2ASK调制与解调仿真设计
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课程设计(论文)任务书
信息工程 学 院 通信工程 专 业 11-1 、2、3、4 班
一、一、课程设计(论文)题目 基于Simulink的数字通信系统的仿真设计
二、课程设计(论文)工作自 2014 年 6 月 16 日起至 2014 年 6 月 27 日止。
三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室(4-410)。
四、课程设计(论文)内容要求:
1.本课程设计的目的
(1)使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理;
(2)培养学生采用Simulink仿真软件对各种电路进行仿真的方法;
(3)培养学生对二进制数字调制及解调电路的理解能力;
(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力;
(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求
1)基本要求:
(1)学习Simulink仿真软件的使用;
(2)对数字通信系统调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析;
(3)提出数字通信系统调制及解调电路的设计方案,选用合适的模块;
(4)对所设计系统进行仿真;
(5)并对仿真结果进行分析。
a. 2ASK调制及解调
b. 2FSK调制及解调
c. 2PSK调制及解调
d. 2DPSK调制及解调
e. MASK,MFSK,MPSK,MSK,QAM(至少选做一种)
2)创新要求:
3)课程设计论文编写要求
(1)要按照书稿的规格打印誊写毕业论文
(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等
(3)毕业论文装订按学校的统一要求完成
4)答辩标准:
(1)完成原理分析(20分)
(2)系统方案选择(30分) (3)仿真结果分析(30分)
(4)论文写作 (20分)
5)参考文献:
(1)王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》 人民邮电出版社第1版 .2010.11.1
(2)赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》 北京航空航天大学出版社
6)课程设计进度安排
内容 天数 地点
构思及收集资料 2 图书馆
仿真 5 实验室
撰写论文 3 实验室
学生签名:
2014年6月16日
课程设计(论文)评审意见
(1)完成原理分析(20分):优( )、良( )、中( )、一般( )、差( );
(2)系统方案选择(30分):优( )、良( )、中( )、一般( )、差( );
(3)仿真结果分析(30分):优( )、良( )、中( )、一般( )、差( );
(4)论文写作 (20分):优( )、良( )、中( )、一般( )、差( );
(5)格式规范性及考勤是否降等级:是( )、否( )
评阅人: 职称: 副教授
2014 年 6 月27 日
1数字通信系统调制与解调的工作原理
在数字基带传输系统中,为了使数字基带信号能够在信道中传输,要求信道应具有低通形式的传输特性。然而,在实际信道中,大多数信道具有带通传输特性,数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。因此必须用数字基带信号对载波进行调制,产生各种已调数字信号。
图 2-1 数字调制系统的基本结构
数字调制与模拟调制原理是相同的,一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制。但是,数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点,其取值是有限的离散状态。这样,可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。基本的数字调制方式有:振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)、差分相移键控(DPSK)。本章重点论述上述数字调制系统的工作原理。
1.1 二进制振幅键控(2ASK)工作原理
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。
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
(2-1-1)
其中:
(2-1-2)
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:
(2-1-3)
则二进制振幅键控信号可表示为
(2-1-4)
二进制振幅键控信号时间波型如图 2-1-1所示。 由图 2-1-1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 2-1-3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 2-1-2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 2-1-3所示。2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图 2-1-4所示。
图 2-1-1二进制振幅键控信号时间波型
图2-1-2 二进制振幅键控信号调制器原理框图
图 2-1-3 二进制振幅键控信号解调器原理框图
图 2-1-42ASK信号非相干解调过程的时间波形
2 数字通信系统的调制与解调仿真设计及结果分析
2.1 2ASK信号的调制与解调仿真设计及结果分析
2.1.1 调制与解调仿真设计图如下:
参数设置说明:随机方波为序列信号源(A=1,f=4Hz),正弦波为载波(A=1,f=8*pi),带通滤波器(0.01*pi——50*pi),低通滤波器(8*pi),抽样频率为4Hz。由于信号经过调制、传输后。解调出来的波形有延时,故用延时器以更好的对比波形。
2.1.2 调制结果波形图如下:
第一个波形为方波序列信号;第二个波形为载波;第三个波形为调制波形(2ASK波形)。
2.1.3解调结果波形图如下:
第一个波形为解调出来的波形,第二条波形为序列信号经延时一个Ts的波形。由波形对比可知本次2ASK调制与解调仿真设计合理。