基于蒙特卡罗法2ASK系统抗噪声性能仿真介绍

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24-2 2ASK包络检波系统的抗噪声性能

Pe =
9 系统的平均误码率为 9当 r → ∞ 时
Pe =
¾ 比较：在相同的信噪比条件下，相干解调法的抗噪声性能
1 −r4 e 2
⎛ r ⎞ 1 −r4 1 ⎟ erfc⎜ ⎜ 4 ⎟+ 2e 4 ⎠ ⎝
优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大；包络检波法不需要相干载波，因而设备比较简单；包络检波法存在门限效应，相干解调法无门限效应
12
6
《通信原理》国防科技大学电子科学与工程学院马东堂 _____________________________
2ASK包络检波系统的抗噪声性能
【例】设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为RB = 4.8 × 106 波特，发“1”和发“0”的概率相等，接收端分别采用相干解调法和包络检波法解调。已知接收端输入信号的幅度a = 1 mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0 = 2 ×10-15 W/Hz。试求 (1) 相干解调法解调时系统的误码率； (2) 包络检波法解调时系统的误码率。【解】 ① 2ASK信号所需的传输带宽数值上近似为码元速率的两倍，所以接收端带通滤波器带宽为
y'
∞
⎛ aV ⎞ − (V 2 + a 2 ) / 2 σ 2 V n I0 ⎜ dV 2 ⎟e ⎜ σ2 ⎟ y' σ n ⎝ n ⎠
∞ β
¾ Marcum Q函数的定义
Q ( α , β ) = ∫ tI 0 (α t )e − ( t
2
+α2 )/ 2
dt
6
3
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= P (1) 1 − Q ( 2r , y0 ) + P (0)e − y0 / 2

2FSK正交调制解调的设计与仿真实现

2FSK正交调制解调的设计与仿真实现摘要：通信技术的发展为现代沟通交流提供了很大的便利，通信仿真技术是对设计的通信系统进行模拟仿真的一门科学技术，以提升系统的可用性。

现代通信系统分为无线通信和有线通信，在各个领域发挥越来越重要的作用，MATLAB是实现通信仿真的重要技术手段，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。

利用它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合通信系统和各种多速率系统，也可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。

它是一个强有力的动态系统分析工具，可进行包括数字信号处理系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析。

关键词：2FSK正交调制解调；设计应用；仿真1.MATLAB简介MATLAB是目前流行的用于科学研究、工程计算的软件，起源于矩阵运算，并已经发展成为一种高度集成的计算机语言。

MATLAB具有强大的数学运算能力、方便实用的绘图功能及语言的高度集成性，除具备卓越的数值计算能力之外，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真、实时控制等功能。

在通信领域MATLAB更是优势明显，因为通信领域中很多问题是研究系统性能的，传统的方法只有构建一个实验系统，采用各种方法进行测量，才能得到所需的数据，这样不仅需要花费大量的资金用于实验系统的构建，而且系统构建周期长，系统参数的调整也十分困难。

而MATLAB的出现使得通信系统的仿真能够用计算机模拟实现，免去构建实验系统的不便，而且操作十分简便，只需要输入不同的参数就能得到不同情况下系统的性能，而且在结构的观测和数据的存储方面也比传统的方式有很多优势，MATLAB在通信仿真领域得到越来越多的应用。

2.数字调制2FSK2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加，2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。

可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。

蒙特卡罗方法论仿真和2PSK调制(通信原理实验报告)

实验报告信息学院（院、系）电子信息工程专业班通信原理教程课蒙特卡罗方法论仿真和2PSK 调制一、编写2PSK 调制程序，任意给定一组二进制数，计算经过这种调制方式的输出信号。

1、实验目的（1）熟悉2PSK 调制原理。

（2）学会运用Matlab 编写2PSK 调制程序。

（3）会画出原信号和调制信号的波形图。

（4）掌握数字通信的2PSK 的调制方式。

2、实验原理分析二进制相移键控，简记为2PSK 或BPSK 。

2PSK 信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位0和π 来表示，而其振幅和频率保持不变。

故2PSK 信号表示式可表示为：s(t)=Acos(w 0t+θ)式中，当发送“0”时，θ=0；当发送“1”时，θ=π。

或者写成：这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为绝对相移方式。

2PSK 信号的典型波形如图1所示。

图1 2PSK信号波形图2PSK信号的的产生方法主要有两种：（1）相称法：用二进制基带不归零矩形脉冲信号与载波相乘，得到相位反相的两种码元，如图2(a)所示。

（2）选择法：用此基带信号控制一个开关电路，以选择输入信号，开关电路的输入信号是相位相差π的同频载波，如图2(b)所示。

这两种方法的复杂程度差不多，并且都可以用数字信号处理器实现。

解调部分只能用相干解调，不可以用包络检波法等非相干解调的方法，因为其频谱和抑制载波双边带的频谱一样，因此不能采用包络检波，而不可采用相干解调。

图3 2PSK解调原理图对原理图分析：从图3可以看出调制信号经过本地载波相乘得到直流分量，若发送的事“1”，则有正直流分量，若发送的事“-1”，则有负直流分量的存在，经过低通滤波器后，就只剩下这些直流分量，然后进行抽样判决即可，因为其上下直流分量的幅度一样，我们最佳的判决电平时0V是最好的，这样使得我们判决出来的信号时误码率最低的。

