哈工程通信原理軟件兩人一組實驗

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實 驗 報 告課程名稱 通信原理實驗實驗項目名稱設(shè)計一個采用2ASK（OOK）調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)實驗類型實驗學(xué)時班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師實驗室名稱21B 351實驗時間實驗成績預(yù)習(xí)部分實驗過程表現(xiàn)實驗報告部分總成績教師簽字日期哈爾濱工程大學(xué)教務(wù)處 制題目：選題四 設(shè)計一個采用2ASK（OOK）調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng) 1 實驗要求：2.1設(shè)計系統(tǒng)整體框圖及數(shù)學(xué)模型； 2.2產(chǎn)生離散二進制信源，進行信道編碼（漢明碼），產(chǎn)生2ASK信號； 加入信道噪聲（高斯白噪聲）； 2.3 2ASK信號相干解調(diào)，信道解碼； 2.4系統(tǒng)性能分析（信號波形、頻譜，白噪聲的波形、頻譜，信道編解碼帶來的

2、系統(tǒng)誤碼率性能增益，誤碼率與理論曲線對比等）。 三實驗基本原理 3.1二進制振幅鍵控（2ASK）振幅鍵控（也稱幅移鍵控），記做ASK,或稱其為開關(guān)鍵控（通斷鍵控），記做OOK 。二進制數(shù)字振幅鍵控通常記做2ASK。 對于振幅鍵控這樣的線性調(diào)制來說，在二進制里，2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)的輸出，有載波輸出時表示發(fā)送“1”，無載波輸出時表示發(fā)送“0”。根據(jù)線性調(diào)制的原理，一個二進制的振幅調(diào)制信號可以表示完成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的乘積。2ASK信號可表示為 式中,為載波角頻率，s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列 其中，

3、g(t)是持續(xù)時間為、高度為1的矩形脈沖，常稱為門函數(shù)； 為二進制數(shù)字 3.2 2ASK調(diào)制原理及框圖通常，二進制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法有兩種，如下圖2.2所示。圖2.2（a）就是一般的模擬調(diào)制方法，不過這里的是s（t）由上式規(guī)定，即圖2.2（b）就是一種鍵控方法，這里開關(guān)電路受s(t)控制。二進制振幅鍵控信號，若一個信號狀態(tài)始終為零，相當(dāng)于處于斷開狀態(tài)，即此時常稱為通斷鍵控信號（OOK）信號 圖1 圖23.3 2ASK解調(diào)原理及框圖如同AM信號的解調(diào)方法一樣，OOK信號也有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）和（同步檢波）。相應(yīng)的接收系統(tǒng)組成的方框圖如圖所示。 二進制振幅鍵控方式是數(shù)字

4、調(diào)制中出現(xiàn)最早的，也是最簡單的。這種方法最初用于電報系統(tǒng)，但由于它在抗噪聲的能力上較差，故在數(shù)字通信系統(tǒng)中用得不多。 帶通濾波器（BPF）恰好使2ASK信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。低通濾波器（LPF）的作用是濾除高頻雜波，使基帶信號（包絡(luò)）通過。抽樣判決器包括抽樣、判決及碼元形成器。定時抽樣脈沖（位同步信號）是很窄的脈沖，通常位于每個碼元的中央位置，其重復(fù)周期等于碼元的寬度。不計噪聲影響時，帶通濾波器輸出為2ASK信號，即，包絡(luò)檢波器輸出為s(t)。經(jīng)抽樣、判決后將碼元再生，即可恢復(fù)出數(shù)字序列。 圖3 2ASK非相干解調(diào)接收系統(tǒng) 圖4 2ASK相干解調(diào)接收系統(tǒng)四仿真方案（含程序流

5、程圖），參數(shù)設(shè)置 用MATLAB函數(shù)來實現(xiàn)，二進制振幅鍵信號可以表示完成一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的乘積。通常它的調(diào)制方法有兩種，即模擬幅度調(diào)制方法和鍵控方法，在MATLAB里我們采用模擬幅度調(diào)制的方法，解調(diào)采用相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）的方式。我們用SOURCE函數(shù)來產(chǎn)生一個原始二進制基帶信號，即一個單矩形脈沖序列。以askModu函數(shù)來進行模擬幅度調(diào)制，得到一個已調(diào)2ASK信號，并用此函數(shù)進行此2ASK信號的頻譜分析。然后用gussian函數(shù)加入加性高斯白噪聲，再用demoASK函數(shù)進行想干解調(diào)并分別輸出各點的輸出波形，最后經(jīng)過抽樣判決后得出輸出波形。同時我們用CheckRateP

