MATLAB论文ASK
通信网络基础实验报告基于MATLABSIMULINK设计ASKPSKFSK通信仿真系统以及Simulink编程的优点和不足
通信网络基础实验实验报告姓名:学号:班级:实验名称:通信网络系统仿真设计与实现实验目的:1、学习MATLAB软件,掌握MATLAB-SIMULINK模块化编程。
2、理解并掌握通信网络与通信系统的基本组成及其工作方式。
实验环境:1、软件环境:Windows2000/XP2、硬件环境:IBM-PC或兼容机实验学时:4学时、必做、综合实验实验内容:1、ASK调制解调的通信仿真系统;2、PSK调制解调的通信仿真系统:3、FSK调制解调的通信仿真系统。
实验要求:1、基于MATLAB-SIMULINK分别设计一套ASK、PSK、FSK通信系统。
2、比较各种调制的误码率情况,讨论其调制效果。
实验步骤:独立自主完成分析思考:通信系统中滤波器的参数你是如何设计选择的,为什么?Simulink编程的优点和不足是什么?实验结论:1、对于ASK调制解调的通信系统调制:仿真结果显示如下:上图中CH1表示的是调制前的信号频谱,CH2表示的是ASK调制后的信号波形。
上图中第一张图是幅度调制前原始基带信号的波形,第二张图是幅度调制后通带信号的波形,第三张是解调信号的波形图。
有图可看出信道有一定的延迟。
由于在解调过程中没有信道和噪声,所以误码率相对较小,一般是由于码间串扰或是参数设置的问题,此系统的误码率为0.3636。
2、对于FSK调制解调的通信系统调制:仿真结果如下:2FSK基带调制信号频谱图CH1表示的是基带信号的功率谱,而CH2表示2FSK调制后通带信号的功率谱。
2FSK信号解调各点时间波形经过系统的仿真可以观察出系统的误码率为0.7273,如下图所示:3、对于PSK的调制解调通信系统调制:在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号. 在此用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1 和0.用两个反相的载波信号进行调制,其方框图如下:2PSK信号调制的simulink的模型图其中Sin wave和Sin wave1是反相的载波,正弦脉冲作为信号源。
ask仿真与分析
%对已调信号进行频谱分析 ba=fft(z,512); ba=abs(ba); subplot(5,2,4) plot(ba); title('已调信号频谱') axis([-200 600 0 150])
%加入高斯噪声 a=0.1;%noise 系数,控制噪声功率 noise=a*(2*rand(1,100*N)-1); z1=z+noise; subplot(5,2,5) plot(z1); title('加入噪声后信号波形');
二进制振幅键控信号时间波型如图 2.1 所示。 由图 2.1 可以 看出, 2ASK 信号的时间波形 e2ASK t 随二进制基带信号 s(t)通断变 化,所以又称为通断键控信号(OOK 信号) 。 二进制振幅键控信号的 产生方法如图 2.2 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b) 是采用数字键控的方法实现。 由图 2.1 可以看出, 2ASK 信号与模拟调制中的 AM 信号类似。 所以,对 2ASK 信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调 (同步检测法),其相应原理方框图如图 2.3 所示。2ASK 信号相干解 调过程的时间波形如图 2.4 所示。
n=+∞ n=−∞
an g t − nTS ,
其中:
an =
0
发送概率为 p
1 发送概率为 1 − p
1 0 0 ≤ t ≤ Ts 其他
Ts 是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为 Ts 的矩形脉冲: g t =
则二进制振幅键控信号可表示为 e2ASK t =
n=+∞ n=−∞
an g t − nTS
a
全波 整流 器
b
低通 滤波 器
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 nn 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)。
4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析
题目:4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析专业班级:姓名:学号:指导教师:成绩:摘要现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。
本次课程设计四进制振幅键控(4ASK)载波调制信号的调制解调与性能分析。
通过对二进制数字信源进行四进制振幅键控(4ASK)数字调制,并画出信号波形及功率谱,分析其性能。
课程设计是在MATLAB 上完成软件的设计与仿真的,运用MATLAB 语言实现了数字基带信号的4ASK调制的模拟,并得到二进制基带信号和相应得四进制基带信号以及4ASK调制信号的波形显示,给出了整体调制和解调的模块图和仿真波形,通过调试代码,观察2ASK与4ASK的不同,最后根据二进制振幅键控的原理来设计四进制振幅键控的调制与解调两个过程,从而对其性能进行进一步的分析总结。
