二進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)2ASK

武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)4（通信原理）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-29-目錄1技術(shù)要求 -1-2基本原理 -1-2.1數(shù)字通信系統(tǒng) -1-2.22ASK基本調(diào)制原理 -2-2.2.1基本調(diào)制原理 -2-2.2.2兩種基本調(diào)制法-模擬調(diào)制法和鍵控法 -3-2.2.3兩種基本調(diào)制方法的比較 -3-2.2.42ASK功率譜密度 -3-2.32ASK基本解調(diào)方法-相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法 -4-3建立模型描述 -6-3.1使用Matlab軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì) -6-3.2使用SystemView軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì) -6-3.3使用Simulink軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì) -7-4模塊功能分析或源程序代碼 -8-4.1Matlab軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì) -8-4.1.1MATLAB編程程序代碼 -8-4.1.2程序運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論 -12-4.2SystemView軟件實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì) -13-4.2.12ASK調(diào)制模塊 -13-4.2.2信道模塊與加噪模塊 -15-4.2.3相干與非相干解調(diào)模塊 -15-4.2.4運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論 -17-4.3Simulink軟件實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì) -22-4.3.1調(diào)制及信道模塊 -22-4.3.2解調(diào)模塊 -24-4.3.4運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論 -25-5調(diào)試過(guò)程及結(jié)論 -27-6心得體會(huì) -27-7參考文獻(xiàn) -28-

二進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)——2ASK系統(tǒng)1技術(shù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)2ASK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，要求：（1）設(shè)計(jì)出規(guī)定的數(shù)字通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（2）根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)出各個(gè)模塊的參數(shù)（例如碼速率，濾波器的截止頻率等）；（3）用Matlab或SystemView實(shí)現(xiàn)該數(shù)字通信系統(tǒng)；（4）觀察仿真并進(jìn)行波形分析；（5）系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)。2基本原理2.1數(shù)字通信系統(tǒng)對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，其中的大多數(shù)信道（如無(wú)線(xiàn)信道）因具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)，因?yàn)榛鶐盘?hào)往往含有豐富的低頻分量。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，即完成頻譜搬移，以使信號(hào)與信道的特性相匹配，達(dá)到能夠在通道中順利傳輸?shù)哪康?。?shù)字通信系統(tǒng)模型如下圖1所示：信息源信息源信源編碼加密信道編碼數(shù)字調(diào)制信道數(shù)字解調(diào)信道譯碼解密信源譯碼受信者噪聲源圖1數(shù)字通信系統(tǒng)模型這種數(shù)字基帶信號(hào)控制載波信號(hào)，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過(guò)程成為數(shù)字調(diào)制。常用的調(diào)制方法有振幅鍵控（2ASK），頻移鍵控（2FSK），相移鍵控(2PSK)，其中包括差分相移鍵控（2DPSK）。這里我們研究的是二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）。2.22ASK基本調(diào)制原理2.2.1基本調(diào)制原理2ASK在四種數(shù)字調(diào)制方法中是比較基礎(chǔ)，也是比較簡(jiǎn)單的一種調(diào)制方法。