数字通信实验报告.doc

数 字 通 信综合实验 学院 计算机与电子信息学院 专业 电子信息工程 班级 电信XX-X 姓名 XXX 学号 1103403XXXX 指导教师 陈信 实验报告评分：_ 目 录一、目的和要求3二、实验原理3三、实验内容4四、模块设计4五、实验结果与分析10六、心得体会10七、参考文献11一、 目的和要求目的：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。数字频带传输系统的仿真（用Simulink实现）要求：含纠错编译码、2ASK/2FSK/2PSK/2DPSK调制与解调4种方式中的一种和高斯白噪声的信道。1.画出系统结构图。2.绘制出基带信号、已调信号、解调信号波形和它们频谱图，列出各simulink模块参数设计界面和眼图。二、 实验原理二进制振幅键控原理（2ASK）数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。2ASK信号可表示为 （2-1）式中，为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列 （2-2）其中，g(t)是持续时间、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字 （2-3） 2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制（相乘器法）和键控法。本课程设计运用模拟幅度调制的方法，用乘法器实现。相应的调制如下图：模拟相乘法AM信号的解调一样，2ASK/OOK信号也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）。本课程设计要求的是相干解调，如下图：抽样判决器低通滤波器相乘器 带 通滤 波 器 输出 定时脉冲 相干解调方式三、 实验内容数字频带传输系统的仿真（用Simulink实现）含纠错编译码、2ASK/2FSK/2PSK/2DPSK调制与解调4种方式中的一种和高斯白噪声的信道。四、 模块设计ASK调制首先将信号源的输出信号与载波通过相乘器进行相乘，在MATLAB下Simulink仿真平台构建了ASK调制原理图如下图所示：ASK调制电路图 数字基带信号数据设置：基带码元传码率设为4Baud，基带信号设置为二进制单极性信号数据设置如下图。基带信号数据设置由于信号经过远距离传送时，信号频率越高，信号传送的更远，因此在信号调制过程中，载波信号的频率一般要大于信号源的频率。信号源频率为4 Hz，所以将载波频率设置为8 Hz，参数设置如图3-3 。由于在载波参数设置里，频率的单位是rad/sec，所以即为16*pi。实际上载波频率远大于信号院频率，这样设置只是为了更清晰的观察调制信号波形，了解产生原理。 载波信号参数设置ASK调制与解调 未加噪声的ASK信号产生和解调原理总图如下图所示。 ASK调制与解调仿真电路图 低通滤波器（Filter type为Lowpass）的频带边缘频率与信号源的频率相同，前面设置信号源频率为4 Hz，所以对话框中“Passband edge frequency (rads/sec)：”应填“8*pi”。参数设置如下图所示。低通滤波器数据设置抽样保持器的抽样保持时间应该设为0.25，与基带信号周期时间一致如下图。 抽样保持器参数设置 对于2ASK系统，当发送“0”和“1”概率相等时，判决器的最佳判决门限为a/2，它与接受机输信号的幅度有关。当接收机输入的信号幅度发生变化，最佳判决门限也将随之改变。抽样判决器参数设置如下图所示： 抽样判决器的参数设置 设置好参数之后，进行仿真，由示波器的输出波形可知，信号的调制解调成功，但存在 1比特的时延（用时延时间乘以采样量化编码器的采样频率）。因而，误码器的可接纳时延为1比特。其参数设置如下图所示：误码器的参数设置加入高斯白噪声后的ASK调制与解调加性高斯白噪声（AWGN）在信道中传输。故在加载在接收端之前，然后通过带通滤波器后再次与载波相乘，接着通过低通滤波器、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。如下图所示。 ASK调制与解调中加入高斯白噪声仿真图高斯白噪声的抽样时间设置为0.001(误码少)，如下图所示高斯白噪声的参数设置带通滤波器的下频应该等于载波频率与调制信号频率之差，上频应该等于载波频率与调制信号频率之和。前面已设置信号源频率为4Hz，载波频率为8Hz,计算得上、下截止频率分别为4Hz、12Hz，转换成以rads/sec为单位即为8*pi 、24*pi。参数设置如下图所示：带通滤波器的参数设置五、 实验结果与分析在ASK调制与解调中加入高斯白噪声后各波形图，如下图。 各点信号的波形高斯白噪声的抽样时间设置为0.018时，500个编码中有9个是误码如下图高斯白噪声的抽样时间设置为0.001，没有误码，符合设计要求，如图所示六、 心得体会 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