关键字:4ASK 调制解调 MATLAB 基带信号目录一、前言 (1)二、工作原理 (2)2.1 MASK调制解调原理分析 (2)2.2 4ASK原理分析 (3)2.2.1 4ASK信号的表示式 (3)2.2.2 4ASK调制解调原理 (4)2.3运行环境 (4)三、MATLAB简介 (5)3.1 MATLAB的概况 (5)3.2 MATLAB的语言特点 (5)四、设计步骤 (6)4.1载波信号的产生和调制 (6)4.2调制信号的解调 (6)4.3 调试分析 (7)五、测试结果及分析 (8)总结 (9)附录 (10)参考文献 (12)致谢 (13)一、前言在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。
在二进制键控系统中,每个码元知传输1bit信息,其频带利用率不高,而频带资源是极其宝贵和紧缺的。
为了提高频带利用率,最有效的办法是使没一个码元传输多个比特的信息。
基于MATLAB的ASK调制解调实验
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tw t s t e c cos )()(0=式中,cw 为载波⾓频率,s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列)()(b nn 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)。
基于Matlab的IQ信号处理
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2
频率,Matlab 代码为:diff(unwrap(angle(Y))),unwrap()是解卷绕,经观察解 调效果良好。 (2)ASK解调功能的实现 ASK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。 这里参考计算4.1.3计算幅值 Am 的公式,将频谱仪导入的I/Q数据计算瞬时幅 值,Matlab代码为:magY=10*log10(real(Y).^2+imag(Y).^2)+GainOffset, GainOffset与仪器硬件相关,经观察解调效果良好。
二、实习课题完成的技术路线或实施方法
2.1、ASK、FSK 解调部分
基于 Matlab 的 I/Q 解调分析有两种方法,可以在计算机与监测设备联机的 情况下进行实时采集与分析, 也可以利用设备提供的 I/Q 解调功能采集数据,保 存在后缀名为“.mat”的文件中进行脱机分析处理。我采用的分析方法是后者, 利用 Tektronix 公司的 RSA 系列频谱分析仪采集数据,然后保存到后缀名为 “.mat”的文件中,再通过 U 盘拷贝的方式导入 PC 端,然后在 Matlab 上分析处 理。 2.1.1、IQ 数据简介 极坐标参量与直角坐标参量间的转换示意如下图, 极坐标图表示的矢量的参 数是幅值和瞬时相位,一般表示为 A ,因为所有调制形式针对载波的改变都 是幅值、 相位以及可以由相位推导的频率,极坐标图是分析调制技术矢量参数的 主要描述方式。I/Q 直角坐标图表示矢量的参数不是直接的幅值和瞬时相位,而 是把它们投影在 I/Q 直角坐标轴上,采用 I 轴和 Q 轴的投影分量来确定矢量。
三、实习课题完成情况
3.1、ASK、FSK 解调部分
经过程序多次调试和修改,已经实现 ASK、FSK 解调部分的要求。 ASK 解调示例如下图所示: Matlab 解调结果如图 3.1-1 所示,频谱仪解调结果如图 3.1-2 所示,局部 放大对比图如图 3.1-3 所示:
matlabask调制解调
MATLAB中实现ASK(振幅键控)调制解调的步骤如下:
生成随机比特流:使用MATLAB的随机数生成函数生成二进制比特流。
映射比特流到振幅:将二进制比特流映射到相应的振幅值,通常使用高电平和低电平表示二进制比特流的1和0。
调制信号:使用生成的振幅信号调制高频载波信号。
通常可以使用MATLAB的信号处理函数进行调制,如modulate函数。
传输信号:将调制后的信号通过信道传输。
解调信号:在接收端,使用适当的解调方法将调制信号解调为原始比特流。
常用的解调方法包括相干解调和非相干解调。
在MATLAB中,可以使用相关函数进行相干解调,如demodulate函数。
比特流同步:在解调过程中,需要确保解调器与发送端保持同步,以便正确解调出原始比特流。
可以使用适当的同步算法实现比特流的同步。
误码率分析:最后,可以使用MATLAB的误码率分析工具计算解调后的比特流的误码率,以评估调制解调性能。
以上是MATLAB实现ASK调制解调的大致步骤。
关于matlab的毕业论文
关于matlab的毕业论文Matlab在毕业论文中的应用毕业论文是大学生完成学业的重要一环,对于学生来说,选择一个合适的主题和合适的工具是至关重要的。
在当今科技发达的时代,计算机软件的应用已经成为毕业论文中不可或缺的一部分。
而Matlab作为一种强大的科学计算软件,在毕业论文中的应用也越来越广泛。
首先,Matlab在数据分析和处理方面有着得天独厚的优势。
毕业论文往往需要大量的数据分析和处理工作,而Matlab提供了丰富的数据处理函数和工具箱,可以高效地完成这些任务。
例如,对于需要进行统计分析的数据,Matlab提供了统计工具箱,可以进行各种统计分析和建模。
对于需要进行图像处理的数据,Matlab提供了图像处理工具箱,可以实现图像的滤波、边缘检测等功能。
这些功能的使用可以大大提高数据处理的效率和准确性。
其次,Matlab在数学建模方面也有着独特的优势。
毕业论文中的数学建模是一个重要的环节,通过数学模型可以对研究对象进行定量分析和预测。
而Matlab提供了丰富的数学建模工具和函数,可以轻松地实现各种数学模型的建立和求解。
例如,对于需要进行优化问题的研究,Matlab提供了优化工具箱,可以实现各种优化算法的求解。