對(duì)于振幅鍵控（ASK）這樣的線(xiàn)性調(diào)制來(lái)說(shuō)，在二進(jìn)制里，2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖（即二進(jìn)制數(shù)據(jù)）去鍵控一個(gè)連續(xù)的載波，這個(gè)載波的頻率一般比較大，使載波時(shí)斷時(shí)續(xù)的輸出，有載波輸出時(shí)表示基帶信號(hào)發(fā)送“1”，無(wú)載波表示基帶信號(hào)輸出時(shí)表示發(fā)送“0”。根據(jù)線(xiàn)性調(diào)制的原理，一個(gè)二進(jìn)制的振幅調(diào)制信號(hào)可以表示成一個(gè)單極性矩形脈沖序列與一個(gè)正弦型載波的乘積，這也是2ASK調(diào)制的基本原理。2ASK是利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。其信號(hào)表達(dá)式為：，S(t)為單極性數(shù)字基帶信號(hào)。其具體調(diào)制過(guò)程如圖2所示：圖22ASK調(diào)制過(guò)程中的各種波形2.2.2兩種基本調(diào)制法-模擬調(diào)制法和鍵控法2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法（相乘器法）和鍵控法。模擬調(diào)制法使用乘法器實(shí)現(xiàn)，使用乘法器將基帶信號(hào)S(t)與載波信號(hào)cosωct相乘再輸出。模擬調(diào)制法示意圖如圖3所示。S(t)乘法器S(t)乘法器e0(t)濾波器cosωct二進(jìn)制不歸零信號(hào)圖3模擬調(diào)制法示意圖鍵控法使用開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，由基帶信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)的閉合方向，以此來(lái)決定是否讓基帶信號(hào)通過(guò)。鍵控調(diào)制法示意圖如圖4所示。開(kāi)關(guān)S的動(dòng)作由S(t)決定，當(dāng)S(t)=10e0(t)cosωctS0K接01K接1圖4鍵控調(diào)制法示意圖2.2.3兩種基本調(diào)制方法的比較兩種方法在應(yīng)用中均可實(shí)現(xiàn)，他們的各項(xiàng)性能相當(dāng)，可以根據(jù)個(gè)人喜好加以選擇。2.2.42ASK功率譜密度由分析可知若設(shè)基帶信號(hào)S(t)的功率譜密度為Ps（f），2ASK信號(hào)的功率譜密度為，則由圖5可知，2ASK信號(hào)的功率譜是將基帶信號(hào)功率譜按照一定的規(guī)律進(jìn)行線(xiàn)性搬移的結(jié)果，由連續(xù)譜和離散譜組成。這對(duì)于我們了解2ASK的特性十分重要?；鶐盘?hào)頻譜基帶信號(hào)頻譜調(diào)制以后信號(hào)頻譜調(diào)制以后信號(hào)頻譜fc-fsfcffc-fsfcfc+fsfc-fsfc+fsfc圖52ASK功率譜密度分布根據(jù)上面的功率譜密度分布我們可以知道：第一點(diǎn)，2ASK信號(hào)的功率譜由連續(xù)和離散譜兩部分組成；連續(xù)譜取決于線(xiàn)性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜由載波分量確定；第三點(diǎn)，對(duì)于一般的信號(hào)連續(xù)譜一定存在，而離散譜不一定存在。第三點(diǎn)，2ASK的信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即Fs=2Fc。2.32ASK基本解調(diào)方法-相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法2ASK有兩種基本解調(diào)方法：相干解調(diào)法（同步檢測(cè)法）和非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）。相干解調(diào)方法要求將載頻位置的已調(diào)信號(hào)頻譜重新搬回原始基帶位置，因此用相乘器與載波相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。為確保無(wú)失真還原原始信號(hào)，必須在接收端提供一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的本地載波信號(hào)，這是整個(gè)解調(diào)過(guò)程能否順利完好進(jìn)行的關(guān)鍵。在仿真的過(guò)程中，一定要設(shè)置好相關(guān)參數(shù)，否則得不到相關(guān)的結(jié)果。2ASK信號(hào)解調(diào)方式原理圖如圖6所示。

輸入輸入S(t)S(t)定時(shí)脈沖帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器eo(t)cosωct輸出圖6相干解調(diào)方式原理圖非相干解調(diào)的過(guò)程與相干解調(diào)有所不同，它是將調(diào)制信號(hào)通過(guò)一個(gè)整流器來(lái)處理，然后再經(jīng)過(guò)抽樣判決器來(lái)獲得基帶信號(hào)。非相干解調(diào)即包絡(luò)檢波器通常由整流器和低通濾波器組成，可以直接從已調(diào)波中提取原始基帶信號(hào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。非相干解調(diào)的原理圖如圖7所示。帶通濾波器帶通濾波器全波整流器低通濾波器抽樣判決判決定時(shí)脈沖S(t)abcdeo(t)輸入輸出輸入輸出圖7非相干解調(diào)原理圖經(jīng)過(guò)各個(gè)模塊后波形變化如圖8所示?