通信建模与仿真

通信系统建模与仿真课程设计

2009 级通信工程专业0913072 班级

题目基于SIMULINK的2ASK频带传输系统的仿真姓名学号091307

指导教师

2012年5月23日

1任务书

试建立一个ASK频带传输模型，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（AWGN）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。另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。

2二进制振幅键控（2ASK）的理论分析

2.1、2ASK调制原理

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

其中:

二进制振幅键控信号时间波型如图1 所示。

由图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 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。

图1 二进制振幅键控信号时间波型

图2（a）模拟相乘法图2（b）数字键控法

2.2、2ASK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），相应的接收系统如图3（a）、图3（b）所示。

图3（a）非相干解调方式

图3（b）相干解调方式

32ASK频带系统设计方案

3.1、信源：采用伯努利二进制发生器模块ernoulli Binary Generator,它可以产生一个二进制的单极性不归零二进制随机码序列。

3.2、调制方式：采用ASK调制，用高频载波与基带信号混频，把低频的调制信号搬移到较高的频率范围上，以适合在现实信号中传输。

3.3、解调方式：可以采用相干解调也可以采用非相干解调，本人先采用相干解调，用同载波频率一样的正弦信号与已调信号混频，把信号重新搬移到低频上来。这种解调的缺点是在现实应用中实现比较麻烦，由于解调模块的载波信号再生器生成的正弦信号的载波相位是需要与调制模块载波信号具有严格的一致性的，然而在信宿端是不可能得到相位严格一致的载波信号的，况且还要用另外一个模块来进行载波再生。相比之下包络检波就不存在这个问题，所以我也使用了包络检波的解调方法。

3.4、信道：采用AWGN（加性高斯白噪声）信道，在分析通信系统的抗噪声性能时，常用高斯白噪声作为通信信道中的噪声模型，这是因为，通信系统中常见的热噪声近似为白噪声，且热噪声的取值恰好服从高斯分布。这里采用Gaussian Noise Generator生成一个高斯随机信号，用加法器加到调制信号上来仿真高斯信道。用这个模块的原因是在后面进行误码率——信噪比曲线的绘制时要输出变量，在这个模块里可以设置输出到workspace进行观察。

3.5、抽样判决器：可以采用relay，用一系列的冲击信号对解调出来的信号进行采样，通过参数设置，对一定幅值以上的信号判为“1”，一定幅值一下的信

号判为“0”。以实现恢复出基带信号的波形。由于relay比较简单设置便捷，于是我选用它。

4INK下2ASK系统的设计

此系统所用仿真电路模块有: 伯努利二进制发生器模块，正弦波发生器模块，功率谱密度模块，高斯噪声发生器Gaussian Noise Generator模块，模拟滤波器模块，误码率计算模块，示波器模块。

4.1、伯努利二进制发生器模块：Communication Blockset/Common

sources/Data sources中的参数设置为：Probability of a zero 0概率设为0.5，initial seed设为61，Sample time抽样时间为0.01S，Sample per frame是输入信息码为1。

图4 伯努利二进制发生器模块参数设置

4.2、调制过程：

采用模拟相乘法，用生成一个1000HZ的正弦波载波信号（如图5），用

乘法器把1000HZ的载波与100HZ的基带信号混频，把低频的基带信号频率搬移到1100HZ和900HZ上。

4.3、信道：

采用这里采用Gaussian Noise Generator生成一个高斯随机信号，用加法器加到调制信号上来仿真高斯信道。参数设置如图6。

图5正弦波载波信号发生器参数设置

图6高斯随即信号发生器参数设置

4.4、解调过程：

了。

图7带通滤波器参数设置

4.4.1、相干解调：仍然用1000HZ的正弦波信号与调制信号相乘，再用低通滤波器

把100HZ的低频信号滤出来。

图8低通滤波器参数设置

4.4.2、非相干解调：采用包络检波法，先进行全波整流，在进行低通滤波，他所要得到的结果和相干解调是一致的，均是把调制信号波形的下半部分反折到t 轴的上方，其中低通滤波器的参数设置与相干解调一致，见图8。

4.5、抽样判决器的作用是：信号经过抽样判决器，即可确定接收码元是“1”还是“0”。假设抽样判决门限为b ，当信号抽样值大于b 时，判为“1”码；信号抽样值小于b 时，判为“0”码。当本实验为简化设计电路，在调制的输出端没有加带通滤波器，并且假设信道时理想的，所以在解调部分也没有加带通滤波器。

图9 2ASK 信号非相干解调过程的时间波形

本设计两种解调方式最后均采用用relay 做抽样判决器。其中switch on point 和switch off point 是指抽样值判为“1”和判为“0”的阈值。11100000101

a

b

c d