对于需要进行微分方程求解的研究,Matlab提供了微分方程工具箱,可以实现各种微分方程的求解。
这些功能的使用可以使得数学建模更加简单和高效。
此外,Matlab在可视化方面也有着独特的优势。
毕业论文中的结果展示是一个重要的环节,通过合适的可视化方式可以更好地展示研究结果和结论。
而Matlab提供了强大的可视化工具,可以实现各种图表和图像的绘制。
例如,对于需要展示数据分析结果的研究,Matlab提供了各种绘图函数,可以绘制出直方图、散点图等图表。
对于需要展示图像处理结果的研究,Matlab提供了图像显示函数,可以展示出图像的处理前后对比。
这些功能的使用可以使得研究结果更加直观和易于理解。
综上所述,Matlab在毕业论文中的应用是不可忽视的。
ASK信号的仿真分析
课程设计任务书学生姓名:专业班级:____通信1104班___指导教师:张小梅工作单位:_____信息工程学院_题目:ASK信号的仿真分析初始条件.matlab仿真平台课程设计内容和要求1.内容:ASK信号的调制和解调2.要求:调制信号:300Hz正弦信号,经过μ律PCM编码;载波频率:100kHz;解调方式:同步解调;画出调制信号、已调信号、解调信号的波形、频谱以及误码率与输入信噪比的关系曲线;时间安排序阶段内容所需时间号1 方案设计1天2 软件设计2天3 系统调试1天4 答辩1天合计5天指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (III)Abstract (IV)1. 2ASK系统介绍 (1)1.1. 2ASK系统的意义、主要功能 (1)1.2. 调制解调原理、系统性能分 (1)2. 设计流程 (2)2.1. PCM编码原理 (8)2.2. 用matlab实现PCM编码. (6)2.3. 产生2ASK信号................................................................................ (8)2.4. 功率谱分析 (9)2.5. 对已调信号的相干解调 (9)3. 源程序 (9)3.1. U率PCM编码 (9)3.2. 信号的调制与解调 (12)4. 心得体会 (19)5. 参考文献 (21)摘要MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
matlab2ask调制
matlab2ask调制
MATLAB2ASK调制是一种将数字信号转化为模拟信号的调制方式。
ASK调制的基本原理是将数字信号转换为二进制数,再将二进制数映
射到不同的振幅上。
当输入数字信号为1时,输出信号的振幅为正值;当输入数字信号为0时,输出信号的振幅为零。
MATLAB2ASK调制具体实现步骤如下:
1. 生成二进制数据:首先需要生成二进制数据,可以使用MATLAB中的randi函数生成指定长度的随机整数序列。
2. 将二进制数据转换成ASK调制波形:使用MATLAB中的if语句和for循环结构将二进制数据映射到不同的振幅上,并利用plot函数绘
图显示出ASK波形。
3. 添加噪声:在实际应用中,通常会存在噪声干扰。
因此,可以使用MATLAB中的awgn函数添加高斯白噪声。
4. 解调ASK波形:解调ASK波形需要使用检测电路。
在MATLAB中可以使用envelope函数对ASK波形进行包络检测,并通过阈值判断
得到解调后的二进制数据。
5. 绘图并比较结果:最后可以通过plot函数分别绘图显示出原始数据、ASK波形、添加噪声后的ASK波形以及解调后的二进制数据,并进行比较。
总结来说,MATLAB2ASK调制是一种简单、易实现的数字信号调制方式。
通过MATLAB中提供的函数和工具箱,可以轻松地实现ASK调制,并进行相应的仿真和分析。
ask在matlab中的调制解调
ask在matlab中的调制解调在MATLAB中,调制和解调是数字通信中非常重要的部分。
通过调制和解调技术,我们可以将数字信号转换为模拟信号,或者将模拟信号转换为数字信号。
这篇文章将介绍MATLAB中的调制解调方法以及其在互联网技术中的应用。
一、调制调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。
MATLAB中提供了多种调制技术,包括频移键控调制(FSK)、相移键控调制(PSK)、正交振幅调制(QAM)等。
1. 频移键控调制(FSK)频移键控调制是一种基于频率的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的频率上。
MATLAB中可以使用comm.FSKModulator和comm.FSKDemodulator函数实现FSK调制解调。
2. 相移键控调制(PSK)相移键控调制是一种基于相位的调制方法,可以将不同的数字信号映射到不同的相位上。
MATLAB中可以使用comm.PSKModulator和comm.PSKDemodulator函数实现PSK调制解调。
3. 正交振幅调制(QAM)正交振幅调制是一种结合了频移键控调制和相移键控调制的调制方法,可以将数字信号映射到不同的频率和相位上。
MATLAB中可以使用comm.RectangularQAMModulator和comm.RectangularQAMDemodulator函数实现QAM调制解调。
二、解调解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在MATLAB中,可以使用相应的解调器函数对调制后的信号进行解调。
1. FSK解调使用comm.FSKDemodulator函数可以对FSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
