2ASK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析
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2ASK调制解调系统MATLAB源程序%产生数字基带信号figure('Name','数字信号调制过程中波形及其频谱','NumberTitle','off') fc=1000;fs=4000; ts=1/fs;snr=10;v=100;N=40;m=40;bit=randint(1,m);bits=[];sig=[];for i=1:length(bit) %%length(m)表示信号m的长度if bit(i)==0bits=zeros(1,N);elsebits=ones(1,N);endsig=[sig,bits];end[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(sig,3.5,1024,fs,0.99);SIG= dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);t=ts:ts:ts*m*N;s=cos(2*pi*fc*t); %载波信号[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(s,3.5,1024,fs,0.99);S= dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);s_ask=sig.*s; %调制信号[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(s_ask,3.5,1024,fs,0.99);S_ASK = dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);subplot(321);plot(sig);title('数字基带信号');axis([0 800 -0.5 1.5]);grid on; subplot(322);plot(SIG);title('数字基带信号功率谱');subplot(325);plot(t,s);title('载波信号波形');axis([0 0.4 -1.5 1.5]); subplot(326);plot(S);title('载波信号功率谱');subplot(323);plot(t,s_ask);title('调制后信号波形');axis([0 0.4 -1.5 1.5]); subplot(324);plot(S_ASK);title('调制后信号功率谱');%添加噪声figure('Name','噪声及带通滤波','NumberTitle','off')y = awgn(s_ask,snr);[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(y,3.5,1024,fs,0.99);Y = dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);a=[700,1300];Wp=a/(fs/2);Rp=0.1; Rs=35;Rp=0.1;Rs=35;[b,a]=ellip(4,Rp,Rs,Wp);q=filter(b,a,y);[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(q,3.5,1024,fs,0.99);Q= dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);subplot(221);plot(t,y);title('添加噪声后信号波形')subplot(222);plot(Y);title('添加噪声后信号')subplot(223);plot(t,q);title('带通滤波信号')subplot(224);plot(Q);title('带通滤波信号')%低通滤波及抽样判决figure('Name','低通滤波及抽样判决','NumberTitle','off')ask=q.*s;Wp=300/(fs/2);%Ws=110/(fs/2);Rp=0.1; Rs=35;[b,a]=ellip(4,Rp,Rs,Wp);ss_ask=filter(b,a,ask);[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(ss_ask,3.5,1024,fs,0.99);SS_ASK= dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);subplot(221);plot(t,ss_ask);title('低通滤波信号')subplot(222);plot(SS_ASK);title('低通滤波信号功率谱')sss=[];for i=1:mif ss_ask(N*(i-1)+N/2)>0.5bits=ones(1,N);elsebits=zeros(1,N);endsss=[sss,bits];endsubplot(223);plot(sss);title('抽样判决信号');axis([0 850 -0.5 1.5]);grid on;[Pxx,Pxxc,f] = pmtm(sss,3.5,1024,fs,0.99);SSS= dspdata.psd(Pxx,'Fs',fs);subplot(224);plot(SSS);title('抽样判决信号功率谱')figure('Name','原信号与抽样判决信号比较图像','NumberTitle','off') sig1=sig*1.5;plot(sig1,':');title('原信号与抽样判决信号比较');axis([0 850 -0.5 2]); hold on;plot(sss);legend('原信号','判决信号');。
2DPSK调制与解调系统的仿真1、 2DPSK基本原理1.1 2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定:Φ=0表示0码,Φ=π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端只能采用相干解调,它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK信号在这种绝对移相方式中,发送端是采用某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化,则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式,而采用相对移相方式。