；鶐盘?hào)基帶信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)整流后整流后濾波后濾波后判決后判決后圖8非相干解調(diào)過(guò)程的波形3建立模型描述3.1使用Matlab軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì)MATLAB由于其強(qiáng)大的功能在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。MATLAB可將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB是一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真軟件，它強(qiáng)大的仿真功能能夠完成大部分科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。并且，它具有以下功能：(1)具有高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶(hù)從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來(lái)；(2)具有完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化；(3)擁有友好的用戶(hù)界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語(yǔ)言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；(4)具有功能豐富的應(yīng)用工具箱(如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等)，為用戶(hù)提供了大量方便實(shí)用的處理工具。這些優(yōu)點(diǎn)使得它的應(yīng)用十分廣泛。3.2使用SystemView軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì)SystemView軟件雖然應(yīng)用范圍沒(méi)有Matlab那么廣，但是它在通信領(lǐng)域的的仿真卻有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)，其直觀的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單的操作十分受歡迎，越來(lái)越受重視。SystemView軟件是基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用其特有的功能模塊去描述程序，無(wú)需與復(fù)雜的程序語(yǔ)言打交道，不用寫(xiě)一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪(fǎng)問(wèn)與調(diào)整參數(shù)，方便地加入注釋。利用SystemView軟件可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線(xiàn)性或非線(xiàn)性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。用戶(hù)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從SystemView配置的圖標(biāo)庫(kù)中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，擺好元器件位置，完成圖標(biāo)間的連線(xiàn)，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果，其獨(dú)特的功能使得它被廣泛使用。在此次設(shè)計(jì)中，使用SystemView實(shí)現(xiàn)兩種調(diào)制方法和兩種解調(diào)方法—相干解調(diào)和非相干解調(diào)，同時(shí)在信道傳輸中加入高斯噪聲。SystemView仿真原理圖如圖9所示。圖9SystemView仿真原理圖3.3使用Simulink軟件來(lái)完成仿真設(shè)計(jì)目前Simulink被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口—GUI，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果，也可以放大后在進(jìn)行觀察。鑒于Simulink有如此強(qiáng)大的功能，在此次設(shè)計(jì)中，使用Simulink實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)制法和兩種解調(diào)方法—相干解調(diào)和非相干解調(diào)，同時(shí)在信道傳輸中加入高斯噪聲，觀察噪聲對(duì)波形的影響。Simulink仿真原理圖如圖10所示。圖10Simulink仿真原理圖4模塊功能分析或源程序代碼4.1Matlab軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì)4.1.1MATLAB編程程序代碼首先，使用系統(tǒng)提供的隨機(jī)函數(shù)生成原始的二進(jìn)制信號(hào)carrySignal，然后進(jìn)行2ASK調(diào)制ASK_Signal，調(diào)制的波形中再加入噪聲信號(hào)noise，在將產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)橢圓濾波器進(jìn)行濾波處理，處理完后的信號(hào)由判決器panjue判決還原出原始信，最后使用相關(guān)函數(shù)將各個(gè)時(shí)間段的波形顯示出來(lái)。