2. PSK解调使用comm.PSKDemodulator函数可以对PSK调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
3. QAM解调使用comm.RectangularQAMDemodulator函数可以对QAM调制后的信号进行解调,将其转换为数字信号。
基于MATLAB的ASK调制解调实现
长沙理工大学《通信原理》课程设计报告学院专业班级学号学生姓名指导教师课程成绩完成日期2016年1月8日课程设计成绩评定学院专业班级学号学生姓名指导教师课程成绩完成日期2016年1月8日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见课程设计任务书城南学院通信工程专业庄维《基于MATLAB的ASK调制解调实现》第 1 基于MATLAB的ASK调制解调实现学生姓名:指导老师:摘要MATLAB是美国MathWorks公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件,本课程设计主要内容是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现ASK的调制解调,要求采样频率为360HZ,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。
目的是熟悉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2ASK调制解调程序,绘制出ASK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察解调前后频谱有何变化以及对信号叠加噪声后的变化。
最终得到随着输入信号噪声的增加增大,误码越严重的结论,加深对ASK信号解调原理的理解。
关键词ASK调制解调;时域谱;频域谱;高斯白噪声;信噪比1 引言通信原理是通信工程专业的一门重要的专业课,是通信工程专业后续专业课的基础,掌握通信原理课程的知识不仅可以打下一个坚实的专业基础,还能提高处理通信系统问题能力和素质。
通过本课程设计的ASK振幅键控调制解调,可以进一步理解数字通信的基础理论,有助于加深对通信原理的理解。
1.1课程设计目的通过设计基于MATLAB的ASK调制解调实现,让我深入理解和掌握二进制ASK调制解调以及噪声对信号传输的影响[1]。
在通信原理理论知识的基础上加深对ASK调制解调设计原理及实现方法的理解。
使我对通信信号波形及频谱有深刻的认识。
不仅加强了对课本知识的了解,而且还涉及掌握调制解调函数的应用,增强了我动手实践的能力。
MATLAB论文
MATLAB论文学习MATLAB感想选修了MATLAB这门课程,我才了解软件的功能,也知道了软件在我们生活中的重要地位。
随着社会的不断发展,科技的不断进步,计算机的普及,软件被应用在越来越多的方面。
它结束了以前人们用手计算的时代,闲杂的我们只要用软件编一个程序就可用解决许多问题,不仅效率高,而且精确度也非常高。
MATLAB是由美国Math Works公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
在欧美等高校,MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业部门,MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且Math Works公司也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
MATLAB的最突出的特点就是简洁。
MATLAB用更直观的、符合人们思维习惯的代码,代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。
MATLAB给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。
MATLAB相对于其他的一些编程软件有许多的优点。
一、语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富。
MATLAB程序书写形式自由,利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务,压缩了一切不必要的编程工作。
MATLAB在实际生活中的应用小论文
MATLAB 在实际问题中的分析与应用自20世纪80年代以来,出现了多种科学计算语言,亦称数学软件,比较流行的有MATLAB 、Mathematical 、Maple 等。
因为他们具有功能强、效率高、简单易学等特点,在在许多领域等到广泛应用。
MATLAB 便是一种影响大、流行广的科学计算语言。
MATLAB 的语法规则简单,更加贴近人的思维方式。
MATLAB 是英文Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写。
自1984年由美国Math Works 公司推向市场以来,得到了广泛的应用和发展。
在欧美各高等院校MATLAB 已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具,成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业部门,MATLAB 已被广泛的应用于研究和解决各种具体的工程问题。
近年来,MATLAB 在我国也开始流行,应用MATLAB 的单位和个人急剧增加。