定义∆Φ为本码元初相与前一码元初相之差,假设:∆Φ=0→数字信息“0”;∆Φ=π→数字信息“1”。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下:数字信息: 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位:π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0或:0 π π 0 π π 0 π 0 0 π1.2 2DPSK信号的调制原理一般来说,2DPSK信号有两种调试方法,即模拟调制法和键控法。
2DPSK信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示,其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示,其中码变换的过程为将输入的基带信号差分,即变为它的相对码。
选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0,当输入数字信息为“1”时接pi 。
图1.2.2 键控法调制原理图1.3 2DPSK 信号的解调原理2DPSK 信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一种是差分相干解调法。
1.3.1 2DPSK 信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK 信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声,再与本地载波相乘,去掉调制信号中的载波成分,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,再经过逆差分器,就得到了基带信号。
摘要MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2DPSK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。
关键词:Simulink;2DPSK;相干解调目录摘要 (I)关键词 (I)1 引言 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 课程设计内容 (1)2基本原理 (1)2.1 2DPSK调制与解调原理 (1)2.1.1调制原理 (1)2.1.2解调原理 (2)3系统设计 (4)3.1 2DPSK调制与解调分析 (4)3.1.1 2DPSK调制与解调电路 (4)3.1.2 2DPSK调制部分参数设置 (4)3.1.3 2DPSK解调部分参数设置 (7)3.2 2DPSK调制电路频谱分析 (10)3.3 2DPSK解调电路频谱分析 (12)3.4加有噪声源的调制解调电路分析 (14)4 仿真电路分析与总结 (17)4.1 出现的问题 (17)4.2 解决方法 (17)结束语 (18)参考文献 (18)1 引言2DPSK信号中,相位变化变化是以未调载波的相位作为参考基准的。
由于载波恢复中相位有0、π模糊性,导致解调过程中出现“反相工作”现象,会付出的数字信号“1”和“0”的位置倒置,从而使2psk难以实际应用。
为了克服此缺点,提出了二进制差分相移键控(2dpsk)方式。
1.1 课程设计目的通过课程设计,巩固已经学过的有关数字调制系统的知识,加深对知识的理解和应用,学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。
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2DPSK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。
实验 9:2ASK 调制与解调仿真引言在通信系统中,调制和解调是非常重要的步骤。
调制是将信号转换为适合传输的形式,解调则是将传输的信号还原为原始信号。
2ASK(二进制振幅移键)是一种简单常用的数字调制技术,它通过改变信号的振幅来表示二进制数据。
本实验旨在通过仿真来了解2ASK调制与解调的过程。
实验目标•了解2ASK调制的原理•了解2ASK解调的原理•使用Matlab进行2ASK调制与解调的仿真实验步骤1.2ASK调制–生成二进制数字数据序列(如10101010)–将数字数据转换为对应的调制信号,使用高电平表示1,低电平表示0–将调制信号与载波信号相乘得到2ASK调制信号2.2ASK解调–接收2ASK调制信号–将接收到的信号与载波信号相乘,得到解调信号–使用门限比较器将解调信号转换为二进制数据3.调制与解调的仿真–使用Matlab编写代码进行2ASK调制仿真–使用Matlab编写代码进行2ASK解调仿真–绘制调制与解调的结果图形实验结果与分析在进行2ASK调制与解调的仿真实验后,得到了以下结果和分析:1.调制结果图调制结果图调制结果图在2ASK调制中,信号被转换为对应的调制信号。
调制信号的振幅表示1或0,高电平表示1,低电平表示0。
从调制结果图中可以很明显地看出每个二进制数据的调制信号。
2.解调结果图解调结果图解调结果图在2ASK解调中,接收到的信号与载波信号相乘得到解调信号。
解调信号经过门限比较器转换为二进制数据。
从解调结果图中可以看到,解调得到的二进制数据与调制前的二进制数据完全一致,证明了解调过程的有效性。
实验结果验证了2ASK调制与解调的可行性和有效性,2ASK调制方法可以实现数字信号的传输和解析。
结论本实验通过2ASK调制与解调的仿真,展示了2ASK调制与解调的过程和结果。
实验结果验证了2ASK调制与解调的可行性和有效性。
调制与解调是通信系统中非常重要的步骤,对于数字信号的传输和解析起着至关重要的作用。
信息对抗大作业一、实验目的。
使用 MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk 调制解系统,仿真分析使用信道编码纠错和不使用信道编码时,不同信道噪声比情况下的系统误码率。
二、实验原理。
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法:①利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理;②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法,比如对载波的相位进行键控,便可获得相移键控(PSK)基本的调制方式。
图 1相应的信号波形的示例101数字调相:如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于" 同相 " 状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为" 反相 " 。
一般把信号振荡一次(一周)作为360 度。
