2ASK的解调和抗噪声性能Word下载.docx
- 文档编号:17574419
- 上传时间:2022-12-07
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:504.18KB
2ASK的解调和抗噪声性能Word下载.docx
《2ASK的解调和抗噪声性能Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2ASK的解调和抗噪声性能Word下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
指导教师签字:
教研室主任签字:
2010年12月27日
1MATLABW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口SIMULINK两大部分。
Simulink是MATLA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^的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB勺框图设计环境,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
WindowsXPMatlab6.5
3开发工具和编程语言
Matlab6.5Simulink工具箱
42ASK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。
必须用数字基带信号对载波进行调制,产生各种已调数字信号,数字调制系统的基本结构如图1:
图1数字调制系统的基本结构
数字振幅调制又称振幅键控,记作ASK(Amplitudeshiftkeying),二进制振幅键控记作2ASK
4.12ASK时域表示及波形
2ASK是利用代表数字信息(“0或“1)的基带矩形脉冲去键控一个连续的正弦型载波的振幅,使载波时断时续地输出。
有载波输出时表示发送“1,无载
波输出时表示发送“0。
数字基带信号如式
(1)
b出现n率为P
(1)
0,出现概率为卜P
式中g(t)是宽度为Ts、高度为A的矩形脉冲。
an为数字序列{an}的第n个码元
的电平值。
显然,上式给出的表达是单极性不归零码。
载波c(t)=COS(3ct+0),初始相位甲0=0。
已调波数学表达式如式
(2)
图2二进制狼幅攏控信寻的时间渡形,
e2ASK(t)=S(t)COS,ct
'
Acos%t,当an=1
=<
当an=0
对应的波形如图2:
特点:
“1码期间有等幅正弦波输出,相当于开关开通;
“0码期间无输出,相当
于开关切断。
因此,数字调幅又称为开关键控(通断键控),记作00K(OnOff
Keying)。
两种调制方法如图3:
二进制单极1P不归零的随机wb冲序歹q
数字憶檯法
图32ASK的两种调制方法
4.22ASK信号的解调
图42ASK解调器原理框图
与模拟调制系统一样,2ASK(数字调制系统)的解调也有相干和非相干两种方式,把搬移到高频段的频谱再搬回原点。
ASK可用相干解调也可用非相干解调。
其中(a)为非相干解调(包络检波法),(b)为相干解调(同步检测法)。
解调
中各环节的输出波形,分别如图5、图6所示
d/Ar\
图52ASK非相干解调各步波形
图62ASK相干解调各步波形
4.32ASK信号的功率谱
2ASK是单极性不归零码与载波相乘所得。
我们知道,当信号乘以coscoct
后,其频谱为线性搬移:
e2ASK(t)二s(t)COSct
1(3)
E2ASK('
)二2[S('
c)S(•-'
)]
其功率谱密度为:
1
P2ASK(f)=」R(ffc)Ps(f-fc)]
4
基带信号(单极性不归零码)功率谱:
Ts21
Ps(f)二:
S;
(二fTs)「(f)
44
2ASK信号功率谱:
T221
齢(、評心5河“切ffc)]
图72ASK信号的功率谱功率谱密度
4.42ASK系统的抗噪声性能:
通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。
在数字通信系统中,加性噪声可能使传输码元产生错误,其错误程度一般用误码率来衡量。
(1)非相干解调的误码率
非相干接收时的误码率为:
-r/4
Pe=1erfc、r/2i亠1e
22
其中r=A2/2;
「2为解调器的输入信噪比。