可以预见,MATLAB 将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。
Mat lab 是当前数值计算方面应用地非常广泛的一种计算机软件,特别是在工程应用求解中发挥了重要作用。
其所具有的浅显易懂的编程语言、强大的绘图功能、大量的内部函数等都深深地吸引了我认真地去学习它。
同时在上《过程装备力学基础》时,其中涉及有很多的问题是超越方程、微积分的问题,难以用普通的线性方法求解,而Mat lab 在此方面有强大的功能,特别是超越方程的精确求解以及图形的绘制方面。
数学当中的绘制函数图象、绘制立体图形的交线(如绘制两个等直径圆柱体的交线)、求多项式的根等问题,这些问题如果依靠我们人工进行操作,则需要很多的时间和精力,当我们掌握了基本原理后,借助于MATLAB 进行解决则会大大提高效率和精确度。
仅举一些运用MATLAB 的例子。
常用控制命令:click :%清屏; clear :%清变量; save :%保存变量; load :%导入变量 一、利用公式直接进行赋值计算本金P 以每年n 次,每次i%的增值率(n 与i 的乘积为每年增值额的百分比)增加,当增加到r ×P 时所花费的时间T 为:(利用复利计息公式可得到下式))01.01ln(ln )01.01(i n rT i P P r nT +=⇒+=⨯(12,5.0,2===n i r )MATLAB 的表达形式及结果如下: >> r=2;i=0.5;n=12; %变量赋值 >> T=log(r)/(n*log(1+0.01*i)) 计算结果显示为:T = 11.5813即所花费的时间为T=11.5813 年。
ask调制与解调
摘要本次综合训练主要是设计一个ASK频带传输系统并对其进行仿真与性能分析。
本次综合训练仿真平台为MATLAB/Simulink。
在设计此频带传输系统时,首先对信号进行ASK调制,再通过加入高斯白噪声传输信道,接着在接收端对信号进行ASK解调,最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
通过最后仿真结果可知,该模拟信号频带传输通信系统已初步实现了设计指标并可用于解决一些实际性的问题。
关键词:MATLAB/Simulink;高斯白噪声;ASK调制与解调前言通信(Communication)就是信息的传递,是指由一地向另一地进行信息的传输与交换,其目的是传输消息。
然而,随着社会生产力的发展,人们对传递消息的要求也越来越高。
在各种各样的通信方式中,利用“电”来传递消息的通信方法称为电信(Telecommunication),这种通信具有迅速、准确、可靠等特点,且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制,因而得到了飞速发展和广泛应用。
目前,无论是模拟通信还是数字通信,在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。
但是,数字通信的发展速度已明显超过了模拟通信,成为当代通信技术的主流。
与模拟通信相比,数字通信具有以下一些优点:抗干扰能力强,且噪声不积累;传输差错可控;便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储;易于集成,使通信设备微型化,重量轻;易于加密处理,且保密性好。
数字通信的缺点是,一般需要较大的带宽。
另外,由于数字通信对同步要求高,因而系统设备复杂。
但是,随着微电子技术、计算机技术的广泛应用以及超大规模集成电路的出现,数字系统的设备复杂程度大大降低。
同时高效的数据压缩技术以及光纤等大容量传输媒质的使用正逐步使带宽问题得到解决。
因此,数字通信的应用必将越来越广泛。
本课程设计主要是设计一个ASK频带传输系统并对其进行仿真与性能分析。
在设计此频带传输系统时,首先对输入信号利用相关的模块进行ASK调制,再通过加入高斯白噪声传输信道,接着在接收端对信号进行ASK解调,最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
ASK
电子信息与通信工程《专业训练课程设计》报告目录一、设计任务要求 (1)二、设计原理 (1)三、仿真程序/模型分析 (2)四、仿真结果分析 (3)五、困难问题及解决措施 (4)六、总结与体会 (4)七、致谢 (4)八、参考文献 (4)一、 任务设计要求利用MATLAB 进行仿真设计实现 ASK 信号产生的设计 ASK 信号解调电路的设计对仿真得到的ASK 信号及解调信号进行分析二、 设计原理2.1ASK 信号调制器的设计产生二进制振幅键控信号的方法主要有两种,第一种方法是采用相乘电路,用基带信号()t A 和载波()t ωcos 相乘就得到已调信号输出,第二种方法是采用开关电路,这里的开关由输入基带信号()t A 控制,用这种方法可以得到同样的输出波形。
下面是这两种方法的原理框图。
开关电路法相乘器法图1 调制器原理框图两者的区别:在相乘器中输入基带信号A (t )可以是非矩形脉冲,所以已调信号的包络也是非矩形的,而在开关法中,为了控制开关基带信号必须是矩形脉冲。
2.2ASK 信号解调器的设计ASK 信号的解调方法有两种,即包络检波法和相干解调法,前者属于非相干解调。
两者的区别:非相干解调中整流器和低通滤波器构成一个包络检波器,而相干解调中相乘电路需要有相干载波coswt ,它必须从接收信号中提取并且和接受信号的载波同频同相,所以它要比包络检波法复杂的多,下面对比其误码率;相干解调的误码率公式为er rPe 4/1-=π,而非相干解调的误码率公式为Pe=21er 4/-当大信噪比时,ASK 信号相干解调法的误码率总是低于包络检波法的误码率,但两者相差不大。
因此选择相干解调。
