【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 設(shè) 計(jì) 及 說(shuō) 明主要結(jié)果引言數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控。其次，還有4PSK、16QAM等調(diào)制方式。任務(wù)和要求、課程設(shè)計(jì)目的?通過(guò)課程設(shè)計(jì)加深對(duì)《通信原理》課程基本內(nèi)容的理解?學(xué)習(xí)與掌握通信系統(tǒng)仿真的基本方法、課程設(shè)計(jì)要求1）完成2ASK、2FSK、2PSK、4PSK、16QAM五種調(diào)制系統(tǒng)的仿真，要求有調(diào)制、信道、解調(diào)三個(gè)部分；2）信道為高斯信道；3）系統(tǒng)參數(shù)可自行設(shè)置；4）仿真結(jié)果要求給出已調(diào)信號(hào)時(shí)域波形和頻譜，解調(diào)后信號(hào)的時(shí)域波形與頻譜。、MATLAB仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分?！ATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(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（如C、Fortran）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的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。2ASK調(diào)制解調(diào)原理與系統(tǒng)仿真、2ASK調(diào)制原理與仿真數(shù)字幅度調(diào)制又稱(chēng)幅度鍵控（ASK），二進(jìn)制幅度鍵控記作2ASK。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(gè)連續(xù)的載波，使載波時(shí)斷時(shí)續(xù)地輸出。有載波輸出時(shí)表示發(fā)送“1”，無(wú)載波輸出時(shí)表示發(fā)送“0”。2ASK信號(hào)可表示為 （21）式中，為載波角頻率，s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列 （22）其中，g(t)是持續(xù)時(shí)間、高度為1的矩形脈沖，常稱(chēng)為門(mén)函數(shù)；為二進(jìn)制數(shù)字 （23）2ASK/OOK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制（相乘器法）和鍵控法。本課程設(shè)計(jì)運(yùn)用模擬幅度調(diào)制的方法，用乘法器實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)制如圖23：乘法器圖23模擬相乘法調(diào)制代碼：clear。 %清除空間變量m=[1 0 1 1 0 1 1 0]。 %數(shù)字信號(hào)序列Lm=length(m)。 %序列的長(zhǎng)度F=150。 %數(shù)字信號(hào)的帶寬f=600。 %正弦載波信號(hào)的頻率A=1。 %載波的幅度Q=f/F。 %頻率比，即一個(gè)碼元寬度中的正弦周期個(gè)數(shù),為適配下面濾波器參數(shù)%%選%%取，推薦將Q 設(shè)為Q=1/3M=500。 %一個(gè)正弦周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)t=(0:M1)/M/f。 %一個(gè)正弦信號(hào)周期內(nèi)的時(shí)間carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q)。 %一個(gè)碼元寬度內(nèi)的正弦載波信號(hào)Lcarry1=length(carry1)。 %一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號(hào)長(zhǎng)度carry2=kron(ones(size(m)),carry1)。 %載波信號(hào)ask=kron(m,carry1)。 %調(diào)制后的信號(hào)V=。ask1=imnoise(ask,39。gaussian39。,0,V)。 %加高斯白噪聲后的已調(diào)信號(hào)Fask=fft(ask)。 %對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換Fask=abs(Fask(1:length(Fask)/2+1))。 %已調(diào)信號(hào)頻譜f1=(0:length(Fask)1)*f/length(Fask)/2。 %已調(diào)信號(hào)頻譜帶寬N=length(ask)。 %長(zhǎng)度tau=(0:N1)/(M1)/f。 %時(shí)間Tmin=min(tau)。 %最小時(shí)刻Tmax=max(tau)。 %最大時(shí)刻T=ones(size(carry1))。 %一個(gè)數(shù)字信號(hào)‘1’dsig=kron(m,T)。 %數(shù)字信號(hào)波形subplot(2,2,1) %子圖分割plot(tau,dsig),title(39。數(shù)字信號(hào)波形39。) %畫(huà)出數(shù)字信號(hào)的波形圖grid on axis([Tmin Tmax ]) %設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(2,2,2) %子圖分割plot(tau,carry2),title (39。載波波形39。) %畫(huà)出載波波形grid on axis([Tmin Tmax *A *A]) %設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(2,2,3),plot(tau,ask) %畫(huà)出調(diào)制后的波形title(39。調(diào)制信號(hào)39。) %子圖分割grid on axis([Tmin Tmax *A *A]) %設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(224)。plot(f1,Fask),title(39。已調(diào)信號(hào)頻譜39。)。figure(2)subplot(111),plot(tau,ask1) %畫(huà)出調(diào)制加噪波形title(39。調(diào)制后加噪聲波形39。)。grid on axis([Tmin Tmax *A *A]) %設(shè)置坐標(biāo)范圍運(yùn)行結(jié)果：信號(hào)經(jīng)過(guò)信道后，會(huì)受到噪聲的干擾，假設(shè)信道噪聲為高斯白噪聲。信號(hào)加噪后波形：、2ASK解調(diào)原理與仿真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fc干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）。相干解調(diào)需要將載頻位置的已調(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，這是整個(gè)解調(diào)過(guò)程能否順利完好進(jìn)行的關(guān)鍵。解調(diào)過(guò)程如圖5所示。S( t )定時(shí)脈沖 帶通 相乘 低通 抽樣判決eo( t )cosωc t2fs圖5 相干解調(diào)帶通 整流 低通 抽樣判決判決定時(shí)脈沖 S( t ) eo( t ) abcd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，如圖6所示。經(jīng)過(guò)各個(gè)模塊后波形變化如圖7所示。圖6 非相干解調(diào)圖7 非相干解調(diào)過(guò)程的時(shí)間波形本實(shí)驗(yàn)采用非相干解調(diào)方式。解調(diào)代碼：clear。 %清除空間變量m=[1 0 1 1 0 1 1 0]。 %數(shù)字信號(hào)序列Lm=length(m)。 %序列的長(zhǎng)度F=150。 %數(shù)字信號(hào)的帶寬f=600。 %正弦載波信號(hào)的頻率A=1。 %載波的幅度Q=f/F。 %頻率比即一個(gè)碼元寬度中的正弦周期個(gè)數(shù),為適配下面濾波器參數(shù)選%取M=500。 %一個(gè)正弦周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)t=(0:M1)/M/f。 %一個(gè)正弦信號(hào)周期內(nèi)的時(shí)間carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q)。 %一個(gè)碼元寬度內(nèi)的正弦載波信號(hào)Lcarry1=length(carry1)。 %一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號(hào)長(zhǎng)度carry2=kron(ones(size(m)),carry1)。 %載波信號(hào)ask=kron(m,carry1)。 %調(diào)制后的信號(hào) V=。ask1=imnoise(ask,39。gaussian39。,0,V)。 %加高斯白噪聲后的已調(diào)信號(hào)sig_mul=ask.*carry2。