当信噪比r>
>
1时,
(8)
巳二丄e#/4
(2)相干解调的误码率相干接收时的误码率为:
其中r=A2/2;
「2为解调器的输入信噪比
-时,上式变成
5详细设计
(1)2ASK言号生成和频谱产生代码段%言号调制
x2=y;
%y为基带信号
n=1:
200;
Fc=10;
%调制信号的载频
t=n/Fc;
x1=cos(2*pi*t);
x=x1.*x2;
subplot(222);
plot(x);
title('
2ASK波形'
);
subplot(223);
plot(abs(fft(x)));
2ASK信号的频谱'
(2)2ASK加上高斯白噪声信道
s=0:
2:
10;
%仿真信噪比的范围
fori=1:
6
snr=exp(s(i)*log(10)/10);
%去db号
sgma=1/sqrt(2*snr);
%方差n0=sgma*randn(1,200);
%产生白噪声
xn=x+n0;
subplot(4,3,i+3);
plot(xn);
加噪声后的信号'
(3)2ASK加上高斯白噪声信道解调
x2=abs(fft(xn));
subplot(4,3,10);
plot(x2);
加噪声后调制信号的频谱'
%%计算仿真误码率
error=0;
forj=1:
length(out)
ify(j)~=out(j)
error=error+1;
end
errorr(i)=error;
pm(i)=error/200;
errorr
pm
snr2=0:
0.1:
%理论计算信噪比的范围
length(snr2)
SNR=exp(snr2(i)*log(10)/10);
%信噪比
theo_err_prb(i)=erfc(sqrt(SNR/4))/2;
%理论误码率计算公式
62ASK频带传输系统仿真结果
利用MATLAB寸2ASK进行仿真,在2ASK调制后对信号加入不同信噪比的高斯噪声,然后进行解调(本次仿真采用相干解调),计算出误码率。
仿真程序流程如图8
(1)2ASK的生成
图82ASK仿真程序流程
图92ASK的产生
首先产生随机序列作为单极性码,作为基带信号。
对该基带信号进行
2ASK调制,获的相应的信号,并得到其频谱。
(2)2ASK加上高斯白噪声信道后的仿真
15帯倚号的績黑
,1q50额
£
■
c聖曲昨岛1討灿
+聡關豔箴
和I咼1!
»
o切I®
1®
an
4&
a10
隱哽比I倒
2祸伯号的球帘
:
°
撫縣侶—亦
-朴柚恻啊*
图102ASK加上高斯白噪声信道后的仿真
在仿真时加入了不同强度的加性噪声,噪声强度越大,解调后信号失真越明显。
(3)2ASK两种解调性能仿真
1D°
S1D'
2
□□
图112ASK解调性能比较
图中实线是理论上的信噪比与误码率关系曲线,虚线是进行2ASK相干解调
后的仿真分析,实线则是进行2ASK非相干解调后的仿真分析,圈线是加入噪声后的解调结果。
可以从图上可以看到2ASK的相干检测效果好于非相干检测,在加入了噪声干扰后,随着信噪比的增大,理论计算与实际仿真得到的误码率均在下降,但是由于仿真码元数目比较少,误码率只能达到接近10,。
7参考书目
[1]姚俊、马松辉,基于MATLAB6.XI勺SIMULINK建模与仿真,西安电子科技大学出版社,2002年8月;
[2]李建新、刘乃安、刘继平,现代通信系统分析与仿真一一MATLAB!
信工具箱,西安电子科技大学出版社,2000年11月;
[3]樊昌信、吴成柯,通信原理,国防工业出版社,2006年6月;
[4]车晴编著,电子系统仿真与MATLAB北京广播学院出版社;
[5]葛哲学著,精通MATLA,B电子工业出版社,2008年
心得体会通信原理是电子信息工程通信方向最主要的专业课程之一,通过在课堂上对理论知识的学习,我们了解到现代通信的基本方式以及其原理。
本次课程设计,在强大的MATLA平台上对数字信号的传输系统进行了一次仿真,真正的看到了通信中传输信息的一系列的问题,同时进一步了解了二进制幅移键控即2ASK的基本原理及其解调方法(非相干解调,相干解调)和抗噪声性能。
在学习过程中,遇到过许多困难,通过上网查找资料和查询参考书能够让我更好的完成此次设计。
这次的课程设计,我收益颇丰,在实践过程中有效的完善了学习不足的问题,对通信原理有了新的认识。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ASK 解调 噪声 性能