原理框图如下:图2 相干解调三、仿真程序/模型分析用MATLAB编程如下(%后面的是说明此条编程语句的作用):t=0:0.01:8; % 定义时间采样值y=sin(2*pi*t); % 定义未调信号的表达式x=[ones(1,100),zeros(1,100),ones(1,100),ones(1,100),zeros(1,100),zeros(1,100),ones (1,100),zeros(1,101)];%定义载波X的取值z=x.*y; % 定义已调信号的表达式subplot(3,1,1) % 画第一个图plot(t,x) % 画出载波图axis([0,8,-0.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('载波'); % 定义图的名字subplot(3,1,2); % 画第二个图plot(t,y) % 画出调制信号图axis([0,8,-1.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('未调信号') % 定义图的名字subplot(3,1,3) % 画出第三个图plot(t,z) % 画出解调后的图axis([0,8,-1.1,1.1]) % 定义范围xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字title('已调信号'); % 定义图的名字四、仿真结果分析图3 仿真结果根据ASK 调制的表达式可知:2()cos ASK n c S t a A tω=⋅式中,A 为未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元:⎩⎨⎧=PPa n -出现概率为出现概率为11综合式 令A =1,则ASK 信号的一般时域表达式为:tnT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑tt S c ωcos )(=式中,s T 为码元间隔,()g t 为持续时间[]2,2Ts Ts -内任意波形形状的脉冲(分析时一般设为归一化矩形脉冲),而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
基于MATLAB的ASK频带传输系统仿真与性能研究
本科生毕业论文<设计)题目:基于MATLAB/Simulink的ASK频带传输系统仿真与性能分析学院机电工程学院专业班级电子信息工程07级2班学生姓名指导教师撰写日期:2018年 4 月 19 日摘要本毕业设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台进行ASK频带传输系统仿真,并把运行仿真结果输入到显示器,根据显示器结果分析设计的系统性能。
在毕业设计中,目的主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK调制。
产生一段随机的二进制非归零码的基带信号,对其进行ASK调制后再送入加性高斯白噪声<A WGN)信道传输,在接收端对其进行ASK解调以恢复原信号,观察还原是否成功,改变AWGN信道的信噪比,计算传输前后的误码率,绘制信噪比-误码率曲线,并与理论曲线比较进行说明。
关键词Simulink,ASK调制,高斯白噪声,信噪比-误码率Based on MATLAB/Simulink add band of transmission systemsimulation and performance analysisAbstractThe graduation design, the main use MATLAB integration environment like the simulink7.1 simulation platform of transmission system simulation, and bandwidth input to the operation simulation results, according to display monitor analysis and design of the system performance. At the graduation design, goal mainly is simulation communication system the ASK modulation bandwidth transmission technology. Produce a random binary non zero yards, and carry on the baseband signal sent again after add modulation additive white gaussian noise (AWGN> channel transmission, in the receiver to add to restore the original signal demodulation, observe whether success, change reduction AWGN channel SNR, calculation, rendering the transmission error before signal-to-noise ratio - ber curve, and compared with theoretical curves show.Key Words: Simulink。
基于matlab的QASK仿真
基于matlab的QASK系统仿真摘要:本文根据当今通信技术的,对QASK信号的工作原理、产生、特点以及应用进行了分析。
