simulink数字通信系统仿真及仿真流程

基于Simulink的通信系统建模与仿真数字通信系统姓 名：XX 完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）ASK调制数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即 ASK（AmplitudeShift Keying）。ASK有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法。乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。键控法是产生ASK信号的另一种方法。二元制ASK又称为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。乘法器实现法框图 键控法实现框图ASK解调ASK的解调有两种方法：1.包络检波法2.相干解调。同步解调也称相干解调， 信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，乘法器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰。由于AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故也可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。相干解调框图 包络检波框图 FSK调制2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（ 0 1或1 0 ）时刻，2FSK 信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终时连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如下图所示： FSK解调FSK信号的解调方法很多，我们主要讨论1.非相干解调2.相干解调。非相干解调框图如下相干解调框图如下PSK调制相移键控是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。移相键控分为绝对移相和相对移相两种。以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差180。PSK的调制有两种方法：1.模拟调制法2.键控法。其框图如下。模拟调制法框图 键控法框图PSK解调PSK信号的解调通常采用相干解调法，相干解调的关键在于如何得到与PSK信号同频同相的相干载波。PSK信号解调时存在“相位模糊”现象。相干解调框图DPSK调制为了解决PSK信号的“相位模糊”现象，我们采用差分相移键控。DPSK是利用前后相邻码元的载波相对变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设为当前码元与前一码元的载波相位差，可定义一种数字信息与之间的关系：=0, 表示数字信息“0”, 表示数字信息“1”也可以定义为=0, 表示数字信息“1”, 表示数字信息“0”也就是说，2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位差才唯一决定信息符号。2DPSK调制框图这里的差分码可取传号差分码或空号差分码。传号差分码的编码规则为：bn=anbn-1 其中，bn为差分码，bn-1为差分码的前一码元，an为基带信号。DPSK解调 DPSK的解调有两种方法：1.相干解调2.差分相干解调 相干解调框图 其中码反变换的规则为：an=bnbn-1 差分相干解调框图二、Simulink仿真流程（完成的Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置的说明，自定义模块的框图及参数）ASK调制与解调ASK框图(模拟相乘法、相干解调)信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波参数：幅度1 频率100rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25ASK框图（模拟相乘法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波参数：幅度1 频率100rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25全波整流器参数：下限0 上限infASK框图（键控法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波参数：幅度1 频率100rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25键控器参数：门限1 U2门限ASK框图（键控法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波参数：幅度1 频率100rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25键控器参数：门限1 U2门限全波整流器参数：下限0 上限infFSK调制与解调FSK框图（模拟相乘法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波1参数：幅度1 频率100rad/s载波2参数：幅度1 频率20rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/sBPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25比较器参数：关系操作FSK框图（模拟相乘法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波1参数：幅度1 频率100rad/s载波2参数：幅度1 频率20rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/sBPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0.25比较器参数：关系操作全波整流器参数：下限0 上限infFSK框图（键控法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波1参数：幅度1 频率100rad/s载波2参数：幅度1 频率20rad/s键控器参数：门限1 U2门限高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/sBPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/sLPF参数：截止频率10rad/s比较器参数：关系操作FSK框图（键控法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波1参数：幅度1 频率100rad/s载波2参数：幅度1 频率20rad/s键控器参数：门限1 U2门限高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/sBPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/sLPF参数：截止频率10rad/s比较器参数：关系操作全波整流器参数：下限0 上限infPSK调制与解调PSK框图（模拟相乘法）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波参数：幅度1 频率100rad/s高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0 U2门限FSK框图（键控法）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s载波1参数：幅度1 频率100rad/s 相位0载波2参数：幅度1 频率100rad/s 相位pi高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/sLPF参数：截止频率10rad/s判决器参数：门限0 U2门限键控器参数：门限1 U2门限DPSK调制与解调DPSK框图（差分相干解调）信源参数：生成多项式1011001 起始状态110001载波1参数：幅度1 频率40*pi 相位pi载波2参数：幅度1 频率40*pi 相位0键控器参数：U20高斯白噪声参数：均值0 标准差0.1BPF参数：下限频率30*pi 上限频率50*piLPF参数：截止频率10*pi时延器参数：时延0.2判决器参数：门限0 U2门限DPSK框图（相干解调）信源参数：生成多项式1011001 起始状态110001载波1参数：幅度1 频率40*pi 相位pi载波2参数：幅度1 频率40*pi 相位0键控器参数：U20高斯白噪声参数：均值0 标准差0.1BPF参数：下限频率30*pi 上限频率50*piLPF参数：截止频率10*pi时延器参数：时延0.2判决器参数：门限0 U2门限三、仿真结果（截取Simulink仿真的实验数据，并对这些结论进行说明）ASK模拟相乘法调制相干解调波形（上：信源波形 下：解调信号波形）ASK模拟相乘法调制包络检波法解调波形（上：信源波形 下：解调信号波形）ASK键控法调制相干解调波形（上：信源波形 下：解调信号波形）ASK键控法调制包络检波法解调波形（上：信源波形 下：解调信号波形）FSK模拟相乘法调制相干解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）FSK模拟相乘法调制包络检波法解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）FSK键控法调制相干解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）FSK键控法调制包络检波法解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）PSK模拟相乘法调制相干解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）PSK键控法调制相干解调波形（上：解调信号波形 下：信源波形）DPSK差分相干解调波形（上：信源波形 下：相干解调波形）DPSK相干解调波形（上：信源波形 下：相干解调波形）由仿真结果可知，相比而言，ASK调制在解调时对于滤波器与噪声参数的设置最为敏感，在理论值情况下，其解调波形边沿仍存在不规则形状。FSK、PSK、DPSK的解调波形明显与信源波形最为相似，但当DPSK进行相干解调时，其波形会有不规则形状。四、性能分析与结论（根据上述仿真得出相应的系统性能的结论，并根据近两周Simulink的学习进行总结）1.ASK信号解调时对于滤波器参数敏感，应注意根据实际调整滤波器参数。而且，与其他数字调制方式相比，ASK对噪声更为敏感。2.当ASK信号信源幅度为1时，判决器判决门限并非0.5，而应该设置为0.25。这是因为：假设信源为m(t),