6、e函數(shù)來得出誤碼率，最后運行主函數(shù)ASK_main可以看到各種波形。五程序源代碼實驗結(jié)果（含仿真圖形輸出）及分析5.1.1 source函數(shù)function sendSignal=source(n,N) sendSignal=randint(1,n) bit=; for i=1:length(sendSignal) if sendSignal(i)=0 bit1=zeros(1,N); else bit1=ones(1,N); end bit=bit,bit1; end figure(1) plot(1:length(bit),bit),title(發(fā)送端二進制波形),grid on; axi

7、s(0,N*length(sendSignal),-2,2);end5.1.2 askModu函數(shù)源程序function transmittedSignal=askModu(signal,bitRate,fc,N) %signal=1 0 1 0 1 0 0 1;% bitRate=;% fc=;% N=32; t=linspace(0,1/bitRate,N); c=sin(2*pi*t*fc); transmittedSignal=; for i=1:length(signal) transmittedSignal=transmittedSignal,signal(i)*c; endfig

8、ure(2) plot(1:length(transmittedSignal),transmittedSignal);title(ASK調(diào)制波形 );grid on;figure(3)m=0:length(transmittedSignal)-1;F=fft(transmittedSignal);plot(m,abs(real(F),title(ASK仿真頻譜分析);grid on;%figure(4)%plot(m,imag(F);title(ASK_frequency-domain analysis imag);%grid on;End5.1.3 gussian函數(shù)源程序function

9、signal=gussian(transmittedSignal,noise) signal=sqrt(2)*transmittedSignal; signal=awgn(signal,noise); figure(5) plot(1:length(signal),signal); title(包含噪聲的波形),grid on;end5.1.4 CheckRatepe函數(shù)源程序function PeWrong=CheckRatePe(signal1,signal2,s)rights=0;wrongs=0;for ki=1:s-2 if(signal1(ki)=signal2(ki) right

10、s=rights+1; else wrongs=wrongs+1; endendPeWrong=wrongs/(wrongs+rights);End5.1.4 demoASK函數(shù)源程序function bitstream=demoASK(receivedSignal,bitRate,fc,n,N) load num signal1=receivedSignal; signal2=abs(signal1); %整流 signal3=filter(num1,1,signal2); %LPF,包絡(luò)檢波 IN=fix(length(num1)/2); %延遲時間 bitstream=; LL=fc/b

11、itRate*N; i=IN+LL/2; while (i=0.5; i=i+LL; end figure(6) subplot(3,1,1); plot(1:length(signal1),signal1);title(接收端波形(包含噪聲);grid on; subplot(3,1,2); plot(1:length(signal2),signal2);title(整流之后的波形);grid on; subplot(3,1,3); plot(1:length(signal3),signal3);title(LPF濾波后的包絡(luò)波形);grid on; bit=; for i=1:length

12、(bitstream) if bitstream(i)=0 bit1=zeros(1,N); else bit1=ones(1,N); end bit=bit,bit1; end figure(7) plot(bit),title(接收端二進制波形),grid on; axis(0,N*length(bitstream),-2.5,2.5);end5.1.5 ASK_main函數(shù)源程序close allclear all%ti=0;fpeask=;startn=-6;endn=18;for ti=startn:endnn=1000;%n=16;fc=; %fc=bitRate fc/bitRa

13、te為每個包含sin周期個數(shù)bitRate=;N=50;%noise=ti;noise=10;signal=source(n,N);transmittedSignal=askModu(signal,bitRate,fc,N);signal1=gussian(transmittedSignal,noise);configueSignal=demoASK(signal1,bitRate,fc,n,N);%configueSignal;P=CheckRatePe(signal,configueSignal,n)fpeask=fpeask,P;endfigure(8);semilogy(startn:length(fpeask)+startn-1,fpeask);grid on;title(ASK誤碼率 );xlabel(r/dB);ylabel(PeASK);save PeRate.mat fpeask%5.2.1 仿真過程中的各點波形圖10 發(fā)送端二進制波形圖11 已調(diào)2ASK波形圖12 2ASK頻譜分析圖13 加入加性高斯白噪聲后的2ASK波形圖14 解調(diào)過程中各點的輸出波形圖15 解調(diào)后的波形5.2.2 調(diào)試過程及結(jié)論按照設(shè)計的調(diào)制解調(diào)框圖，根據(jù)每部分在整個系統(tǒng)的作用寫好程序，運行尋找錯誤并修改，最后得到可以滿足本設(shè)計的程序。運行程序，