二進(jìn)制數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)—2ASK系統(tǒng)程序代碼如下:clearall;closeall;clc;%隨機(jī)生成原始信號(hào)t=0:0.0001:1-0.0001;%取10000個(gè)采樣點(diǎn)f=100;%載波參數(shù)設(shè)置carrySignal=cos(2*pi*f*t);M=500;p=length(t)/500;%每500個(gè)點(diǎn)分成一份，共20份randNum=rand(1,p);%產(chǎn)生20個(gè)隨機(jī)數(shù)Signal=zeros(1,length(t));%產(chǎn)生10000個(gè)全0序列fora=1:p%將隨機(jī)數(shù)判為1或0ifrandNum(a)>=0.5randNum(a)=1;elserandNum(a)=0;endendforb=0:p-1;%產(chǎn)生原始信號(hào)，共20個(gè)碼元forn=1:500;Signal(b*M+n)=randNum(b+1);endend%2ASK信號(hào)調(diào)制過(guò)程ASK_Signal=carrySignal.*Signal;%調(diào)制信號(hào)noise=randn(1,10000)/5;%生成隨機(jī)噪聲ASK1=ASK_Signal+noise;%對(duì)已調(diào)制信號(hào)中加入加噪處理%使用了相干解調(diào)過(guò)程ASK2=ASK_Signal.*carrySignal;%與相干載波相乘%使用低通橢圓濾波器濾除噪聲fp=20;fs=80;Fs=8000;%通帶截止頻率，阻帶截止頻率rp=1;rs=40;%通帶波動(dòng)，阻帶衰減wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs;[N,Wn]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%橢圓濾波器階數(shù)選擇函數(shù)[b,a]=ellip(N,rp,rs,Wn);%橢圓模擬濾波器原型ASK_out=filter(b,a,ASK2);%濾波，經(jīng)過(guò)低通濾波器后的信號(hào)%使用判決器來(lái)判決波形，得到解調(diào)后的信號(hào)波形panjue=max(ASK_out)/2;fori=0:p-1ifASK_out(i*M+M/2)>panjueASK_out1(i*M+1:i*M+M)=1;%判決輸出1elseASK_out1(i*M++1:i*M+M)=0;%判決輸出0endend%圖形輸出部分figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,Signal);axis([0,1,-0.1,1.1]);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('原始信號(hào)波形');subplot(2,1,2);plot(t,carrySignal);axis([0,1,-0.1,1.1]);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('載波信號(hào)波形');figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,ASK_Signal);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('調(diào)制信號(hào)波形');subplot(2,1,2);plot(t,ASK1);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('加入噪聲后的信號(hào)波形');figure(3)subplot(2,1,1);plot(t,ASK_out);axis([0,1,-0.1,1.1]);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('濾波器輸出波形');subplot(2,1,2);plot(t,ASK_out1);axis([0,1,-0.1,1.1]);gridon;xlabel('時(shí)間/s');ylabel('幅值/A');title('解調(diào)信號(hào)波形');4.1.2程序運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論在編譯試運(yùn)行后，根據(jù)給出的錯(cuò)誤提示找到錯(cuò)誤所在加以改正，如果沒(méi)有錯(cuò)誤發(fā)生，這時(shí)運(yùn)行程序即可得到如圖和圖所示的圖形，分析知原始信號(hào)波形與還原后的波形相同，這個(gè)結(jié)果與理論比較得，兩者相符，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。MATLAB仿真運(yùn)行結(jié)果如圖11、圖12及圖13所示。圖11原始信號(hào)和載波信號(hào)的波行圖12調(diào)制以后的波形與加噪后的波形圖13經(jīng)過(guò)濾波器的波形以及解調(diào)出來(lái)的波形4.2SystemView軟件實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì)4.2.12ASK調(diào)制模塊2ASK模擬調(diào)制法和鍵控法—OOK在SystemView上使用的元件如圖14所示。