通信原理课程设计——ASK与PAM混合调制与非相干解调系统仿真.doc

ASK与PAM混合调制相干解调仿真 学生姓名：指导老师： 摘 要 本课程设计用Simulink平台仿真一个ASK与PAM混合调制与相干解调通信系统，并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。在课程设计中，首先根据原理构建调制解调电路，再在Simulink中调出各元件组成电路，设置调制解调电路中各个模块的参数值并加以运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设置的系统性能 。 关键词 Simulink；平台；  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。 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，而且利用 MATLAB 产品的开放式结构，可以非常容易地对 MATLAB 的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善 MATLAB 产品以提高产品自身的竞争能力。总的来说，该软件有三大特点。一是功能强大。具有数值计算和符号计算、计算结果和编程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算等功能；二是界面友善、语言自然。MATLAB以复数处理作为计算单元，指令表达与标准教科书的数学表达式相近；三是开放性强。MATLAB的同时，会更好的帮助自己去就解决一些难题，而且MATLAB拥有非常好的发展前途，对我们未来的帮助也是不可限量的。 1.1课程设计的目的 通过设计ASK与PAM混合调制与相干解调系统，并使其在不同的噪声信道中运行，让我们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及接收端信号解调的原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识。 学会综合运用这些知识，使所学知识综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到。 通过课程设计培养严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。1.2课程设计的要求 （1） 学习使用MATLAB下Simulink仿真平台构建相应的通信系统。熟练掌握Simulink中的语法结构，编写方法。 （2） 利用课堂所学知识，在Simulink仿真平台中设计ASK与PAM混合调制与相干解调系统。按照运行，检测系统仿真结果。 （3） 按照老师要求，认真完成课程设计报告书，加深课堂理论的理解，能够正确阐述设计和实验结果。 （4） 在老师的指导下，个人独立完成自己的设计任务。 2 设计原理 2.1通信简介 [1]。 2.2 工作平台简介 [2]。 Simulink作为MATLAB语言上的一个可视化建模仿真平台，起源于对自动控制系统的仿真需求，它采用方框图建模的形式，更加贴近于工程习惯。目前，MATLAB/Simulink的应用已经远远超越了数值计算和控制系统仿真等传统领域，在几乎所有理工学科中形成了为数众多的专业工具库和函数库，日益成为科学研究和工程设计中日常计算和仿真实验的工具[3]。 2.3 ASK调制与解调原理 一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此有两种基本调制方法：一是可以把数字信号当成特殊的模拟信号处理；二是利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制，称之为键控法[]。 振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度有无分别对应二进制信息“1”和“0”。2ASK信号的产生方法有两种：模拟调制法和键控法。本次设计采用模拟调制。ASK解调也有两种方法，分别为非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）[]。 2.4 FAM调制与解调原理 PAM类似于AM，用二进制脉冲序列作为载波受控于基带信号的幅度，就是取样定理。而解调只需通过相关的低通滤波器，滤出基带信号。 3设计步骤 Simulink仿真平台构造出的ASK与PAM混合调制与相干解调系统如31所示。图31 ASK与PAM混合调制与相干解调仿真图 如仿真图所示，系统设置了四个示波器，分别表示ASK调制，PAM混合调制,ASK与PAM混合调制后解调和加入三种噪声后的输出信号。此外，系统中在相应部分接入若干频谱分析模块，便于比较调制前后的信号的频谱变化。3-2、3-、3-3-2 绝对值参数设置图 图3-3 低通滤波器参数设置图 图3-4 抽样判决器的参数设置图 3.1 ASK与PAM混合调制 在仿真系统中，用“再从相应模块调出乘法器“product”。脉冲与载波两者通过乘法器相乘，即可获得ASK调制信号。用“Power ”分析ASK调制前后信号频谱如图3与图3所示；ASK调制的全过程则通过示波器1观察，如图3所示。 图 3 ASK调制前频谱图