关键词:QASK 原理应用1 引言MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方面,要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。
这样尖锐对立的两个方面的要求,只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
现代计算机科学技术快速发展,已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件,使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性,有助于我们更好地研究通信系统性能。
本文首先介绍了通信系统仿真的基本内容,包括通信系统仿真的一般步骤、MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink以及S-函数的相关概念。
从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的。
本文对通信系统中的一些重要环节,包括信道、噪声、模拟信号的数字化传输、信道编码以及信号调制的原理、方法和过程进行了详细的阐述。
理论知识是用来指导具体实践的。
本文在深刻理解通信系统理论的基础上,利用MATLAB强大的仿真功能,设计了许多具体的通信系统仿真模型。
在仿真模型设计过程中,本文对模型设计的目的、具体的结构组成、仿真流程以及仿真结果都给出了具体详实的分析和说明。
最后,本文对所做的研究工作进行了总结,并且提出了今后的工作和研究方向。
近年来,软件无线电作为解决通信体制兼容性问题的重要方法受到各方面的注意。
它的中心思想是在通用的硬件平台上,用软件来实现各种功能,包括调制解调类型、数据格式、通信协议等。
基于Matlab的IQ信号处理
二、实习课题完成的技术路线或实施方法
2.1、ASK、FSK 解调部分
基于 Matlab 的 I/Q 解调分析有两种方法,可以在计算机与监测设备联机的 情况下进行实时采集与分析, 也可以利用设备提供的 I/Q 解调功能采集数据,保 存在后缀名为“.mat”的文件中进行脱机分析处理。我采用的分析方法是后者, 利用 Tektronix 公司的 RSA 系列频谱分析仪采集数据,然后保存到后缀名为 “.mat”的文件中,再通过 U 盘拷贝的方式导入 PC 端,然后在 Matlab 上分析处 理。 2.1.1、IQ 数据简介 极坐标参量与直角坐标参量间的转换示意如下图, 极坐标图表示的矢量的参 数是幅值和瞬时相位,一般表示为 A ,因为所有调制形式针对载波的改变都 是幅值、 相位以及可以由相位推导的频率,极坐标图是分析调制技术矢量参数的 主要描述方式。I/Q 直角坐标图表示矢量的参数不是直接的幅值和瞬时相位,而 是把它们投影在 I/Q 直角坐标轴上,采用 I 轴和 Q 轴的投影分量来确定矢量。
2
频率,Matlab 代码为:diff(unwrap(angle(Y))),unwrap()是解卷绕,经观察解 调效果良好。 (2)ASK解调功能的实现 ASK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。 这里参考计算4.1.3计算幅值 Am 的公式,将频谱仪导入的I/Q数据计算瞬时幅 值,Matlab代码为:magY=10*log10(real(Y).^2+imag(Y).^2)+GainOffset, GainOffset与仪器硬件相关,经观察解调效果良好。
5
y(i)=cutoff; else y(i)=magY(i); end end n=0:1:datalength-1;%初值:增量:终值 xspan=n;%生成 x 轴坐标值 plot(xspan,y);%做出以数据(xspan(i),y(i))为结点的折线图 title('ASK 显示');%图形标题说明 ylabel('10dBm');%坐标轴 y 轴说明 axis([0,datalength-1,cutoff-0.1,-1]);%定制 2 维坐标轴范围 grid on;%显示格栅
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摘要
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。
本设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上高斯白噪声,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
关键词:Simulink;2ASK;误码率;调制;相干解调;
1 2ASK调制与解调原理
1.2 2ASK信号基本原理
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控. 设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为
(1-1-1)
其中:
(1-1-2)
Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:
(1-1-3)则二进制振幅键控信号可表示为
(1-1-4) 1.2 2ASK 信号的调制设计方案
2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK 信号). 二进制振幅键控信号的产生方法:图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现.