通過(guò)參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，10Hz的基帶信號(hào)是由30Hz的載波進(jìn)行調(diào)制，用系統(tǒng)顯示器加以顯示出各個(gè)波形。在模擬調(diào)制法中，直接將載波與基帶信號(hào)相乘，這里載波輸出為sin波形。鍵控法中，設(shè)門(mén)限為0.5V，由基帶信號(hào)控制鍵的方向。當(dāng)基帶信號(hào)值大于0.5V，則輸出載波；否則輸出0，這個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是找到鍵控開(kāi)關(guān)，即圖中21所示元件。圖14SystemView調(diào)制模塊該模塊各元器件編號(hào)，圖符，名稱(chēng)，功能及參數(shù)如表1所示。表1SystemView調(diào)制模塊元件參數(shù)表圖符名稱(chēng)功能參數(shù)設(shè)置偽隨機(jī)序列

產(chǎn)生一個(gè)按設(shè)定速率、由不同電平幅度脈沖組成的偽隨機(jī)序列信號(hào)Amp=0.5，Off=0.5，Rate=10，NO.=2正弦波

產(chǎn)生一個(gè)正弦波，作為載波信號(hào)Amp=1，F(xiàn)re=20乘法器將輸入的信號(hào)進(jìn)行相乘在輸出默認(rèn)階躍函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)階躍信號(hào)Amp=0，Sta=0，Off=0系統(tǒng)觀察

SystemView的標(biāo)準(zhǔn)觀察窗口，可在系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后于系統(tǒng)窗口中顯示輸出波形，與示波器功能相同默認(rèn)選通開(kāi)關(guān)用脈沖信號(hào)控制開(kāi)關(guān)的閉合方向默認(rèn)4.2.2信道模塊與加噪模塊為了檢驗(yàn)高斯噪聲對(duì)信號(hào)的影響，在信道中加入高斯噪聲，信道模塊及加噪模塊如圖15所示。其中編號(hào)12為加法器，編號(hào)10為高斯噪聲。將產(chǎn)生的高斯噪聲通過(guò)加法器加入到信道中，使用一個(gè)系統(tǒng)觀察器來(lái)觀察加入噪聲后的波形。圖15信道模塊及加噪模塊4.2.3相干與非相干解調(diào)模塊解調(diào)使用了相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式，SystemView解調(diào)模塊原理圖如圖16所示。相干解調(diào)經(jīng)過(guò)帶通濾波—相乘—低通濾波—抽樣判決后輸出。非相干解調(diào)經(jīng)過(guò)帶通濾波—全波整流—低通濾波—抽樣判決后輸出。非相干解調(diào)與相干解調(diào)可以共同使用一個(gè)帶通濾波器，它們的抽樣判決方式相同。圖16SystemView解調(diào)模塊原理圖這一模塊的關(guān)鍵是使用各個(gè)功能器件時(shí)參數(shù)的設(shè)置，一定要設(shè)置好參數(shù)，特別注意頻率的匹配問(wèn)題。SystemView解調(diào)元件參數(shù)表如表2所示。

表2SystemView解調(diào)元件參數(shù)表圖符名稱(chēng)功能參數(shù)設(shè)置帶通濾波器使一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，其他信號(hào)濾除BP=3,LOW=10,HI=30正弦波

提供同步載波Amp=1，F(xiàn)re=20乘法器將輸入的信號(hào)進(jìn)行相乘在輸出默認(rèn)緩沖器判決Gate=0，Thr=0，True=1，F(xiàn)alse=0低通濾波器使低頻信號(hào)通過(guò)，高頻信號(hào)濾除BP=3,LOW=30采樣器

按設(shè)定的采樣率采樣，輸出的結(jié)果是輸入信號(hào)在采樣寬度內(nèi)的線(xiàn)性組合默認(rèn)比較器大于某值時(shí)輸出1，小于該值時(shí)輸出0默認(rèn)整流器相當(dāng)于絕對(duì)值的作用默認(rèn)系統(tǒng)觀察

SystemView的標(biāo)準(zhǔn)觀察窗口，可在系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后于系統(tǒng)窗口中顯示輸出波形，與示波器的功能相同4.2.4運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論在檢查無(wú)誤后運(yùn)行設(shè)計(jì)，得到設(shè)計(jì)的結(jié)果如圖17、18、19、20、21、22、23、24、25、26所示。將得到的結(jié)果與理論波形相比較，兩者相符，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。圖17原始信號(hào)波形圖18模擬調(diào)制法調(diào)制的波形圖19鍵控法調(diào)制的波形圖20加入噪聲后的波形圖21非相干解調(diào)整流后的波形圖22非相干抽樣后的波形圖23非相干判決后的波形圖24相干解調(diào)相乘后的波形圖25相干解調(diào)抽樣后的波形圖26相干判決后的波形4.3Simulink軟件實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真設(shè)計(jì)4.3.1調(diào)制及信道模塊SIMULINK仿真模塊實(shí)現(xiàn)了用模擬調(diào)制法來(lái)產(chǎn)生波形：基帶信號(hào)與載波信號(hào)相乘，以及在信道中加如高斯噪聲，并加以顯示。