差分码ASK信号抽样仿真

长沙理工大学

《通信原理》课程设计报告

李秉坤

学 院 城南学院 专 业 通信工程 班 级 通信1104 学 号 201185250429 学生姓名 李秉坤 指导教师 黄红兵 课程成绩

完成日期 2014年1月9日

课程设计成绩评定

学院城南学院专业通信工程

班级通信1104 学号20118525042

学生姓名李秉坤指导教师黄红兵

课程成绩完成日期2014年1月9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

差分码ASK信号PAM调制仿真

学生姓名：李秉坤指导老师：黄红兵

摘要本课程设计主要用matlab/Simulink平台仿真一个差分码ASK信号抽样仿真系统，利用图形输入法设计相关电路，用示波器和频谱模块分析系统性能。首先根据原理画出图形，构建调制解调电路，在Simulink中调出各模块组成电路，设置调制解调电路各模块的参数值并运行，把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能。通过波形分析，达到仿真的目的。

关键词抽样仿真；差分码；Matlab/Simulink

1 引言

MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据[1]。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。本课程设计主要用matlab中的Simulink平台仿真一个差分码ASK信号抽样仿真系统分别在理想信道和非理想信道中运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能。

1.1 课程设计目的

通信原理课程设计是《通信原理》理论课程的辅助实践环节。着重体现学生对通信原理教学知识的应用，培养学生理论与实际工程相结合的能力。以小课题的方式来加深、扩展通信原理知识[3]。通过设计差分码ASK信号抽样仿真系统，并使其在不同的噪声信道中运行，让学生进一步理解通信系统的基本组成、模拟通信和数字通信的基础理论、通信系统发射端信号的形成原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识，并学会运用这些知识。

1.2 课程设计的步骤

学习MATLAB的基本知识，熟悉MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台。

利用通信原理中所学到的相关知识，在Simulink仿真平台中设计差分码ASK信号

抽样仿真系统。并用示波器观察调制与解调后的波形，用频谱分析模块观察抽样与抽样还原前后的信号频谱变化。

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。

在混合调制电路间加上噪声源，用高斯白噪声模拟有线信道，模拟信号在高斯白噪声的信道中传输。将噪声源的方差设置为1，分析通过高斯白噪声的模拟有线信道后的接收信号的性能。

在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。

2基本原理

用MATLAB集成环境中的Simulink仿真平台，根据《通信原理》理论课中学过的ASK 调制与解调的相关知识，分析ASK信号抽样系统性能。

2.1 MATLAB及Simulink平台简介

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，是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。它集图示和精确计算于一身，在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂数值计算的领域得到广泛应用。它不仅是一个在各类工程设计中便于使用的计算工具，而且也是一个在数学、数值分析和工程计算等课程教学中的优秀的教学工具，在世界各地的高等院校中十分流行，在各类工业应用中更有不俗的表现。MATLAB 可以在几乎所有的PC机和大型计算机上运行，适用于Windows、UNIX等各种系统平台。

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[4]。

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。构架在Simulink 基础之上的其他产品扩展了Simulink 多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink 与MATLAB® 紧密集成，可以直接访问MATLAB 大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

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软件包。Simulink 鼓励人们去尝试，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。

2.2 差分码ASK 调制原理

振幅键控调制是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率与初始相位保持不变。信号的产生通常有两种：模拟调制法和键控法。而本课程设计采用的是模拟调制法，模拟调制法指的是通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法。原理如图2-1所示。

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图2-1 模拟调制法

其调制波形如图2-2所示。

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s t 载波

2ASK