3、程序设计思想和流程图根据上述的2PSK信号原理，输入基带信号高低电位各表示不同的相位。

通信原理实验报告三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较

实验三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较一、实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系。

二、实验内容设定噪声为高斯白噪声, 对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计, 并与理论值进行比较, 以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。

三、实验原理2ASK: 有两种解调方法: 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。

其中包络检波法不需相干载波, 利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点, 取出其包络, 经抽样判决即可恢复数码。

相干解调需要与相干载波相乘。

2FSK: 常用的解调方法: 非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。

将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。

其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小, 可以不专门设置门限。

判决规则应与调制规则相呼应。

例如,若调制时规定“1”-》载频f1, 则接收时应规定: 上支路样值>下支路样值判为1, 反之则判为0.2PSK: 该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变, 通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”。

2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。

解调时必须有与此同频同相的同步载波。

而2PSK信号是抑制载波的双边带信号, 不存在载频分量, 因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。

只有采用非线性变换, 才能产生新的频率分量。

2DPSK: 由于2DPSK信号对绝对码{an}来说是相对移相信号, 对相对码{bn}来说是绝对移相信号。

因此, 只需在2PSK调制器前加一个差分编码器即可产生2DPSK信号。

解调：1、极性比较法（码变换法）（相干解调）, 此法即是2PSK解调加差分移码。

基于systemview的2PSK系统的设计与建模仿真分析

目录一、绪论 (3)二、Systemview软件简介 (4)2.1 Systemview软件特点 (4)2.2 使用Systemview进行系统仿真的步骤 (5)三、二进制移相键控（2PSK） (6)5.1 二进制移相键控（2PSK）的基本原理 (6)5.2 Systemview软件对2PSK系统进行仿真 (9)5.2.1 2PSK信号的产生 (9)5.2.2 2PSK相干解调系统 (10)5.2.3 2PSK 调制和Costas环解调系统组成 (12)5.2.4 2PSK信号的频谱和功率谱 (13)5.2.5 误比特率BER分析 (13)七、心得体会 (17)八、参考文献........................................... 错误!未定义书签。

基于Systemview的2PSK系统的设计与仿真分析摘要数字通信系统,按调制方式可以分为基带传输和带通传输。

数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率低频段，因而在很多实际的通信中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输。

数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK ，Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。

本文通过Systemview仿真软件，对2PSK系统进行仿真，分析2PSK的信号的调制方式，频谱特性，利用Costas环对2PSK信号进行解调以及2PSK的相干解调系统，并且对2PSK的抗噪声性能做了一定的分析，并进行仿真分析。

2ASK的调制和解调（模拟调制相干解调）

数字频带传输系统及其性能估计——2ASK 的模拟调制相干解调及抗噪声性能分析一、二进制振幅键控（2ASK ）的模拟调制1、实验目的：1．了解2ASK 系统的电路组成、工作原理和特点；2．分别从时域、频域视角观测2ASK 系统中的基带信号、载波及已调信号； 3．熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝20kbit/s 。

载波信号的频率为40kHz. （1）采用乘法器实现2ASK 的调制；并观察调制信号、载波信号及2ASK 等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：振幅键控是正弦载波幅度随着基带信号的变化而变化的数字调制。

设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0序号的概率为P,发送1序号的概率为1-P,且相互独立.该二进制序号可表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑n s n ASK nT t g a t S )()(2其中 ⎩⎨⎧=PP a n －出现概率为出现概率为11s T 是二进制基带信号的时间间隔, )t (g 是时间间隔为s T 的矩形脉冲⎩⎨⎧≤≤=其它100)(Ts t t g则2ASK 信号的一般时域表达式为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑则由上式可知,2ASK 信号可以通过一个基带信号与载波信号相乘后生成,其原理框图如下:图1 2ASK 调制原理框图图2 2ASK 信号调制过程波形)101()s t 载波2ASK4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：模拟相乘法采用乘法器进行调制的组成如图3所示。