由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生相關(guān)的數(shù)字脈沖信號(hào)，再由正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號(hào)，它們經(jīng)過(guò)乘法器相乘，得到相關(guān)的調(diào)制信號(hào)，用加法器將高斯噪聲加入到信道中。Simulink調(diào)制及信道模塊如圖27所示。圖27Simulink調(diào)制及信道模塊Simulink調(diào)制元件參數(shù)表如表3所示。表3Simulink調(diào)制元件參數(shù)表圖符元件名參數(shù)設(shè)置功能脈沖發(fā)生器Pul=Timebased，Amp=1，Per=1，width=50，Pulse=50，phasedelay=0產(chǎn)生脈沖正弦波Type=timebased，Amp=2，F(xiàn)re=100，Pha=pi/2，Sam=0.01產(chǎn)生正弦波信號(hào)乘法器默認(rèn)將兩個(gè)輸入相乘再輸出高斯噪聲發(fā)生器Var=0.1，Ini=41，Sam=0.005，Out=double產(chǎn)生高斯噪聲加法器默認(rèn)將兩個(gè)信號(hào)相加再輸出4.3.2解調(diào)模塊解調(diào)模塊中，相干解調(diào)法經(jīng)過(guò)帶通濾波—相乘器—低通濾波—抽樣判決后輸出；非相干解調(diào)經(jīng)過(guò)帶通濾波—整流—低通濾波—抽樣判決后輸出。這里為了使圖形簡(jiǎn)單調(diào)制信號(hào)省略了經(jīng)過(guò)帶通濾波器這一環(huán)節(jié)，影響不是很大。低通濾波器后面整個(gè)部分是抽樣判決器。其中，信號(hào)值與開(kāi)關(guān)門(mén)限值進(jìn)行比較后，若信號(hào)值較大，則輸出1，否則輸出0，這樣就實(shí)現(xiàn)了判決功能。在設(shè)計(jì)中，由于脈沖信號(hào)的頻率與調(diào)制信號(hào)頻率不匹配，使得解調(diào)出來(lái)的波形只顯示原始信號(hào)波形的一半，修改參數(shù)后，恢復(fù)正常。Simulink解調(diào)模塊原理圖如圖28所示。圖28Simulink解調(diào)模塊原理圖Simulink解調(diào)元件參數(shù)表如表4所示。表4Simulink解調(diào)元件參數(shù)表圖符元件名參數(shù)功能乘法器默認(rèn)將輸入的兩個(gè)信號(hào)相乘再輸出整流器默認(rèn)將信號(hào)的小于0的部分做絕對(duì)值數(shù)字低通濾波器Type=Low，Des=FIR(Win)，Spec=10，讓小于某一頻率的信號(hào)通過(guò)，大于該頻率的信號(hào)濾除判決器默認(rèn)大于某一值時(shí)輸出1，小于某一值時(shí)輸出0顯示器默認(rèn)與示波器相同，顯示波形脈沖發(fā)生器Pul=Timebased，Amp=1，Per=1，width=50，Pulse=50，phasedelay=0產(chǎn)生脈沖4.3.4運(yùn)行結(jié)果及結(jié)論在檢查設(shè)計(jì)無(wú)誤后，運(yùn)行設(shè)計(jì)，得到如圖29、30所示結(jié)果。將得到的波形與理論波形相比較，兩者相符，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。圖29相干解調(diào)波形圖30非相干解調(diào)的波形5調(diào)試過(guò)程及結(jié)論方案一使用了MATLAB軟件來(lái)編寫(xiě)相關(guān)代碼，編寫(xiě)完成之后進(jìn)行調(diào)制，根據(jù)工作區(qū)下方的錯(cuò)誤提示改正相應(yīng)的錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤提示，絕大部分錯(cuò)誤是一些語(yǔ)法錯(cuò)誤，只要有耐心，靜下心來(lái)慢慢改正，這些錯(cuò)誤很容易得到解決。在錯(cuò)誤改正完成后，運(yùn)行代碼，得到的結(jié)果與理論分析的結(jié)果相同，則這個(gè)方案得以通過(guò)。方案二上使用了MATLAB中的simulink來(lái)進(jìn)行操作，sinmulink具有強(qiáng)大的通信應(yīng)用仿真能力，找到相應(yīng)的模塊后，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)即可，然后將相應(yīng)的模塊連接起來(lái)，試運(yùn)行有錯(cuò)誤提示，這時(shí)可以根據(jù)錯(cuò)誤提示找到錯(cuò)誤所在，我所遇到的錯(cuò)誤為濾波器的截止頻率與抽樣頻率不匹配，這時(shí)改變相應(yīng)參數(shù)即可，錯(cuò)誤提示消失。運(yùn)行設(shè)計(jì)，沒(méi)有錯(cuò)誤提示，編輯正確。打開(kāi)示波器即可顯示相應(yīng)的波形，使用全顯按鈕將所有波形放在兩個(gè)窗口中顯示，與理論波形相比較，兩者相符，這個(gè)方案得以通過(guò)。方案三使用了軟件SystemView來(lái)編輯設(shè)計(jì)，這個(gè)軟件具有特有的模塊功能，例如使用濾波器可以直接使用濾波器部分來(lái)設(shè)計(jì)，只要設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)即可。按照上述方法設(shè)計(jì)好設(shè)計(jì)圖，試運(yùn)行期設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)正常運(yùn)行。打開(kāi)示波器，顯示相應(yīng)的波形與理論波形相比較發(fā)現(xiàn)兩者相符，則這個(gè)方案得以通過(guò)。三個(gè)方案各有特