如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差180 度,也就是反相。
当传输数字信号时, "1" 码控制发 0 度相位, "0" 码控制发 180 度相位。
载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中,通常用初始相位0 和π分别表示二进制“1”和“ 0”。
因此, 2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+)其中,表示第 n 个符号的绝对相位:=因此,上式可以改写为图 22PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。
2ask信号是一种常见的数字信号处理技术,它在通信系统、信号处理和控制系统中都有着广泛的应用。
MATLAB作为一种强大的计算软件,可以对2ask信号进行仿真、分析和验证。
在MATLAB中,我们可以使用一些内置函数和工具箱来实现对2ask信号的处理和分析。
下面将详细介绍如何使用MATLAB代码来生成和分析2ask信号。
1. 生成2ask信号要生成2ask信号,我们首先需要确定信号的基本参数,如载波频率、调制深度和调制信号。
在MATLAB中,我们可以通过以下代码来生成2ask信号:```matlabfs = 1000; 采样频率t = 0:1/fs:1; 信号时长为1sfc = 100; 载波频率Ac = 1; 载波幅度fm = 10; 调制信号频率m = 0.5; 调制深度s = Ac*(1+m*cos(2*pi*fm*t)).*cos(2*pi*fc*t); 生成2ask信号```在这段代码中,我们首先定义了采样频率、信号时长、载波频率、载波幅度、调制信号频率和调制深度等参数,然后利用MATLAB的向量运算和三角函数来生成2ask信号。
生成的信号可以通过绘图来直观地展示其时域和频域特性。
2. 分析2ask信号一旦生成了2ask信号,我们可以对其进行一系列分析,如时域分析、频域分析、调制深度分析等。
在MATLAB中,我们可以通过以下代码来实现对2ask信号的分析:```matlab时域分析plot(t, s); 绘制时域波形图xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('2ask Signal in Time Domain');频域分析N = length(s); 信号长度S = fft(s)/N; 傅里叶变换f = fs*(0:N/2-1)/N; 频率坐标P = abs(S(1:N/2)); 计算正频率部分的幅值plot(f,P); 绘制频谱图xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude');title('2ask Signal in Frequency Domain');信号调制深度分析m_est = (max(s)-min(s))/(max(s)+min(s)); 估计调制深度disp(['Estimated Modulation Depth: ', num2str(m_est)]);```在上述代码中,我们首先绘制了2ask信号的时域波形图和频谱图,从而直观地了解信号的时频特性。
matlab2ask信号调制与解调原理
MATLAB中2ASK(二进制振幅键控)信号的调制与解调原理如下:
1. 调制原理:基带码元d(t)和高频载波相乘实现2ASK信号的调制。
具体来说,如果基带码元为二进制信号,那么其幅度变化将控制载波信号的通断,从而实现数字信息的传递。
在MATLAB中,可以使用信号处理工具箱中的函数来生成2ASK信号。
2. 解调原理:2ASK信号经过信道传输之后,再和载波相乘,然后经过低通滤波后抽样判决恢复出原始基带码元信号。
解调过程中,使用一个同频同相的本地载波与要解调的信号相乘,去掉高频部分即可恢复出原始的基带码元信号。
在MATLAB中,可以使用信号处理工具箱中的函数来实现2ASK信号的解调。
需要注意的是,以上只是一种简化的2ASK调制和解调过程的描述,实际的通信系统中可能还会包括其他的信号处理过程,如信道编码、调制解调、信号同步等。
在MATLAB中进行仿真时,需要根据实际需求进行相应的设计和调整。
摘要MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2DPSK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。
关键词:Simulink;2DPSK;相干解调目录摘要 (I)关键词 (I)1 引言 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 课程设计内容 (1)2基本原理 (1)2.1 2DPSK调制与解调原理 (1)2.1.1调制原理 (1)2.1.2解调原理 (2)3系统设计 (4)3.1 2DPSK调制与解调分析 (4)3.1.1 2DPSK调制与解调电路 (4)3.1.2 2DPSK调制部分参数设置 (4)3.1.3 2DPSK解调部分参数设置 (7)3.2 2DPSK调制电路频谱分析 (10)3.3 2DPSK解调电路频谱分析 (12)3.4加有噪声源的调制解调电路分析 (14)4 仿真电路分析与总结 (17)4.1 出现的问题 (17)4.2 解决方法 (17)结束语 (18)参考文献 (18)1 引言2DPSK信号中,相位变化变化是以未调载波的相位作为参考基准的。
由于载波恢复中相位有0、π模糊性,导致解调过程中出现“反相工作”现象,会付出的数字信号“1”和“0”的位置倒置,从而使2psk难以实际应用。
为了克服此缺点,提出了二进制差分相移键控(2dpsk)方式。
1.1 课程设计目的通过课程设计,巩固已经学过的有关数字调制系统的知识,加深对知识的理解和应用,学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。
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2DPSK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。
《2ASK/2ASK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析》第1页共26页2ASK/2ASK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析学生姓名:指导老师:摘要本课程设计主要是利用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。
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MATLAB;Simulink;2ASK;波形;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。