图3 模拟调制的系统组成其中图符0产生消息信号序列，传码率为20kbit/s。

图符1输出正弦波，频率为40k Hz。

图符3为一乘法器。

图符的参数设置如表1所示。

表1：模拟法图符参数设置表系统定时：起始时间0秒，终止时间747.5e-6秒，采样点数300，采样速率400e+3Hz，获得的仿真波形如图4所示。

基于system-view的pcm-2dpsk-仿真及系统抗噪声性能测试实验报告

基于system-view的pcm-2dpsk-仿真及系统抗噪声性能测试实验报告西安电子科技大学通信系统实验报告——基于systemview地2D PSK+PCM传输仿真指导教师：姓名学号班级李媛媛 01121359 011214张少虎 01121360 011214 日期：2015年7月一、系统仿真目地1、了解PCM+2DPK通信系统地原理和信息传输方案2、掌握通信系统地设计方法与参数选择原则3、掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统地设计方法4、熟悉通信系统地SYSTEMVIEW仿真测试环境系统仿真内容简介5、测试实验所搭建2dpsk传输系统抗噪声性能，并与理论曲线作对比6、观测不同信噪比条件下关键信号眼图变化情况，进一步了解眼图地作用与含义7、了解信号在系统传输过程中各阶段频率分量地变化，加深对限号调制解调在频域地认知二、实验内容1、用三个频率和幅度分别为400HZ，2v、500HZ ，2v、700HZ，0.5v地正弦信号作为系统地输入，经过PCM编码系统转换为数字信号，再经并串转换转换为基带信号2、以基带信号作为2DPSK系统输入信号，码速率Rb＝16kbit/s.采用键控法实现2DPSK地调制，采用非相干解调法实现2DPSK地解调，分别观察系统各点波形.3、将2DPSK系统输出信号进行串并变换，再经P CM解码系统还原为系统初始输入地模拟信号，并观察信号时域和频域地变化.4、使用仿真软件SYSTEMVIEW，从SystemVi ew 配置地图标库中调出相关合适地图符并进行合适地参数设置，并连好图符间地连线，完成对PCM编码、2DPSK键控调制、非相干解调、pcm解码仿真电路设计，并完成仿真操作.5、观察各点波形：包括时域波形、眼图、部分信号瀑布图、2dpsk系统抗噪声性能曲线等，以及记录主要信号点地功率谱密度.6、分析实验所得图形数据，判断系统传输地正确性.7、搭建抗噪声性能测试原理图，测试在不同信噪比环境下，系统误码率地大小，并以此绘制出误码率随信噪比变化地数据曲线，即2DPSK系统地抗噪声性能，绘制该曲线，并与理论曲线进行对比.三、原理简介1、PCM编码译码原理（1）编码原理编码过程分三步：抽样：需要满足低通采样定理，采样频率8kHz .量化：均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔地非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大.实现方法：实现非均匀量化地方法之一是把输入量化器地信号x先进行压扩处理，再把压扩得到地信号y进行均匀量化.压扩器就是一个非线性变换电路，弱信号被扩大，强信号被压缩.压缩器地入出关系表示为y=f(x) .常用压扩器大多采用对数式压缩，广泛采用地两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩.效果：改善了小信号时地量化信噪比. A律压扩特性地13段折线逼近方法：对x轴不均匀分成8段，分段地方法是每次以二分之一对分；对y轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8.然后把x，y 各对应段地交点连接起来构成8段直线.其中第1、2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同地折线.以上分析地是第一象限，对于双极性语音信号，在第三象限也有对称地一组折线，也是7根，但其中靠近零点地1、2段斜率与正方向地第1、2段斜率相同，又可以合并为一根，因此，正、负双向共有13段折线.13段折线在第一象限地压扩特性如下图所示：编码：采用8位折叠二进制码，对应有M=28=256个量化级.这需要将13折线中地每个折线段再均匀划分16个量化级.（2）译码原理解压扩：采用一个与13段折线压扩特性相反地解压扩器来恢复x，即x=f -1(y). D/A变换，PCM码变换成模拟信号，即恢复到发送端模拟信号刚完成采样时地信号.低通滤波:保留原始模拟信号频率.（3）PCM编码、解码功能框图如下：2、2DPSK系统调制解调原理（1）2DPSK信号原理2DPSK方式是用前后相邻码元地载波相对相位变化来表示数字信息.