基于MATLAB的ASK调制解调实验

基于MATLAB 的ASK 调制解调实验

1.实验目的

(1) 熟悉MATLAB 中M 文件的使用方法，并在掌握ASK 调制解调原理的基础上，编写出ASK 调制解调程序。

(2) 绘制出ASK 信号解调前后在时域和频域中的波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对ASK 信号解调原理的理解。

(3) 对信号叠加噪声，并进行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，改变噪声功率进行解调，分析噪声对信号传输造成的影响。

2.实验原理

（1）ASK 调制原理

ASK 指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度。幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。幅移键控法(ASK )的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断， 此时又可称作开关键控法(OOK )。二进制幅度键控记作2ASK 。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，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。2ASK 信号可表示为

t w t s t e c cos )()(0=式中，c w 为载波角频率，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列 )()(b n

n nT t g a t s -=∑其中，g(t)是持续时间b T 、高度为1的矩形脉冲，常称为

门函数；n a 为二进制数字⎩⎨⎧-=P P a n 101，出现概率为

，出现概率为 2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制（相乘器法）和键控法。本模拟幅度调制的方法用乘法器实现。相应的调制如图5-1和图5-2：

图5-1模拟相乘法

图5-2键控/开关法

（2）ASK 解调原理

2ASK/OOK 信号有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。本课程设计要求的是相干解调，如图5-3：

图5-3相干解调

3.实验内容

(1) 产生数字基带信号并绘制时域谱和频域谱；

(2) 设置载波频率并绘制其时域谱和频域谱；

(3) 对信号进行数字调制并绘制时域谱和频域谱；

(4) 对已调信号进行解调并绘制时域谱和频域谱；

(5) 对已调信号加入高斯小噪声并绘制时域谱和频域谱；

(6) 对加小噪声信号进行解调并绘制时域谱和频域谱；

(7) 对已调信号加入高斯大噪声并绘制时域谱和频域谱；

(8) 对加大噪声信号进行解调并绘制时域谱和频域谱；

(9) 比较当信噪比不同时，误码率大小。

)

(2t e ASK

4.实验程序（1）

%产生二进制随机序列

x=ceil(rand(1,100000)-0.5) %产生二进制随机序列并取大于x 的最小整数figure(1) %窗口1，包含时域谱和频域谱

subplot(2,1,1) %分块图函数subplot，图形窗口分成2块子窗口的第1个图像

stairs(x); %第2个图像

xlabel('时间t'); %x轴标注

ylabel('序列值'); %y轴标注

title('二进制随机序列'); %添加图像标题

axis([1 21 -1 2]) %控制坐标轴的范围

grid on %图像中添加栅格

%对随机序列进行频谱分析

FFT1=fft(x,128); %对随机序列进行傅里叶变换

FFT1=abs(FFT1); %对傅里叶变换取绝对值

figure(1)

subplot(2,1,2) %第2个图像

plot(FFT1);

xlabel('频率f');

ylabel('幅度FFT1');

title('随机序列频谱');

axis([0 128 0 50])

grid on

（2）

%载波信号

t=1/360:1/360:20; %载波时间范围

Fc=36; %载波频率

carry=cos(2*pi*Fc*t); %正弦载波信号

figure(2) %窗口2，包含时域谱和频域谱

subplot(2,1,1)

plot(carry);

xlabel('时间t');

ylabel('幅度carry');

title('载波信号');

axis([1 600 -2 2])

grid on

%对载波信号进行频谱分析

FFT2=fft(carry,256); %对载波信号进行傅里叶变换

FFT2=abs(FFT2); %对傅里叶变换取绝对值

figure(2)

subplot(2,1,2)

plot(FFT2);

xlabel('频率f');

ylabel('幅度FFT2');

title('载波信号频谱');

axis([0 256 0 100])

grid on

（3）

%ASK的调制

Fd=12; %Fd为码速率，Fs为采样频率

Fs=360;

y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'ask',2);%调用数字带通调制函数dmod进行2ASK调制for i=1:20

if x(i)==0

yy(30*(i-1)+1:30*i)=0;

else

yy(30*(i-1)+1:30*i)=y(30*(i-1)+1:30*i);