理解2ASK 的调制和解调原理并用Simulink软件仿真其实现过程,用Simulink 分析二进制振幅键控信号频谱的变化。
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。
会画出数字通信过程的基本框图,掌握数字通信的2ASK调制方式,学会运用MATLAB 来进行通信系统的仿真;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。
1.2 课程设计的要求熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉2ASK系统的调制解调原理,构建2ASK调制解调电路图.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的频谱的变化。
并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。
在调制与解调电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解调后波形,分析噪声对系统造成的影响。
在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
2.1 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。
通信原理matlab课程设计--2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真南昌大学通信原理课程设计报告题目: 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真姓名:学院:信工学院专业:指导教师:完成日期:2013 年5 月5日一、设计要求课程设计需要运用MATLAB 编程实现2ASK,2FSK,2PSK ,2DPSK 调制解调过程,并且输出其源码,调制后码元以及解调后码元的波形。
二、基本原理二进制数字调制技术原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
通常使用键控法来实现数字调制,比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。
(1)振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和相位保持不变,在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息‘0’和‘1’。
OOK (通-断键控)是一种常用的二进制振幅键控式模拟调制器法 键控法包络检波法)开关电路2e2e同步检测法(2) 一个2FSK 信号可以看成是两个不同载波的2ASK 信号的叠加。
其解调和解调方法和ASK 差不多。
2FSK 信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK 频谱的组合。
2FSK 信号的产生方法采用模拟调频电路来实现:信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。
采用键控法来实现:相邻码元之间的相位不一定连续。
2FSK 信号的解调方法相干解调2e FSK2e FSK非相干解调(3) 2PSK 以载波的相位变化作为参考基准的,当基带信号为0时相位相对于初始相位为0, 当基带信号为1时相对于初始相位为180°。
调制器原理方框图如下:检控法2PSK 信号的解调器原理方框图(4) 2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息,所以又称相对相移键控。
MATLAB第二次实验2ASK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析指导老师:汤建龙作者:余颖智学号:02123021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。
本课程设计主要是利用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。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
1 引言本课程设计主要是深入理解和掌握振幅通信系统的各个关键环节,包括调制、解调、滤波、传输、噪声对通信质量的影响等。
在数字信号处理实验课的基础上更加深入的掌握数字滤波器的设计原理及实现方法。
使我对系统各关键点的信号波形及频谱有深刻的认识。
1.1 实验目的通过本次设计,巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和仿真实现方法,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。
理解2ASK 的调制和解调原理并用Simulink软件仿真其实现过程,用Simulink 分析二进制振幅键控信号频谱的变化。
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。
会画出数字通信过程的基本框图,掌握数字通信的2ASK调制方式,学会运用MATLAB 来进行通信系统的仿真;实现将理论只是和软件设计紧密结合。
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。
1.2 实验内容利用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。
1.3实验要求(1)熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉2ASK/2ASK系统的调制解调原理,构建调制解调电路图.(2)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的频谱的变化。
并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。
(3)在调制与解调电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解调后波形,分析噪声对系统造成的影响。
(4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
2 2ASK调制与解调原理2.1 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,且相互独立。
该二进制符号序列可表示为符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P其中: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。
