2ASK2DPSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析毕业设计.doc

2ASK/2DPSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析
摘要:本课程设计是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK与2DPSK复合调制与解调通信系统,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。本课程设计主要是通过对基带信号进行调制解调后再还原成原来的基带信号,用示波器观察调制前后波形,并在电路中加入频谱分析模块,观察调制前后信号频谱的变换,并在调制与解调过程中加入噪声源后分析接受信号的性能。电路通过运行后,基本达到本课程设计的要求。
关键词:MATLAB;Simulink; 2DPSK;相干解调
1 引言
本课程设计主要是学会MATLAB的运用,在MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台下,实现2DPSK与2DPSK复合调制与解调通信系统,且对其进行性能分析。用示波器对调制前与解调后的波形进行比较,并加入频谱分析模块,分析调制前后信号频谱的变化,再分别加入高斯噪声、瑞利噪声、莱斯噪声,并分析系统接受信号的性能。

利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK/;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)熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉2ASK/2DPSK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基本原理
ASK调制与解调
“幅移键控”又称为“振幅键控”,记为ASK。也有称为“开关键控”(通断键控)的,所以又记作OOK信号。ASK是一种相对简单的调制方式。
对于振幅键控这样的线性调制来说,在二进制里,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,使载波时断时续的输出,有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。根据线性调制的原理,一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积[1]。2ASK信号可表示为
式中,为载波角频率,s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列
其中,g(t)是持续时间为、高度为1的矩形脉冲,常称为门函数; 为二进制数字
(1)调制
幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。二进制振幅键控(2ASK), 由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波[2]。原理如图2-1所示,用的是相乘法
图2-1 ASK调制原理
一般载波信号用正弦信号,而调制信号是把数字序列转换成单极性的基带矩形脉冲序列,而这个通断键控的作用就是把这个输出与载波相乘,就可以把频谱搬移到载波频率附近,实现2ASK。实现后的2ASK波形如图2-2示。
图2-2 输出后2ASK的波形
(2)解调
2ASK信号解调的常用方法主要有两种:包络检波法和相干检测法。本课程设计采用相干解调法。
相干检测法原理方框图如图2-3。相干检测就是同步解调,要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号,称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘,经低通滤波滤除第二项高频分量后,即可输出s(t)信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想,低通滤波器输出波形有失真,经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。
图2-3 ASK信号的相干解调
DPSK调制与解调
二进制差分相移键控常简称为二相相对调相,记为2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息,而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。
(1)调制
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。例如,假设相位值用相位偏移△φ表示(△φ定义为本码元初相与前一码元初相只差),并设:
△φ=π→数字信息1