基于Simulink的2ASK通信系统的设计及仿真幻灯片

基于Simulink的2ASK通信系统的设计及仿真 1 2ASK数字传输系统仿真 用数字基带信号控制载波 把数字基带信号变为数字带通信号的过程称为数字调制 数字调制与模拟调制基本原理相同 但数字信号有离散取值的特点 因此数字调制技术有两种方法 利用模拟调制方法实现数字调制 利用数字信号离散取值特点通过开关键控载波 即键控法 2 4 24 2020 数字通信系统的基本模型 接收滤波器 受信者 噪声源 信道 基带信号发生器 信号源 从消息传输角度看 系统包括了两个重要交换 即消息与数字基带信号之间的交换 数字基带信号与信道信号之间的交换 通常前一种交换由发收端设备完成 而后一种交换则由调制和解调完成 3 4 24 2020 2ASK二进制振幅键控 振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息 其频率和初始相位保持不变 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 或 1 二进制振幅键控信号由于一个信号状态始终为零 故又常称为通断键控信号 4 4 24 2020 2ASK调制原理 数字调制技术有两种方法 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 如图1 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 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 如图二 乘法器 s t cos t 2 t cos t 2 t s t 开关电路 图1模拟相乘法 图2数字键控法 5 4 24 2020 2ASK解调原理 2ASK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 此次设计采用相干解调 如图3 与模拟信号的接收系统相比 这里增加了一个 抽样判决 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 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 抽样判决器 2 t cos t 定时脉冲 输出 6 4 24 2020 总框图设计 信道 带通滤波器 低通滤波器 抽样判决器 2 t n t 输出 s t 乘法器 乘法器 cos t cos t 7 4 24 2020 参数选择 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 An 0概率为P为空号时域波形为g1 t 频域为G1 f 1概率为1 P为传号时域波形为g2 t 频域为G2 f 2ASK信号的一般表达式为 e2ASK ang t nTs cos ct参数选择 1 传输数字信号码元速率RB 10Hz 2 载波频率fc 100Hz 3 信号功率Si o 5w 4 噪声功率Ni 0 01w 8 4 24 2020 参数计算 1 带宽B 2RB 20Hz 2 带通特性H f 3 输入噪声功率Ni 0 001W 4 输入信噪比r Si Ni 50 6 低通特性H f 0其他90Hz f 110Hz 0其他 f 10Hz 9 4 24 2020 Simulink仿真 电路图 10 4 24 2020 部分参数设置 载波 输入信号 11 4 24 2020 部分参数设置 带通滤波器 低通滤波器 12 4 24 2020 部分参数设置 抽样判决器 设置低通滤波器的输出信号大于0 25时 输出1 小于0 25时输出0 13 4 24 2020 第一路为输入信号波形图第二路为ASK已调后的波形图第三路为加入噪声后的波形图第四路为经过带通滤波器后的波形图第五路为经过带通滤波器后与载波相乘后的波形图第六路为经过低通滤波器后的波形图第七路为ASK解调后的波形图 Simulink仿真 14 4 24 2020 未加噪声时波形图 由仿真波形可以看出解调后的波形与输入波形复制周期完全一致 存在0 01s左右的延迟 模拟仿真 15 4 24 2020 加上带限白噪声 噪声功率0 001 模拟仿真 16 4 24 2020 加上带限白噪声 噪声功率0 01 模拟仿真 17 4 24 2020 加上高斯噪声 模拟仿真 18 4 24 2020 课设总结 通过这次的课程设计 进一步了解了二进制振幅键控即2ASK的基本原理及其解调方法 主要是相干解调 在学习过程中 遇到过许多困难 比如参数设置的不理想 因此总是会出现波形