2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图4 所示。
图2-1 二进制振幅键控信号时间波型2ASK 信号的功率谱密度由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,•所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程,因此在频率域中只能用功率谱密度表示。
2ASK 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,连续谱由信号g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号波形的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。
2ASK 信号功率谱密度推导:已知t nT t g a t e c S n n ωcos )()(0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t s c ωcos )(=,设)(0t e 的功率谱为)(f P e ,s(t)的功率谱为)(f P s 。
则 [])()(41)(fc f Ps fc f Ps f P e -++=, 2)()1()(f G P P f f P s s -=2)1(P f s -+ ∑m s mf G )()(s mf f -δ,s fT j s s s e fT fT T f G πππ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin )(。
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+++=22)()(sin )()(sin 16)(s c s c s c s c s e T f f T f f T f f T f f T f P ππππ[])()(161c c f f f f -+++δδ图2-2 2ASK信号的功率谱密度示意图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2-3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2-4所示。
图2-3模拟相乘法图2-4数字键控法2.2 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2-5、图2-6所示。
图2-5非相干解调方式图2-6 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2-72ASK 信号非相干解调过程的时间波形3设计步骤3.1 simulink 的工作环境熟悉建立一个很小的系统,用示波器观察正弦信号的平方的波形,如图3-1系统中所需的模块:正弦波模块,示波器模块,乘法器;11100000101ab cd图3-1正弦仿真电路图正弦波参数设置如图3-2所示:图3-2 正弦参数设置系统内的示波器显示的波形如图。
图3-3 单正弦波与平方波的对比结论:两正弦波叠加之后的周期是原周期的1/2,频度是原频度的2倍。
3.2ASK调制电路分析(1)通过Simulink的工作模块建立2ASK二级调制系统,用频谱分析仪观察调制前后的频谱,用示波器观察调制信号前后的波形(??用什么仪器)二级2ASK调制与解调系统的仿真电路图如图8图3-4 二级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,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。
(2)系统所用模块的参数设置伯努利二进制发生器模块ernoulli Binary Generator的参数设置为:Probability of a zero 0概率设为0.5,initial seed设为62,Sample time抽样时间为1S,Sample per frame是输入信息码为1。
图3-5 伯努利二进制发生器模块参数设置Power Spectral Density的参数设置为:Sample time抽样时间为0.01s图3-6 Power Spectral Density的参数设置正弦波Sine Wave的参数设置为:频率设为60rad/sec,Phase设置为2rad图3-7 正弦载波的参数设置Product模块的参数设置为:输入端数量设为2图3-8 Product模块的参数设置Sum模块的参数设置为:sample time 设为-1图3-9 Sum模块的参数设置Analog Filter Design模块的参数设置为:图3-10 Analog Filter Desin模块的参数设置Power Spectral Density1模块的参数设置为:Sample time抽样时间为0.01s图3-11 Power Spectral Density模块的参数设置Product1模块的参数设置为:输入端数量设为2图3-12 Product1模块的参数设置Analog Filter Design1模块的参数设置为:图3-13 Analog Filter Design1模块的参数设置Error Rate Calculation模块的参数设置为:延时Receive delay设为2图3-14 Error Rate Calculation模块的参数设置Quantizing Encoder模块的参数设置为:量化分割quantization partition设为[0.2],量化码quantization codebook设为[0 1]。
图3-15 Quantizing Encoder模块的参数设置Display的参数设定为:图3-16 Display的参数设定Scope的参数设定为:示波器的接口有6个,时间范围是自动调整图3-17 Scope的参数设定2)系统运行示波器的显示为:不加噪声示波器显示为如图23,由上到下波形所表示为:1.发出源信号波形。
2.加入正弦波信号后的信号波形。
3.经过带通滤波器后的信号波形。
4.经过低通滤波器后的信号波形。
5.采样量化编码后的输出源信号波形。
图3-18 不加噪声示波器的显示不加噪声 Display的显示为:图3-19 不加噪声 Display的显示加入高斯发生器 Gaussian Noise Generator模块,设置为:Sample time抽样时间为0.03s图3-20 Gaussian Noise Generator模块设置加入高斯噪声后,示波器显示如图26,由上到下波形所表示为:1.发出源信号。
2.加入正弦波信号后的信号波形。
3.加入高斯噪声后的波形。
4.经过带通滤波器后的信号波形。