系统建模与仿真作业中北大学林都.docx

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系统建模与仿真作业中北大学林都

中北大学

《系统建模与仿真》作业

姓名学号

所在院、系

一、

实验目的

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。

二、方案设计

1.2ASK频带系统设计方案

信源选择伯努利发生器产生二进制码，经过频率转换器转换成需要频率。

产生信源的模块如图2-1所示，及产生的二进制码如图2-2所示。

图2-1产生信源的模块

图2-2产生的二进制码

调制方式选择模拟相乘法进行调制。

解调方式选择相关解调方式包络检波两种解调方式。

两种解调方式形成对比，比较那种误码率较低。

信道按要求选择AWGN高斯白噪声信道，抽样判决器选择选择Relay，如图2-3和图2-4所示。

图2-3AWGN高斯白噪声信道图2-4Relay

2.SIMULINK下2ASK系统的设计

1）参数设置

伯努利二进制发生器模块ernoulliBinaryGenerator的参数设置为：

Probabilityofazero0概率设为0.5，initialseed设为61，Sampletime抽样时间为1S，Sampleperframe是输入信息码为1。

图2-5伯努利二进制发生器模块参数设置

2）调制过程

调制过程的模块图如图2-6所示。

图2-6调制过程的模块图

调制过程包含信源（伯努利发生器和频率转换器）、载波（信号发生器）乘法器。

伯努利二进制发生器模块的参数设置如图2-7所示，零的概率为0.5，采样时间设置为0.1。

图2-7伯努利二进制发生器模块的参数设置

载波是运用信号发生器来产生的，波形设置为：

sine波形，时间默认，幅值设置为2，频率选择为100HZ,如图2-8所示。

图2-8载波波形设置

调制的波形如图2-9所示，第一栏为为信源，第二栏为调制之后的波形，第三栏为载波波形。

图2-9调制的波形图

3）解调过程

运用了两种解调方法：

相干解调和包络解调。

i.相干解调主要有相乘器，低通滤波器和载波。

载波要与调制时的载波频率相同

ii.包络解调有saturation作为整流器，低通滤波器与相干解调的低通滤波器的设置相同。

低通滤波器的参数设置如图2-10所示。

图2-10低通滤波器的参数设置

整流器（saturation）的参数设置如图2-11所示：

上限值设置为1，下限值设置为0。

图2-11整流器的参数设置

4）信道：

包含零阶转换器、加性高斯白噪声，带通滤波器

图2-12信道图

零阶转换器的设置如图2-13所示，采样时间设置为0.0001

图2-13零阶转换器的设置

加性高斯白噪声的设置如图2-14所示，信噪比设置为20，采样时间设置为0.001

图2-14加性高斯白噪声的设置

带通滤波器的设置如图2-15所示。

图2-15带通滤波器的设置

5）抽样判决器

抽样判决器的参数设置如图2-16所示。

图2-16抽样判决器的参数设置

6）ASK信号调制与解调整体图形见附录。

三、仿真结果分析

图3-1信号经过频率转换器之后的波形

下图为信源与载波经过乘法器相乘之后的结果，及调制之后的波形。

由上面的理论可得，载波与1相乘有波形，与0相乘为0。

图3-2信源与载波经过乘法器相乘

下图为信号波形进过加性高斯白噪声并且经过带通的波形。

噪声对信号有影响，使得波形产生毛刺。

图3-3信号波形进过加性高斯白噪声并且经过带通的波形

下图是经过相干解调和包络解调之后并且与源码元对比的图。

第一栏为相干解调波形，第二栏是包络解调波形，第三栏是源码元的波形。

图3-4经过相干解调和包络解调之后并且与源码元对比图

下图分别是发送设备和接受设备的功率谱图，由图可得，在发送和接受端功率谱不变。

图3-5发送设备的功率谱图图3-6接受设备的功率谱图

四、MATLAB程序

clearall;

a=0.01;

SNR_dB=0:

0.3:

20;

SNR1=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,19,25,30];

ask_pe1[0.2889,0.2601,0.2599,0.2593,0.2588,0.2599,0.2578,0.2583,0.2583,0.2578,0.2583,0.2583,0.2593,0.2583,0.2583];

SNR=10.^（SNR_dB./10）;

SNR2=a.^2./（2*SNR）;

fori=1:

length（SNR_dB）

ask_pe0=0.5*erfc（sqrt（a.^2./（8*SNR2）））;

end

semilogy（SNR_dB,ask_pe0,'r'）;

holdon;

semilogy（SNR_dB,ask_pe1,'b'）;

holdon;

legend（'ÀíÂÛ2ASK','ʵ¼Ê2ASK'）;

axis（[-6,20,1/1e7,1]）;

xlabel（'SNR_dB'）;

ylabel（'Pe'）;

图4-1仿真图

附录：

ASK信号调制与解调整体图