simulink数字通信系统仿真及仿真作业流程.doc

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基于Simulink通信系统建模和仿真 ——数字通信系统姓名：XX 完成时间：XX年XX月XX日一、试验原理（调制、解调原理框图及说明） ASK调制数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即 ASK（Amplitude－Shift Keying）。ASK有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法。乘法器实现法输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后信号经过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。键控法是产生ASK信号另一个方法。二元制ASK又称为通断控制（OOK）。最经典实现方法是用一个电键来控制载波振荡器输出而取得。乘法器实现法框图键控法实现框图 ASK解调 ASK解调有两种方法：1.包络检波法2.相干解调。同时解调也称相干解调，信号经过带通滤波器抑制来自信道带外干扰，乘法器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器产生高次谐波干扰。因为AM信号波形包络和输入基带信号成正比，故也能够用包络检波方法恢复原始调制信号。包络检波器通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。相干解调框图包络检波框图 FSK调制 2FSK 信号产生通常有两种方法：（1）频率选择法；（2）载波调频法。因为频率选择法产生2FSK 信号为两个相互独立载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（ 0 → 1或1 → 0 ）时刻，2FSK 信号相位通常是不连续，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号，这时已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频改变时一直时连续，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采取是频率选择法，其调制原理框图以下图所表示： FSK解调 FSK信号解调方法很多，我们关键讨论1.非相干解调2.相干解调。非相干解调框图以下相干解调框图以下 PSK调制相移键控是一个用载波相位表示输入信号信息调制技术。移相键控分为绝对移相和相对移相两种。以未调载波相位作为基准相位调制叫作绝对移相。以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波和未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波和未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差180°。 PSK调制有两种方法：1.模拟调制法2.键控法。其框图以下。模拟调制法框图键控法框图 PSK解调 PSK信号解调通常采取相干解调法，相干解调关键在于怎样得到和PSK信号同频同相相干载波。PSK信号解调时存在“相位模糊”现象。相干解调框图 DPSK调制为了处理PSK信号“相位模糊”现象，我们采取差分相移键控。DPSK是利用前后相邻码元载波相对改变传输数字信息，所以又称相对相移键控。假设△φ为目前码元和前一码元载波相位差，可定义一个数字信息和△φ之间关系：也能够定义为也就是说，2DPSK信号相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位差才唯一决定信息符号。 2DPSK调制框图这里差分码可取传号差分码或空号差分码。传号差分码编码规则为： = 其中，为差分码，为差分码前一码元，为基带信号。 DPSK解调 DPSK解调有两种方法：1.相干解调2.差分相干解调相干解调框图其中码反变换规则为：= 差分相干解调框图二、Simulink仿真步骤（完成Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置说明，自定义模块框图及参数） ASK调制和解调 ASK框图(模拟相乘法、相干解调) 信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 ASK框图（模拟相乘法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 全波整流器参数：下限0 上限inf ASK框图（键控法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 键控器参数：门限1 U2≥门限 ASK框图（键控法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 键控器参数：门限1 U2≥门限全波整流器参数：下限0 上限inf FSK调制和解调 FSK框图（模拟相乘法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 比较器参数：关系操作＞ FSK框图（模拟相乘法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0.25 比较器参数：关系操作＞全波整流器参数：下限0 上限inf FSK框图（键控法、相干解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 比较器参数：关系操作＞ FSK框图（键控法、包络检波解调）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 载波2参数：幅度1 频率20rad/s 键控器参数：门限1 U2≥门限高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF1参数：下限频率95rad/s 上限频率105rad/s BPF2参数：下限频率15rad/s 上限频率25rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 比较器参数：关系操作＞全波整流器参数：下限0 上限inf PSK调制和解调 PSK框图（模拟相乘法）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波参数：幅度1 频率100rad/s 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0 U2≥门限 FSK框图（键控法）信源参数：0码概率 0.5 采样时间1s 载波1参数：幅度1 频率100rad/s 相位0 载波2参数：幅度1 频率100rad/s 相位pi 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001 BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s 判决器参数：门限0 U2≥门限键控器参数：门限1 U2≥门限 DPSK调制和解调 DPSK框图（差分相干解调）信源参数：生成多项式1011001 起始状态110001 载波1参数：幅度1 频率40*pi 相位pi 载波2参数：幅度1 频率40*pi 相位0 键控器参数：U2≠0 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.1 BPF参数：下限频率30*pi 上限频率50*pi LPF参数：截止频率10*pi 时延器参数：时延0.2 判决器参数：门限0 U2＞门限 DPSK框图（相干解调）信源参数：生成多项式1011001 起始状态110001 载波1参数：幅度1 频率40*pi 相位pi 载波2参数：幅度1 频率40*pi 相位0 键控器参数：U2≠0 高斯白噪声参数：均值0 标准差0.1 BPF参数：下限频率30*pi 上限频率50*pi LPF参数：截止频率10*pi 时延器参数：时延0.2 判决器参数：门限0 U2＞门限三、仿真结果（截取Simulink仿真试验数据，并对这些结论进行说明） ASK模拟相乘法调制相干解调波形（上：信源波形下：解调信号波形） ASK模拟相乘法调制包络检波法解调波形（上：信源波形下：解调信号波形） ASK键控法调制相干解调波形（上：信源波形下：解调信号波形） ASK键控法调制包络检波法解调波形（上：信源波形下：解调信号波形） FSK模拟相乘法调制相干解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） FSK模拟相乘法调制包络检波法解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） FSK键控法调制相干解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） FSK键控法调制包络检波法解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） PSK模拟相乘法调制相干解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） PSK键控法调制相干解调波形（上：解调信号波形下：信源波形） DPSK差分相干解调波形（上：信源波形下：相干解调波形） DPSK相干解调波形（上：信源波形下：相干解调波形）由仿真结果可知，相比而言，ASK调制在解调时对于滤波器和噪声参数设置最为敏感，在理论值情况下，其解调波形边缘仍存在不规则形状。FSK、PSK、DPSK解调波形显著和信源波形最为相同，但当DPSK进行相干解调时，其波形会有不规则形状。四、性能分析和结论（依据上述仿真得出对应系统性能结论，并依据近两周Simulink学习进行总结） 1.ASK信号解调时对于滤波器参数敏感，应注意依据实际调整滤波器参数。而且，和其它数字调制方法相比，ASK对噪声更为敏感。 2.当ASK信号信源幅度为1时，判决器判决门限并非0.5，而应该设置为0.25。这是因为：假设信源为m(t),载波为cos，则解调信号为m(t)* co= m(t)*()=+，经过低通滤波器后仅剩下一项，故判决时应将门限设置此项二分之一，即0.25。 3.DPSK进行码变换时应注意，相对码由绝对码和相对码前一码元模二加得来，而非绝对码和其本身前一码元模二加得来。详情见本汇报第一部分DPSK调制原理。 4.PSK信号无法经过包络检波进行解调。 5.通信系统存在时延，解调信号波形和信源波形存在相位差。

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