通信原理课程设计

ASK 信号相干解调系统仿真

学生姓名： 指导老师：

摘 要 本课程设计主要是通过使用Matlab Smiulink ，熟悉Matlab Smiulink 仿真工具的使用，以及掌握用Matlab Smiulink 仿真平台对系统建模，设计一个ASK 信号相干解调系统。在建模的过程中，通过系统设计原理从Smiulink 库中调用模块，然后连接模块、设计模块参数，最后用示波器显示调制后的波形。在本次课程设计当中，通过系统的设计以及析，充分理解了课程设计的重要性。

关键词 程序设计；Smiulink ；ASK ；调制；相干解调；仿真

1 引 言

通信是现在人们日常生活无法离开的，它为人与人之间建立了方便又快捷的沟通与联系方式。而通信的目的是传递消息中所包含的信息。通信需要构建一个完整实用的通信系统。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。对于电通信来说，首先要把消息转变成电信号，然后经过发送设备，将信号传到信道，在接受端利用接收设备对接受信号做相应的处理后，送给新宿再转换为原来的消息。通信系统的模型如图1-1所示。

信息在传输的过程中需要调制解调是信息能够在信道中无失真的传输。通信系统按不同的方式分类，有许多种分类。而通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。所以通信系统的调制方式可分为模拟调制和数字调制。模拟调制常用的方法有AM 调制、DSB 调制、SSB 调制；数字调制常用的方法有ASK 调制、FSK 调制、PSK 调制。解调分为相干解调与非相干解调。不同的调制与解调方式在具体的通信系统中有不同的优缺点，因此我们在具体的通信系统中要结合现实选择的最优的调制与解调方式。

信息源 受信者 发送设备 噪声源 信道 接收设备 （发送端） （接收端） 图1.1 通信系统的一般模型模型

随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂。因此，在通信系统的设计研发过程中，通信系统的软件仿真已成为必不可少的一部分。Matlab Smiulink仿真平台是一个比较流行的、优秀的仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等要求。

本次课程设计就是基于Matlab Smiulink软件对系统的仿真，也就是在Matlab Smiulink 仿真平台下进行调制解调以及抽样仿真等设计。而我所设计的是ASK信号相干解调仿真系统。

1.1 课程设计目的

本次课程设计的主要目的是通过Matlab Smiulink软件仿真设计一个ASK信号相干解调的系统，进一步深化对通信原理知识的学习，尤其是对数字信号调制与解调只是的巩固。从而培养学生的专业素质，提高自身利用通信原理知识处理通信系统问题的能力以及自己动手时间的能力，为今后专业课程的学习、毕业设计打下良好的基础。此外有利于培养通信系统设计思维。通过必要的系统设计、初步的科学研究方法训练和实践锻练，增强分析问题和解决问题的能力，了解通信系统的新发展以及日发展的趋势。

1.2 课程设计的步骤

1）根据课程设计题目查阅课本知识以及其他相关课外书籍，整体把握课题设计思路，在脑海中初步设计出仿真框图。

2）根据设想的设计构建调制电路，并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。

3）调制成功后，再以调制信号为输入，构建相干解调电路，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。

4）在调制与解调电路间加上三种常用的不同噪声源，模拟信号在不同信道中的传输。用高斯白噪声模拟有线信道，噪声源的方差适当设置，分析比较通过三种不同信道后的接收信号的性能。

5）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按课程设计要求编写课程设计论文，正确阐述和分析设计和实验结果以及总结。

2基本原理

2.1 Smiulink简介

Simulink是通信系统设计中最常用的仿真平台，它依托于Matlab软件，用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。Simulink的建模范围广泛，可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等，其中包括了连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等。Simulink提供了利用鼠标拖放地方法来建立系统框图模型的图形界面，而且还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块机集合，利用Simulink几乎可以做到不书写一行代码即完成整个动态系统的建模工作。因此为设计节约了大量时间。除此之外，Simulink还支持Stateflow,用来仿真事件驱动过程。

Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面，是模块化了的编程工具，它把Matlab的许多功能都设计成一个个直观的功能模块，把需要的功能模块用连线连起来就可以实现需要的仿真功能了。

设计仿真模型时，从模型库中选中模块，单击鼠标右键，选择"Add to untitled"，或直接把模块拖到仿真模型中，即可加入模块。Simulink模型库窗口还提供了查找功能，单击

按钮，在弹出的模块查找对话框中输入模块名称关键字，单击"Find Next"即可自动搜索整个模型库。而在设计中，使用者常常会实用查找功能。

在过去几年中，Simulink已经成为院校和工程领域中广大师生和研究人员用来建模和方针动态系统的必不可少的设计工具。Simulink方便设计者使用，可以用它轻松的搭建一个系统模型，并设置模型参数和方针参数，并且立即观察到改变后的方针结果，方便了使用者对仿真结果的判断。

2.2相干解调原理

相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。比如原始信号A 与载频cos(ωt + θ) 调制后得到信号Acos(ωt + θ)；解调时引入相干（同频同相）的参考信号cos(ωt + θ)，则得到：Acos(ωt+θ)cos(ωt+θ) 利用积化和差公式可以得到A*1/2*[cos(ωt+θ+ωt+θ)+cos(ωt+θ-ωt-θ)] =A*1/2*[cos(2ωt+2θ)+cos(0)]