假设前后相邻码元地载波相位差为Dj，可定义一种数字信息与Dj之间地关系为则一组二进制数字信息与其对应地2DPSK信号地载波相位关系如下表所示：二进制数字信息 111 0 0 1 1 0 2dpsk信号相位（0）π 0 0 π π π 0 π π 或（π）0 π π 0 0 0 π 0 0数字信号与Dj之间地关系也可定义为：调制过程信号变换示例波形如下：（2）本实验调制原理本实验调制采用模拟调制法，2DPSK信号地地模拟调制法框图如图所示其中码变换地过程为将输入地单极性不归零码转换为双极性不归零码，然后以此码直接与载波相乘.码变换原理图如下：码变相乘载s(t e o (（3）解调原理本实验采用非相干解调法，即极性比较法和码变换法.它地原理是2DPSK信号先经过带通滤波器，去除调制信号频带以外地在信道中混入地噪声，再与本地载波相乘，去掉调制信号中地载波成分，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号地低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决地到基带信号地差分码，再经过逆差分器，就得到了基带信号.它地原理框图如图所示.信号变换示例波形如下Q DCKa n发送码时钟d n-1d n逆差分器原理如下：四、系统组成框图、子系统组成框图及图符块参数设置1、总图(系统采样频率400e+3HZ)2图块对模拟信号进行A律压缩，输入输出正负5 v,4图块为模数转换模块，输出0/1v八位，并行码，采样频率为2000hz，码速地八分之一，22为一八选一mux，在23,24,25信号控制下由高位到低位顺序依次将并行信号串行输出.Adc与mux 按顺序接，23/24/25频率分别为adc采样地1/2/ 4倍，占空比1:1，低频率接高位（s2）.输出即为PN码.16延迟一个码子宽度，1/16000s，39为异或门，输出+1/-1码字.与44块80000hz地载波相乘进行调制，生成2dpsk信号.44为噪声，高斯噪声，density on1 Ohm，20e-6w/hz，45选择dbpower增益.12带通滤波器，载波上下20k，60k/ 100khz，滤除噪声.50为载波提取，Comm : costas，Vco fre=80e+3，Vco pahse=0deg，Mod gain=1hz/v，Loop fltr=1+1/s+1/s^2.调制信号与载波相乘后，经低通滤波器16khz，滤除高频分量，得到基带信号轮廓，经28,41采样保持后得到下图下图，41输出仍为+-1码字，缓冲器门限为0，大于0输出1，小于零输出-1，得到下上图.11延迟1个码宽，与异或门形成码反变换，输出单极性不归零绝对pn码字.下图为加29与不加29地区别，信号到27块延迟7个码宽后，输出到18,时分解复用器，8位，保持8个码字宽度，后送入dac模块，门限500e-3，八位，输出范围正负5伏，将并行数据转换为串行数据，，再经解压缩块还原成模拟信号，再经低通滤波保留原始模拟信号频率分量.得到原始模拟信号.2、模拟信号发生模块、各图块参数表格编号库/名称参数Token14 Source:sinusoid Amp:2v Freq:400hz Phase:0degToken0 Source:sinusoid Amp:2v Freq:500hz Phase:0degToken15 Source:sinusoid Amp:0.5v Freq:700hz Phase:0degToken1 adder NoneToken6 Sink :analysisNone 3、模数转换模块、各图块参数表格编号库/名称参数Token2 Comm :compander a-lawmax-input : +/-5vToken7 Sink :analysisToken21 Source :pluse train Amp:1vFreq:2000hz Pulsew:250e-6 sec Offect:0v Phase:0degToken4 Logic : ADC Gate delay:0 secThreshold:500e-3vTrue output:1vFalse output:0vNo.bits:8Min input:-5vMax input:5vRise time:0 sec 4、并串转换模块、个图块参数表格编号库/名称参数Token22 Logic : Gate delay:0 secmux-d-8 Threshold:500e-3vTrue output:1vFalse output:0vRise time:0 secFall time:0 secEnable:noneToken23 Source :pluse train Amp:1vFreq:2000hz Pilsew:250e-6 sec Offset=0vPhase=0degToken24 Amp:1vFreq:4000hzPilsew:250e-6 secOffset=0vPhase=0degToken25 Amp:1vFreq:8000hzPilsew:250e-6 secOffset=0vPhase=0degToken48 Sink : none5、差分变换模块、各图块参数表格编号库/名称参数Token16 Operator :delay Delay=62.5e-6sec