基于Systemview的2ASK信號(hào)調(diào)制與解調(diào)

1、通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告 題目：幅移鍵控2ASK系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模與計(jì)算機(jī)仿真分析班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 實(shí)習(xí)時(shí)間：一 、實(shí)習(xí)目的：1. 掌握 2ASK 解調(diào)原理及其實(shí)現(xiàn)方法，了解線性調(diào)制時(shí)信號(hào)的頻譜變化；2. 認(rèn)識(shí)和理解通信系統(tǒng)，掌握信號(hào)是如何經(jīng)過(guò)發(fā)端處理被送入信道然后在接收端還原；3. 學(xué)會(huì)2ASK傳輸系統(tǒng)的二級(jí)調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu)，測(cè)試2ASK傳輸信號(hào)加入噪聲后的誤碼率，分析2ASK傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能； 二、 實(shí)習(xí)儀器：1. 計(jì)算機(jī) 2. System View軟鍵三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：二進(jìn)制幅度鍵控調(diào)制(2ASK或OOK)在幅度鍵控中載波幅度時(shí)隨著調(diào)制信號(hào)而變化的，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法

2、(調(diào)制方法)有兩種。如下圖，是一般的模擬幅度調(diào)制方法。乘法器 二進(jìn)制數(shù)據(jù) 2ASK輸出載波抽樣判決器低通濾波另外，2ASK解調(diào)原理方框圖如下：相 乘帶通濾波輸入 2ASK定時(shí)脈沖cost(a)相干解調(diào)法:抽樣判決低通濾波整流帶通濾波輸入2ASK定時(shí)脈沖(b)包絡(luò)檢波法:1.2ASK是利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，其頻率和初始相位保持不變。在2ASK中，載波的幅度變化只有兩種變化狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息“0”或“1”。2ASK常用的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。本次仿真用模擬調(diào)制法。2.系統(tǒng)搭建及參數(shù)設(shè)置：如圖-1System view 系統(tǒng)時(shí)鐘及采樣率設(shè)置參數(shù)：進(jìn)行系統(tǒng)定時(shí)，將S

3、ample Rate設(shè)置為系統(tǒng)最高頻率的10倍，即為1000Hz; No. of Sample 則可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變；其他參數(shù)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)需要自動(dòng)設(shè)置。 如圖-2系統(tǒng)仿真模塊連接圖：注：連接圖符時(shí)，注意圖符之間連線的方向。部分系統(tǒng)參數(shù)：Token 0: amp=1, freq=10;Token 7: Std Dev=1,Mean=0;Token 9(19): Low Cutoff=30, Hi Cutoff=160；Token 10: Gate Delay=0,Threhold=0.5;Token18：Low Cutoff=30；Token20：Low Cutoff=60；Token 21:

4、 Gate Delay=0,Threhold=0.5;Token 22(14): amp=1, freq=100；如圖-3源信號(hào)波形：圖-3信號(hào)源波形圖通過(guò)波形可以看出，在2ASK中，載波的幅度只有兩種變化狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息“0”或“1”。 如圖-4原信號(hào)頻譜圖： 圖-4原信號(hào)頻譜波形如圖-5已調(diào)信號(hào)波形： 圖-5已調(diào)信號(hào)波形如圖-6已調(diào)信號(hào)頻譜波形：圖-6已調(diào)信號(hào)頻譜波形注：創(chuàng)建系統(tǒng)模塊時(shí)，根據(jù)本圖設(shè)置帶通濾波器及低通濾波器通帶帶寬參數(shù)。如圖-7經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波法調(diào)制出的波形： 圖-7包絡(luò)檢波頻譜圖注：經(jīng)過(guò)非相干解調(diào)調(diào)制后的波形，與原信號(hào)相比，波形基本一致，有一定延時(shí)。如圖-8包絡(luò)檢波頻譜

