ASK调制解调通信系统

信号与通信系统课程设计说明书

题目：设计ASK调制解调通信系统

系部：信息与控制工程学院

专业：电子信息工程

班级：XXXX级X班

学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXX 指导教师:XXX

2018年6月12 日

目录

1 设计任务与要求 (2)

1.1 设计任务 (2)

1.2 设计要求 (2)

2 设计方法与内容 (3)

2.1 MATLAB简介 (3)

2.2 ASK信号调制原理 (3)

2.3 ASK解调原理 (4)

3 仿真实现过程 (5)

3.1 ASK信号的产生 (5)

3.2 载波信号波形 (5)

3.3 ASK调制解调实现 (6)

3.4 叠加噪声的ASK调制解调 (7)

4 结论 (10)

5 附录 (11)

参考文献 (18)

1 设计任务与要求

1.1 设计任务

1.根据题目查阅有关资料，掌握数字带通调制技术。

2.学习MATLAB软件，掌握MATLAB各种函数的使用。

3.据数字带通调制原理，运行MATLAB进行编辑，仿真调制过程，记录并分析仿真

结果。

1.2 设计要求

1.掌握ASK调制解调原理

2.绘制出ASK信号解调前后在时域和频域中的波形，观察解调前后频谱的变化理

解ASK信号解调原理。

2 设计方法与内容

2.1 MATLAB简介

Matlab是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便、界面良好的用户环境。它还包括了Toolbox(工具箱)的各类问题的求解工具，可用来求解特定学科的问题。其特点是：

(1) 可扩展性：Matlab最重要的特点是易于扩展，它允许用户自行建立指定

功能的M文件。对于一个从事特定领域的工程师来说，不仅可利用Matlab所提供的函数及基本工具箱函数，还可方便地构造出专用的函数。从而大大扩展了其应用范围。当前支持Matlab的商用Toolbox(工具箱)有数百种之多。而由个人开发的Toolbox则不可计数。

(2) 易学易用性：Matlab不需要用户有高深的数学知识和程序设计能力，不

需要用户深刻了解算法及编程技巧。

(3) 高效性：Matlab语句功能十分强大，一条语句可完成十分复杂的任务。

如fft语句可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这相当于上百条C语言语句的功能。它大大加快了工程技术人员从事软件开发的效率。

2.2 ASK信号调制原理

数字信号对载波信号的振幅调制称为振幅键控，即ASK（Amplitude Shift Keying）。2ASK就是调制信号为二进制数字基带信号时的振幅键控。

简单的说，振幅键控就是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息的“0”或“1”。

2ASK已调信号可表示为

e 0 = s(t) cosωct

式中，ωc为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列

s(t) =Σan g(t-n Ts)

其中，g(t)是持续时间为Ts、高度为1的矩形脉冲，an为二进制数字

1，出现概率为p

a n={

0，出现概率为1−p

2.3 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2-1:

)

(2t e ASK

图2-1相干解调

带通滤波

器 相乘器 低通滤波器 抽样判决

器

定时脉冲 输出

3 仿真实现过程

3.1 ASK信号的产生

图3-1二进制基带信号时域谱和频域谱

先将源程序创建M文件，自定义路径；编写语句x=ceil(rand(1,100000)-0.5) 生成一段随机的二进制基带信号，其中rand产生随机矩阵，ceil为取整函数；再编写语句FFT1=fft(x,128); FFT1=abs(FFT1)对随机序列进行傅里叶变换并取绝对值。其时域谱和频域谱如图3-1。

3.2 载波信号波形

图3-2载波信号时域谱和频域谱

在调制解调系统中，载波信号的频率一般要大于信号源的频率。信号源频率为12 Hz，所以将载波频率设置为36 Hz，编写正弦函数carry=cos(2*pi*Fc*t)并进行频域转换FFT2=fft(carry,256); FFT2=abs(FFT2)。其时域谱和频域谱如图3-2。

3.3 ASK调制解调实现

编写数字带通调制函数y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'ask',2)进行2ASK调制，其中x为输入信号，Fc为载波频率，Fd为码速率，Fs为采样频率，Fs/Fd必须是一个正整数。再进行频域转换FFT3=fft(y,256); FFT3=abs(FFT3)，其时域谱和频域谱如图3-3：

图3-3已调信号时域谱和频域谱

图3-4解调信号解调时域谱和频域谱

编写数字带通调制函数z=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'ask',2)进行2ASK解调，其中x

为输入信号，Fc为载波频率，Fd为码速率，Fs为采样频率。再进行频域转换

FFT4=fft(z,64); FFT4=abs(FFT4)，由于调制到解调的信道中没有加入噪声，所以调制前信号（即原始信号）与调制后信号相同，其时域谱和频域谱如图3-4。

3.4 叠加噪声的ASK调制解调

图3-5叠加小噪声调制信号时域谱和频域谱

图3-6叠加大噪声调制信号时域谱和频域谱