Non-interpolatingToken39 Logic : xor Gate delay:0 secThreshold=500e-3True output=1vFalse output=-1vRise time=0 secFall tome=0 sec连接16图块地1端口Token19 Sink : none6、载波调制及加噪声模块、各图块参数表格编号库/名称参数To ke n2 0 Sink :analysisnoneTo Mul Noneke n1 0 tip ierTo ke n4 3 AdderNoneTo ke n4 5 Operator:gainGain units=db powerGain=x(不同测试条件增益值设置不同，不需要加噪声时可与加法器断开连接，需要时设置多少见抗噪声性能测试部分原理To ke n1 3 Source:sinusoidAmp=1vFreq=800000hzPhase=0degTo ke n4Source:Constant parameter=density in 1 0hmDensity(w/hz)=20e-6（为何设置此值见抗噪声性能测试部分原理4 gaussnoise Maxrate=400e+3 Mean=0v7、解调模块、格图块参数表格编号库/名称参数Token37Sink : analysis noneToken33Sink : analysis noneToken38Sink : analysis noneToken17Sink : analysis noneToken1 2 Operator : linearsysChebyshevbandpass iir3 polesLow fc=600000hzHig fc=100000hzQuant bits=noneToken34Multipier noneToken3 6 Operator : linearsysButterworthlowpass iir3 polesFc=16000hzQuant bits=noneToken2 8 Operator : sampler InterpolatingRate=16000hzAperture=0 secToken4Operator : hold Last value1 Gain=1Out rate=400e+3Token2 9 Logic : buffer Gate delay:0 secThreshold=0vTrue output=1vFalseoutput=-1vRise time=0 secFall time=0 secToken5 0 Comm :costas（载波提取）Vco fre=80e+3Vco pahse=0 degMod gain=1hz/vLoopfltr=1+1/s+1/s^2Token51Sink : analysis none8、差分码反变换模块、各图块参数9、串行信号转并行信号模块、各图块参数表格编号库/名称参数Token31 Sink :analysisnoneToken30 Logic : xor True output=1vFalse output=0v连11图块地0端口delayToken11 Operator :delay Delay=62.5e-6Non-interpolating 编号库/名称参数Token27 Operator :smpl delay Delay=175 samples Attribute=phaseToken18 Comm : tddemux No.output=8Time per output=500e-6sec连27图块1端口delay-dt 10、数模转换及元模拟波还原模块、各图块参数编号库/名称参数Token9 Sink :analysisnoneToken42 Operator :linear sys Chebyshev loepass iir3 polesFc=800hzQuant bits=noneToken3 Com :decompand a-lawmax output:+/-5vToken5 Logic : dac Tow’scomplementGate delay=0 secThreshold=500e-3No.bits=8Min output=-5vMax output=5v 五、各点波形：包括时域波形、眼图、覆盖图（800采样点）1、输入模拟信号波形2、输入模拟信号A律压缩3、绝对码波形4、输入差分码波形5、2DPSK已调信号波6、带通滤波器输出波形7、提取载波波形8、乘法器输出9、低通滤波器输出10、抽样保持输出相对码11、码反变换2DPSK系统输出基带信号13、2DPSK系统输入输出瀑布图14、模拟信号输入输出瀑布图12、低通输出波形眼图（1）无噪声眼图，噪声增益模块与加法器断开（2）低噪声眼图（信噪比20db）测试条件，噪声设置gauss noise，constant parameter=density in 1 ohm,density=20e-6w/hz增益模块设置，gain units=db power。