5、圖：圖-8包絡(luò)檢波頻譜如圖-9經(jīng)過(guò)相干解調(diào)法調(diào)制出的波形： 圖-9 相干解調(diào)法調(diào)制出的波形注：經(jīng)過(guò)相干解調(diào)調(diào)制后，得出的波形圖跟源信號(hào)基本一致，有一定延時(shí)。如圖-8相干解調(diào)頻譜波形：圖-8 相干解調(diào)頻譜波形如圖-9源信號(hào)、包絡(luò)檢波出的信號(hào)、相干解調(diào)出的信號(hào)疊加圖： 圖-9源信號(hào)、包絡(luò)檢波出的信號(hào)、相干解調(diào)出的信號(hào)疊加圖 注：圖中為經(jīng)過(guò)相干解調(diào)的信號(hào)和包絡(luò)檢波的信號(hào)，兩個(gè)解調(diào)后的信號(hào)均與調(diào)制信號(hào)相同，都有一定的延時(shí)。四、系統(tǒng)仿真結(jié)果分析：調(diào)制時(shí)，輸入信號(hào)通過(guò)載波調(diào)制形成2ASK信號(hào)，通過(guò)調(diào)制出的波形可以看出，在2ASK中，載波的幅度變化只有兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息“0”或“1”。經(jīng)過(guò)信道時(shí)，

6、加入(高斯)噪聲，在非相干解調(diào)時(shí)，通過(guò)半波整流器、低通濾波器，抽樣判決器，最后的波形輸出與開(kāi)始時(shí)的輸入信號(hào)相同，但有時(shí)延，說(shuō)明費(fèi)相干解調(diào)設(shè)計(jì)基本正確。經(jīng)過(guò)信道時(shí)，加入(高斯)噪聲，相干解調(diào)時(shí)，經(jīng)過(guò)與載波同頻同相的正弦信號(hào)、低通濾波器、抽樣判決器，最后的波形輸出與開(kāi)始時(shí)的輸入信號(hào)相同，也有時(shí)延，說(shuō)明相干解調(diào)設(shè)計(jì)基本正確。根據(jù)圖1-7所示調(diào)制信號(hào)的圖形與解調(diào)后的信號(hào)圖形基本一致，在每段的起始因?yàn)樾盘?hào)不穩(wěn)定，在信道傳輸過(guò)程中也有噪聲出現(xiàn)，所以出現(xiàn)了微小的波動(dòng)。這與濾波器濾波誤差也相關(guān)。相干解調(diào)需要插入相干載波，而非相干解調(diào)不需要載波，但需要(半波)整流器，包絡(luò)檢波時(shí)設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)對(duì)比得出，對(duì)

7、于2ASK系統(tǒng)，在相同的信噪比條件下，相干解調(diào)法的抗噪聲性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法；大信噪比條件下，包絡(luò)檢波性能接近相干解調(diào)性能。五、總結(jié)：由圖1-7，結(jié)合系統(tǒng)分析，得出結(jié)論：用相干解調(diào)和非相干解調(diào)都能解調(diào)出原始波形。但是由于信號(hào)易受外界噪聲的干擾，加入噪聲后，就不能完整地解調(diào)出原始波形來(lái)。因而2ASK的抗噪性能較差。當(dāng)然在整個(gè)仿真過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)很多實(shí)際問(wèn)題，比如，很多復(fù)雜的模塊參數(shù)很難正確設(shè)置，導(dǎo)致仿真波形出現(xiàn)很大偏差。通過(guò)這次System View 信號(hào)傳輸仿真設(shè)計(jì)，對(duì)信號(hào)傳輸與通信實(shí)現(xiàn)有了進(jìn)一步了解，盡管是非常基礎(chǔ)的2ASK調(diào)制與解調(diào)仿真，但對(duì)現(xiàn)代通信的基本方式與原理有了基本了解。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到，

8、System View軟件的應(yīng)用更培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題，讓我們對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識(shí)并加以綜合提高，學(xué)會(huì)將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問(wèn)題的能力，也讓我掌握System View仿真軟件的使用方法以及一些基本通信電路的結(jié)構(gòu)原理。在這次課程設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了很多自身的不足，基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，不細(xì)心等，這些必須在將來(lái)的學(xué)習(xí)生活中慢慢改進(jìn)，加以克服，我懂得真理需要在一次一次不斷的實(shí)踐中才能獲得，不但在知識(shí)上，更在人生道路上給我上了重要的一課。六、參考文獻(xiàn)：1 曹麗娜 張衛(wèi)鋼 .編著 通信原