基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统

1、海南大学课程大作业课程名称:通信原理题目名称:基于 simulink 的 2ASK 与 2FSK 调制解调仿真系统 学 院:信息科学技术学院专业班级:2010级电子信息工程一班姓 名:孙正学 号: 20101601310012 评阅教师:2013年 月 日【摘要】在当今高度信息化的社会, 信息和通信已成为现代社会的”命脉”。 信息作为一种资源,只有通过广泛地传播与交流,才能产生利用价值, 促进社会成员之间的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济 利益。而通信作为传输信息的手段和方式,与传感技术、计算机技术相 互融合, 已成为 21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。 可以预见, 未来的

2、通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深 远的影响。本学期中,除了学习了通信原理的相关理论知识外还进行了实验学 习,通过实验进一步巩固了对理论知识的理解和掌握,进一步理解了通 信原理中各部分知识的作用和意义,也增强了我对本专业的兴趣。 通过本次大作业,我进一步理解了通信原理中调制、解调等相关知 识,强化巩固了本学习所学知识。现将大作业总结如下。【关键词】 通信原理 Matlab Simulink 仿真目录一、数字调制系统 2-ASK 与 2-F SK 介绍 3二、数字调制系统的仿真设计思路 3三、基于 Simulink 的仿真设计 5 3.1 2-ASK 系统设计 5 3.1.

3、1 2-ASK 系统仿真模型设计 5 3.1.2 2-ASK 系统设计仿真结果 9 3.2 2-FSK 系统设计 11 3.2.1 2-FSK 系统仿真模型设计 11 3.2.2 2-FSK 系统设计仿真结果 17一、数字调制系统 2-ASK 与 2-F SK 介绍1.1 二进制幅度键控(2-ASK 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。2-ASK 信号功率谱密度的特点如

4、下:(1 由连续谱和离散谱两部分构成; 连续谱由传号的波形 g(t经线性调制后决 定,离散谱由载波分量决定;(2已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。1.2 二进制频移键控(2-FSK 频移键控是利用两个不同频率 f1和 f2的振荡源来代表信号 1和 0, 用数字信号 的 1和 0去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式,其有 效带宽为 B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是 FSK 信号的最大频偏, 由于数 字信号的带宽即 Fb 值大,所以二进制频移键控的信号带宽 B 较大,频带利用率小。 2-FSK 功率谱密度的特点如下:(1 2FSK 信号的功率谱由连续谱

5、和离散谱两部分构成 , 离散谱出现在 f1和 f2位置;(2 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差 |f1 -f2| fs ,则 出现单峰。二、数字调制系统的仿真设计思路2.1 数字调制系统各个环节分析典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成, 其框图如图 1所示。数字调制是数字通信系统的重要组成部分,数字调制系统的输入端是经编码器 编码后适合在信道中传输的基带信号。对数字调制系统进行仿真时,我们并不关心 基带信号的码型,因此,我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带 信号,不用再经过编码器。 图 1 数字通信系统模型2. 2仿真系统设计思路

6、MATLAB 提 供 的 图 形 界 面 仿 真 工 具 Simulink 由 一 系 列 模 型 库 组 成 , 包 括 Sources(信源模块 , Sinks(显示模块 , Discrete(离散系统模块 , Linear(线性环 节 , Nonlinear(非线性环节 , Connections(连接,Blocksets&Toolboxes(其他环 节 。根据 Simulink 提供的仿真模块, 数字调制系统的仿真可以简化成如图 2所示的 模型: 图 2 数字调制系统仿真框图三、基于 Simulink 的仿真设计3.1 2-ASK系统设计3.1.1 2-ASK系统仿真模型设计设

7、计 2-ASK 仿真模型如图 3所示所示:2ASK 通带基带调制解调仿真系统模型由伯努利二进制随机数产生器, 系统由频 谱仪, 通带 DSB AM 调制与解调器, 加性高斯白噪声信道, 速率转换器及示波器构成。 主要参数设置如下:1. Bernoulli Random Binary Generator (伯努利二进制随机数产生器 图 3 2ASK仿真模型2. Spectrum Scope (频谱仪 用来显示对数字调制后信号的测量。 3. AWGN Channel(加性高斯白噪声信道模拟加性高斯白噪声环境,使传输环境 相同, FSK 的信噪比为 -3dB ,其余两个为 -6 dB。 4. DSB

8、 AM Modulator Paseband (通带 DSB AM调制器 5. DSB AM Demodulator Paseband (通带 DSB AM解调器 6.rate transition(速率转换器 7.scope(示波器 8. Compare to constant(常数比较器 3.1.2 2-ASK系统设计仿真结果运行仿真后,仿真结果显示如图 4所示。 图 4 2ASK 调制前后频谱图上图中 CH1表示的是调制前的信号频谱, CH2表示的是 ASK 调制后的信号波形。 仿真后,得到的波形图如图 5所示。 图 5中,第一张图是调制前原始基带信号的波形,第二张图是调制后通带信号的波

9、 形,第三张是解调信号的波形图。从调制前后可以看出,信号在信道中传播史有一 定的延迟。图 5 2ASK 调制仿真前后波形图3.2 2-FSK系统设计3.2.1 2-FSK系统仿真模型设计设计 2-FSK 仿真模型如图 6所示: FSK基带调制仿真系统模型由伯努利二进制随机数产生器,频谱仪,基带 M-FSK 调制与解调器,加性高斯白噪声信道,速率转换器及显示器构成。主要参数设置如下: 1. Bernoulli Random Binary Generator (伯努利二进制随机数产生器 图 6 FSK基带调制仿真系统框图2. Spectrum Scope (频谱仪 用来显示对数字调制后信号的测量。

10、 3. AWGN Channel(加性高斯白噪声信道模拟加性高斯白噪声环境,使传输环境 相同, FSK 的信噪比为 -3dB ,其余两个为 -6 dB。 4、 Real-Imag to Complex5. M-FSK Modulator Baseband (基带 M-FSK 调制器 通信原理大作业 6. MSK Demodulator Baseband (基带 MSK 解调器 位置：Communications BlocksetModulationDigital Baseband Modulation 7.rate transition(速率转换器 - 15 - 基于 simulink 的 2

11、ASK 与 2FSK 调制解调仿真系统 8.scope(示波器 9. sine wave(正弦波 模型中出现的但在之上未涉及的模块均采用系统默认参数。 - 16 - 通信原理大作业 3.2.2 2-FSK 系统设计仿真结果 运行仿真后，仿真结果显示如图 7 所示。 图 7 2FSK 调制前后频谱图 图 7 中 CH1 表示的是基带信号的功率谱，而 CH2 表示 2FSK 调制后通带信号的功 率谱。 - 17 - 基于 simulink 的 2ASK 与 2FSK 调制解调仿真系统 仿真后，得到的波形图如图 8 所示。 图 8 仿真后的到的波形图 上图中第一张图是调制前原始基带信号的波形，第二张图是调制后通带信号的 波形，第三张是解调信号的波形