2PSK与2DPSK系统性能分析要点

沈阳理工大学通讯系统课程设计报告2PSK与 2DPSK系统性能解析1．课程设计目的1.掌握 2PSK、2DPSK的调制与解调原理；2.掌握仿真软件 matlab 的使用方法；3.完成对 2PSK、2DPSK的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行解析。

2．课程设计要求1．认识 2PSK系统包含几部分，及每部分的功能特征。

2．认识 2DPSK系统包含几部分，及每部分的功能特征。

3．就其调制部分，利用分立元件搭建电路。

4．掌握理论联系实践的方法。

3．相关知识3．1 matlab 软件的应用MATLAB是矩阵实验室（ Matrix Laboratory ）之意。

除具备优异的数值计算能力外，它还供给了专业水平的符号计算，文字办理，可视化建模拟真和及时控制等功能。

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等语言完同样的事情简捷得多 .MATLAB软件拥有以下特点：1)语言简洁紧凑，使用方便灵巧，库函数极其丰富 ;2)运算符丰富 ;3）MATLAB既拥有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特征。

4）程序限制不严格，程序设计自由度大。

比方，在MATLAB里，用户无需对矩阵预约义即可使用。

5）程序的可移植性很好，基本上不做更正就可以在各种型号的计算机和操作系统上运转。

6）MATLAB的图形功能强盛。

在 FORTRAN和 C语言里，绘图都很不简单，但在MATLAB 里，数据的可视化特别简单。

MATLAB还拥有较强的编写图形界面的能力。

7）MATLAB的弊端是，它和其余高级程序对比，程序的履行速度较慢。

因为MATLAB 的程序不用编译等预办理，也不生成可履行文件，程序为解说履行，所以速度较慢。

8）功能强盛的工具箱是 MATLAB的另一特点。

MATLAB包含两个部分：中心部分和各种可选的工具箱。

24-1 2ASK相干解调系统的抗噪声性能

ni ( t )
ri ( t )
sT ( t )
r (t )
ri ( t )
ni ( t )
2 cos ω c t
接收机
y( t )
接收机：发的到底是0还是1？
Pe
均值为0，双边功率谱密度
4
2
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f1 ( y ) =
⎧ ( y − a )2 ⎫ 1 exp⎨ − ⎬ 2σ 2 2π σ n n ⎩ ⎭
¾ 发送“0”时，y的一维概率密度函数
f0 ( y) =
⎧ y2 ⎫ 1 exp⎨ − 2 ⎬ 2π σ n ⎩ 2σ n ⎭
8
4
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⇒
P (1)
* * 2 ⎧ ( y0 ⎧ ( y0 ) ⎫ − a )2 ⎫ P (0) exp ⎨ − exp ⎨ − ⎬= 2 2 ⎬ 2σ n ⎭ 2πσ n 2πσ n ⎩ ⎩ 2σ n ⎭
9 最佳判决门限
a σ2 P ( 0) y = + n ln 2 a P (1)
* 0
12
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⎧[a + nc ( t )] cos ωc t − ns ( t ) sin ωc t 发“1”时 r (t ) = ⎨ 发“0”时 ⎩ nc ( t ) cos ωc t − ns ( t ) sin ωc t ¾ r(t)与相干载波2cosωct 相乘，再经低通滤波器滤除高

2ASK调制与解调的MATALAB仿真实验

题目：基于MATLAB的系统的2ASK仿真摘要：数字调制技术在通信系统中占有非常重要的地位，数字通信技术与MATALAB的结合是现代通信系统发展的一个必然把局势。

本文主要介绍了2ASK调制解调的原理，2ASK调制主要采用OOK 开关监控的方法，2ASK解调主要采用相干解调的方法。

文中还会介绍用MATALAB如何实现调制解调的系统，采用MA TALAB脚本编写程序，结果表明了设计的正确性。

关键字：2ASK；调制；解调；仿真。

目录：题目……………………………………………………………………………………摘要……………………………………………………………………………………关键字……………………………………………………………………………………正文……………………………………………………………………………………一、2ASK通信系统发展背景……………………………………………………二、仿真设计原理………………………………………………………………1、2ASK信号的调制……………………………………………………………………2、2ASK信号的解调……………………………………………………………………三、直接用MATLAB编程仿真………………………………………………1、实验框图………………………………………………………………2、仿真目的………………………………………………………………3、使用MALTLAB编程……………………………………………………四、仿真结果……………………………………………………………………1、图示………………………………………………………………………2、结论………………………………………………………………………五、设计心得和体会……………………………………………………………1、心得和体会……………………………………………………………2、致谢……………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………一、2ASK通信系统发展背景随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。

2ASK_系统的抗噪声性能分析

2ASK 系统的抗噪声性能分析作者：XX 指导老师：XXX摘要：2ASK 是利用载波的幅度变化来传递数字信息的，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“0”或“1”。

有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

2ASK 信号解调的常用方法主要有包络检波法和相干检测法。

虽然2ASK 信号中确实存在着载波分量，原则上可以通过窄带滤波器或锁相环来提取同步载波，但这会给接收设备增加复杂性。

因此，实际中很少采用相干解调法来解调2ASK 信号。

但是，包络检波法存在门限效应，相干检测法无门限效应。

所以，一般而言，对2ASK 系统，大信噪比条件下使用包络检测，即非相干解调，而小信噪比条件下使用相干解调。

关键字：2ASK,数字调制,system view1 引言通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。

消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。

所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。

相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的；但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。