)
(a )
开关电路
)
(b )
图 1 –1 二进制振幅键控信号调制器原理框图
图1-2 乘积法调制波形(载波又表示为‘1’)
1.3 2ASK 信号的解调设计方案
2ASK 信号的解调可以采用非相干(noncoherent )解调(包络检波法)和相干(coherent)解调(同步检测法)两种方式来实现,相应的接收系统组成方框图如图2.4所示。
与模拟信号的接受系统相比,这里增加一个“抽样判决器”,这对于提高数字信号的接收性能是必要的。
(a ) 非相干解调方式
(b)相干解调方式
图1-3 2ASK信号解调的原理框图
图1-4 2ASK信号相干解调波形
乘积法容易实现功能,非相干解调的优点是可以较少的考虑信道估计甚至略去,处理复杂度降低,实现较为简单,但相比相干解调方法性能下降,非相干解调在抗噪声性能上比相干解调差。
相干解调同频同相可采用输入信号实现,比本设计采用模拟乘法器实现调制,采用相干解调(非线性);
2 Smulink的模型建立和仿真
2.1 simulink仿真图
图2-1 2ASK信号调调制的simulink仿真图
图2.-2 2ASK信号解调的simulink仿真图
图2-3 2ASK信号调制和解调的simulink整体仿真图
2.2 仿真参数
正弦波Sine Wave的参数设置为:振幅Amplitude设置为1;Frequency为120rad/s;Phase和Sample设置为0;
Product和Product1模块的参数设置为:输入端数量设为2
伯努利二进制发生器模块Bernoulli Binary Generator的参数设置为:0的概率(Probability of a zero)设为0.5,初始化种子(initial seed)设为61,采用时间(Sample time)为1S,输入信息码(Sample per frame)为1。
高斯噪声发生器Gaussian Noise Generator的参数设置:方差Variance设置为0.1
带通滤波器参数设置:阶数设置为5,f
L 低的截止频率115rad/s,f
H
高的截止频率
125rad/s。
低通滤波器参数设置为:阶数设置为8,截止频率130rad/s
Power Spectral Density的参数设置为:Sample time抽样时间为0.01s 零阶保持器Zero-Order Hold的参数设置为:Sample time抽样时间为0.01s
2.3仿真波形图和频谱图
图2-4 2ASK信号调制Scopes输出波形图
第一个波形伯努利输出,第二个为调制输出,第三个波形为引入噪声调制信号输出波形。
波形1是方波,波形二在波形一为1时为正弦波,波形一为0时也为为0,波形三是应为引入了高斯白噪声,在波形二基础上起伏,
图2-5 2ASK信号解调Scope1输出波形图
第一个未经滤波的解调信号输出,第二个为解调经低通滤波器后输出,第三个波形量化后解调信号输出波形,波形一是正弦波,波形二接近方波,但有毛刺特别是高电平起始和结束位置,波形三得到的是方波,在波形二基础上消除了毛刺。
图2-6 2ASK信号输入信号和解调后输出波形图
第一个波形为输入波形,第二个为解码输出的波形,波形形状完全相同,只是延时了0.8时间单位,输入码为1011011100,输出码为1011011100
功率谱密度
3设计总结、心得体会及教学建议
本次课程设计用Simulink来实现2ASK调制解调系统。
把书中相关的部分细细看了几遍,对书中的理论有了更深的认识。
因为多次调试,结果越来越接近理论情况下的结果,可见实验其实就是对理论的验证。
所以,清楚地掌握理论是进行设计的关键步骤。
我可以直观地放置相应的模块,搭建通信系统开始我对2ASK和Simulink了解特别少,通过查阅相关资料,我熟悉了通信调制解调原理,simulink中仿真器件参数如何设置。
弄懂了2ASK与Simulink的关系,加深了对通信原理的认识。
实验中学知识到的比理论课上学的更多。
理论是实践的基础,学好理论同时,要不断课后实践。
压缩理论课来做更多的实验。
参考文献
【1】樊昌信,曹丽娜,通信原理.国防工业出版社,2009
【2】徐远明,邵玉斌Matlab仿真在通信与电子工程中得应用.西安电子科技大学出版社,2008。