通和带通滤波器，和增益大小；
添加延时器，并测试延时长短
（4）功率谱不正确？
调整ZeroOrderHold的大小，调整频率谱的显示范围到正确的频率范围。
（4）频谱图看着像折线，不圆滑
采样点太少，增加采样点即提高0阶保持器抽样频率；
观看位局部图太小，调大坐标轴数值范围。
（5）无论如何改变信道比及带宽，误码率都较大。
准确计算解调信号的延时时间，改变延时模块的延时时隙。
总结
在本次课程设计中，我了解到了通信系统仿真的重要性和simlink功能的强大。
它可以很好地让我们理解通信原理以及其中的过程，能够对系统进行仿真，这对于我们专业的学生来说是非常重要。
我们以后会经常用到系统仿真来设计我们所需的通信系统，需要从仿真结果检验出我们所设计的系统是否达到目标，从中及时发现并解决问题，不断地改进和优化方案，这样可以提高效率，节约投资，缩短开发设计时间。
经过将近一周的设计制作，我对通信系统的仿真有了很大的了解，掌握的设计的方法和思路，提高了对系统的分析能力和解决能力。
在这次课程设计中，我也遇到了许多的困难，如参数的设置，如何将不同的功能框图整合一起以实现更强大的功能，怎么降低误码率等等。
该设计终于做完，其功能基本上可以满足设计要求。
由于个人能力有限，有许多地方没有做的那么完美，需要将来做进一步的改善。
通过这次课程设计，我对matlab有了较深的认识，真正把理论与实践联系起来，是我所学的专业知识得到了运用，更深刻的理解了理论知识，理论联系实际的实践操作能力也进一步提高。
并且强化自己分析问题、解决问题和团队合作的能力，加深了对软件的掌握和应用，为下一次课程设计打好基础。
再次感谢老师在课程设计中对我们的帮助和教导！
参考文献
[1]张圣勤.MATLAB7.0实用教程.北京：
机械工程出版社，2006
[2]桑林，郝建军，刘丹谱.数字通信.北京：
北京邮电大学出版社，2007
[3]樊昌信，曹丽娜.通信原理.北京：
国防工业出版社，2009
[4]徐远明.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.西安：
西安电子科技大学出版社，2005
致谢
本次综合训练是在陈老师的悉心指导下完成的，我要感谢陈老师悉心指导和无私地帮助，陈老师渊博的知识，严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风，平易近人的性格都是我们学习的楷模。
在此谨向陈老师表示忠心的感谢和崇高的敬意。
这次综合训练让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。
我了解到做任何事都要有耐心、而且要细心做事。
这段时间让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我就会找同学帮助。
所以也非常感谢帮助我的同学。
最后感谢院领导给我们提供上机的机会，并再次感谢帮助过我的老师和同学。
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