数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。

通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。

数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统。

数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。

因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。

近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。

本文主要分析2ASK 数字通信的工作原理，并给出同步检测法和包络检波法的分析模型及系统性能分析。

2PSK系统的设计和仿真

2PSK系统的设计和仿真2PSK系统（2相位移键控）是数字通信系统中常用的一种调制方式。

在该系统中，将二进制数据序列转换为一系列的正弦波信号，并通过调整正弦波的相位来表示二进制数据位的值。

本文将介绍2PSK系统的设计和仿真过程。

首先，我们需要确定2PSK系统的基本参数，包括载波频率、比特率、发送功率等。

然后，通过Matlab或其他仿真软件来构建2PSK系统的模型。

在2PSK系统中，二进制数据序列通过脉冲调制形成基带信号。

可以选择使用矩形脉冲来进行调制，也可以使用其他形状的脉冲。

在这里，我们将使用矩形脉冲进行演示。

接下来，生成载波信号。

载波频率的选择可以根据具体需求来确定，一般选择一个适当的频率，例如10MHz。

然后，对每个二进制数据位进行调制，将1表示为正弦波，0表示为负弦波。

将这些信号叠加在一起得到最终的调制信号。

在仿真时，我们可以加入噪声来模拟实际通信环境中的信道干扰。

可以选择高斯白噪声或其他类型的噪声。

噪声的强度可以通过信噪比（SNR）来调节。

SNR越高，噪声越小。

最后，接收端可以通过判决电路将接收到的信号判定为1或0。

在判决电路中，可以设置一个阈值，收到大于阈值的信号则判定为1，收到小于阈值的信号则判定为0。

通过对判决结果与发送的二进制数据进行比较，可以计算出误码率。

通过改变不同的参数，例如比特率、载波频率、SNR等，可以对2PSK 系统进行性能分析。

可以绘制误码率与SNR之间的曲线，研究不同参数对系统性能的影响。

通过以上过程，我们可以实现2PSK系统的仿真。

在仿真中，还可以进一步探究其他扩展内容，例如多路径衰落信道、频率选择性信道等。

通过不断改进模型和参数，可以提高2PSK系统的性能，并且对比其他调制方式，评估2PSK系统在不同场景下的适用性。

总结起来，2PSK系统的设计和仿真是一个多参数的过程，需要根据具体需求来确定系统的基本参数和模型。

通过逐步搭建模型、调试参数，并加入噪声来模拟实际场景，可以完成对2PSK系统性能的仿真分析。

2PSK通信系统设计与仿真

目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1 2PSK调制的基本原理 (1)2.2 SystemView原理介绍 (2)2.3 SIMULINK原理简介 (3)3 建立模型描述 (3)3.1 方案一 (3)3.2 方案二 (5)4 模块功能分析或源程序代码 (6)4.1 SIMULINK实现2PSK的调制与解调 (6)4.2 SysteamView实现2PSK的调制与解调 (11)5 调试过程及结论 (13)5.1 使用SIMULINK实现的调制解调结果 (13)5.2 使用SystemView实现的调制解调结果 (17)5.3 结论 (22)6 心得体会 (22)7 参考文献 (23)2PSK通信系统设计1 技术要求设计一个2PSK通信系统，要求：（1）设计出2PSK通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价2 基本原理2.1 2PSK调制的基本原理2PSK,二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。

就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。

两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。

2PSK信号的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。

调制框图如图1、图2所示，解调框图如图3所示。

图1 模拟相乘法图2 键控法图3 2PSK解调原理框图2.2 SystemView原理介绍SystemView 基于Windows 环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。

基于蒙特卡罗法2ASK系统抗噪声性能仿真

通信原理课程设计报告题目：基于蒙特卡罗法2ASK系统抗噪声性能仿真院系：自动化学院与信息工程学院专业：班级：学号：姓名：指导教师：职称：一、实验要求编写MATLAB的M文件，用该文件的采用包络检测法解调的2ASK系统的抗噪性能进行1000个符号的蒙特卡罗法仿真，画出误码率与信噪比之间的关系曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、2dB、4dB、6dB…20dB，同时画出误码率与信噪比的理论曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、0.1dB、0.2dB…20dB。

分步实施：1）熟悉2ASK系统调制解调，熟悉蒙特卡洛法；熟悉误码率计算；2）编写主要程序；3）画出系统仿真误码率曲线的系统理论误码率曲线。

二、实验原理1、蒙特卡罗思想概述蒙特卡罗方法也称为随机模拟方法,有时也称为随机抽样技术或统计实验方法。

它的基本思想是:为了求解数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题,首先建立一个概率模型或随机过程,使它的参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征,最后给出所求解的近似值。

而解得精确度可用估计值的标准误差来表示。

蒙特卡罗方法可以解决各种类型的问题,但总的来说,视其是否涉及随机过程的性态和结果,该方法处理的问题可以分为两类:第一类是确定性的数学问题,首先建立一个与所求解有关的概率模型,使所求的解就是我们所建立模型的概率分布或数学期望;然后对其进行随机抽样观察,即产生随机变量;最后用其算术平均值作为所求解的近似估计值。

第二类是随机性问题,被考察的元素更多的受到随机性的影响,一般情况下采用直接模拟方法,即根据实际物理情况的概率法则,用电子计算机进行抽样试验。

在应用蒙特卡罗方法解决实际问题的过程中,大体有如下几个内容:(1)对求解的问题建立简单而又便于实现的概率统计模型,使所求的解恰好是所建立模型的概率分布或数学期望。

(2)根据概率统计模型的特点和计算实践的需要,尽量改进模型,以便减小方差和费用,提高计算效率。

24-3 2FSK系统的抗噪声性能

Q ( z， 0 ) = ∫ tI 0 ( zt )e − ( t
∞ 0
2
+ z2 )/ 2
−z / 2 = e−r 2 dt = 1 ⇒ P ( 0 / 1) = 2 e 2
2
1
1
¾ 同理可求得发送“0”时判为“1”的错误概率
P (1 / 0) = P (V1 > V2 ) = 1 −r 2 e 2
1
⎛ r⎞
干解调时2FSK系统的平均误码率
Pe = ⎛ 1 erfc ⎜ ⎜ 2 ⎝ r 2 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠
⇒ Pe ≈
r − 1 e 2（大信噪比下） 2π r
9
2FSK系统的抗噪声性能
二、包络检波法的系统抗噪声性能
分析模型
V1 ( t )
ω1
e 2 FSK ( t )
ω2
V2 ( t )
10
率ω2的载波，则在一个码元间隔Ts内，发送端产生的2FSK 信号
⎧ u ( t ) 发送“1”时 sT ( t ) = ⎨ 1T ⎩ u0T ( t ) 发送“0”时
⎧ A cos ω1t 0 < t < TS u1T ( t ) = ⎨ 0 其它t ⎩
⎧ A cos ω 2 t 0 < t < TS u0T ( t ) = ⎨ 0 其它t ⎩
4
2
《通信原理》国防科技大学电子科学与工程学院马东堂 _____________________________
2FSK系统的抗噪声性能
¾ 经过信道传输后，接收端的输入波形
⎧ Ku ( t ) + ni ( t ) 发送“1”时 ri ( t ) = ⎨ 1T ⎩ Ku0T ( t ) + ni ( t ) 发送“0”时

2ASK的抗噪分析

2

2
dx

14
通信原理简明教程（第2版）
结论分析
将上式与2FSK同步检波时系统的误码率公
式比较：

在大信噪比条件下，2FSK信号包络检波时的系
统性能与同步检测时的性能相差不大；

同步检测法的设备复杂；
在满足信噪比要求的场合，多采用包络检波法。
15
通信原理简明教程（第2版）
通信原理简明教程（第2版）
2ASK系统的抗噪声性能
1. 相干接收时2ASK系统的误比特率（1）相干ASK抗噪声性能的分析模型
（2）误比特率的计算设2ASK信号如下式，并设信号传输无损耗。 Acos c t , an 1 s2ASK (t ) an 0 0, 信道噪声经BPF后输出为窄带高斯噪声，表达式为： ni (t ) nI (t )cos ct nQ (t )sin ct

当发送信号不为0时，BPF输出为： x(t ) Acosct ni (t ) A nI (t ) cos ct nQ (t )sin ct
1
通信原理简明教程（第2版）经与相干载波相乘，再经低通，解调器输出为：
y(t ) பைடு நூலகம் nI (t )
nI(t)是均值为0，方差为 nI 2 (t ) 2 的高斯噪声。所以y(t)是均值为A的高斯随机过程，其一维概率密度函数为 1 y A / 2 p1 ( y ) e 2 同理可得当发送0时y(t)幅度的一维概率密度函数为 1 y 2 / 2 2 p0 ( y ) e 2
1 erfc 2

1 r DPSK系统的误比特率为 Pe e 2 2

基于蒙特卡罗法2ASK系统抗噪声性能仿真介绍

通信原理课程设计报告题目：基于蒙特卡罗法2ASK系统抗噪声性能仿真院系：自动化学院与信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：指导教师：职称：2015年12月27日-2015年12月31日一、实验要求编写MATLAB的M文件，用该文件的采用包络检测法解调的2ASK系统的抗噪性能进行1000个符号的蒙特卡罗法仿真，画出误码率与信噪比之间的关系曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、2dB、4dB、6dB…20dB，同时画出误码率与信噪比的理论曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、0.1dB、0.2dB…20dB。

分步实施：1）熟悉2ASK系统调制解调，熟悉蒙特卡洛法；熟悉误码率计算；2）编写主要程序；3）画出系统仿真误码率曲线的系统理论误码率曲线。

二、实验原理1、蒙特卡罗思想概述蒙特卡罗方法也称为随机模拟方法,有时也称为随机抽样技术或统计实验方法。

而解得精确度可用估计值的标准误差来表示。

(2)根据概率统计模型的特点和计算实践的需要,尽量改进模型,以便减小方差和费用,提高计算效率。

2ASK的解调和抗噪声性能

2ASK信号的解调与抗噪声性能分析说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页1MATLAB简介MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，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，主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。

Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

SIMULINK是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。

为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

2 运行环境Windows XP Matlab6.53开发工具和编程语言Matlab6.5 Simulink工具箱4 2ASK频带传输系统理论设计在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通特性的传输特性。

然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。