通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告---2ask與pam混合調(diào)制與相干解調(diào)系統(tǒng)仿真

1、<p>　　《通信原理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定</b></p><p>　　指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的評(píng)價(jià)</p><p>　　指導(dǎo)教師對(duì)課程設(shè)計(jì)的評(píng)定意見(jiàn)</p><p>　

2、　2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)系統(tǒng)仿真</p><p>　　摘 要 本課程設(shè)計(jì)主要用Simulink平臺(tái)仿真一個(gè)2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)通信系統(tǒng)，分別在理想信道和非理想信道中運(yùn)行。并用圖形輸入法設(shè)計(jì)相關(guān)電路，用示波器和頻譜模塊分析系統(tǒng)性能。在課程設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)原理畫(huà)出圖形，然后構(gòu)建調(diào)制解調(diào)電路，再在Simulink中調(diào)出各元件組成電路，接著設(shè)置調(diào)制解調(diào)電路中各個(gè)模塊的參數(shù)值并加以運(yùn)行，并把運(yùn)

3、行仿真結(jié)果輸入顯示器，根據(jù)顯示結(jié)果分析所設(shè)置的系統(tǒng)性能 。通過(guò)波形分析，了解到本課程設(shè)計(jì)非常成功。</p><p>　　關(guān)鍵詞 Simulink；2ASK；PAM；調(diào)制；解調(diào)；仿真。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引 言1</b></p><p>　

4、　1.1 課程設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)具體要求2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)平臺(tái)2</p><p>　　2 Simulink簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1 Simulink仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介3</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)原理4</b></

5、p><p>　　3.1 2ASK調(diào)制與解調(diào)原理4</p><p>　　3.2 PAM調(diào)制與解調(diào)原理5</p><p><b>　　4 具體實(shí)現(xiàn)8</b></p><p>　　4.1 2ASK與PAM混合調(diào)制9</p><p>　　4.2 PAM與2ASK相干解調(diào)13</p>&

6、lt;p>　　4.3加入高斯噪聲的2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)14</p><p>　　5 遇到的問(wèn)題及解決的辦法20</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　1 引 言</b

7、></p><p>　　通信(Communication)就是信息的傳遞，是指由一地向另一地進(jìn)行信息的傳輸與交換，其目的是傳輸消息。然而，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對(duì)傳遞消息的要求也越來(lái)越高。在各種各樣的通信方式中，利用“電”來(lái)傳遞消息的通信方法稱為電信(Telecommunication)，這種通信具有迅速、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)，且?guī)缀醪皇軙r(shí)間、地點(diǎn)、空間、距離的限制，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用?？梢灶A(yù)見(jiàn)，

8、未來(lái)的通信對(duì)人們的生活方式和社會(huì)的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生更加重大和意義深遠(yuǎn)的影響。</p><p>　　目前，無(wú)論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務(wù)中都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過(guò)了模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。與模擬通信相比，數(shù)字通信具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不積累；傳輸差錯(cuò)可控；便于用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理、變換、存儲(chǔ)；易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕；易

9、于加密處理，且保密性好。數(shù)字通信的缺點(diǎn)是，一般需要較大的帶寬。另外，由于數(shù)字通信對(duì)同步要求高，因而系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜。但是，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度大大降低。同時(shí)高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及光纖等大容量傳輸媒質(zhì)的使用正逐步使帶寬問(wèn)題得到解決。因此，數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)主要是利用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平

10、臺(tái)，設(shè)計(jì)一個(gè)PAM與2ASK混合調(diào)制與相干解調(diào)通信系統(tǒng)，分別在理想信道和非理想信道中運(yùn)行，并把運(yùn)行仿真結(jié)果輸入顯示器，根據(jù)顯示結(jié)果分析所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　通信原理課程設(shè)計(jì)是重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在進(jìn)行了專業(yè)基礎(chǔ)課和《通信原理》課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)或分析一個(gè)簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)，有助于加深對(duì)通信系統(tǒng)原理

11、及組成的理解。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步理解通信系統(tǒng)的基本組成、模擬通信和數(shù)字通信的基礎(chǔ)理論、通信系統(tǒng)發(fā)射端信號(hào)的形成及接收端信號(hào)解調(diào)的原理、通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸質(zhì)量的檢測(cè)等方面的相關(guān)知識(shí)。并可綜合運(yùn)用這些知識(shí)解決一定的實(shí)際問(wèn)題，使我們?cè)谒鶎W(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力上以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力上得到一定的提高。同時(shí)通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，認(rèn)真的工作作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。</p><p>　　而在同時(shí)也能加深對(duì)MAT

12、LAB開(kāi)發(fā)環(huán)境的另一作用的了解，Simulink功能強(qiáng)大，界面友好，是一款很不錯(cuò)的仿真工具[1]，在這次設(shè)計(jì)中，我們用到了此環(huán)境的Simulink平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)是我們以前較少接觸過(guò)的。因此在這次課設(shè)中，我們了解了MATLAB 的Simulink這個(gè)系統(tǒng)的功能。為我們以后做數(shù)字通信系統(tǒng)方面提供了更多的基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)具體要求</b></p>

13、<p>　　1）構(gòu)建調(diào)制電路，并用示波器觀察調(diào)制前后的信號(hào)波形，用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化。</p><p>　　2）再以調(diào)制信號(hào)為輸入，構(gòu)建解調(diào)電路，用示波器觀察調(diào)制前后的信號(hào)波形，用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化。</p><p>　　3）在調(diào)制與解調(diào)電路間加上噪聲源，模擬信號(hào)在不同信道中的傳輸：用高斯白噪聲模擬有線信道，噪聲源的方差適當(dāng)設(shè)置，分析比較通

14、過(guò)三種不同信道后的接收信號(hào)的性能。 </p><p>　　4）在老師的指導(dǎo)下，要求獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，并按要求編寫課程設(shè)計(jì)學(xué)年論文，能正確闡述和分析設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)平臺(tái)</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)平臺(tái)是MATLAB集成環(huán)境下的Simulink平臺(tái)。Simulink是基于Matlab的框圖

15、設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來(lái)對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，可以針對(duì)任何能用數(shù)學(xué)來(lái)描述的系統(tǒng)進(jìn)行建模，例如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車等，其中包括了連續(xù)、離散，條件執(zhí)行，事件驅(qū)動(dòng)，單速率、多速率和混雜系統(tǒng)等。Simulink提供了利用鼠標(biāo)拖放地方法來(lái)建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，而且還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊機(jī)集合，利用Simulink幾乎可以做到不書(shū)寫一行代碼即完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模

16、工作。除此之外，Simulink還支持 Stateflow,用來(lái)仿真事件驅(qū)動(dòng)過(guò)程【4】。</p><p>　　Simulink是從底層開(kāi)發(fā)的一個(gè)完整的仿真環(huán)境和圖形界面，是模塊化了的編程工具，它把Matlab的許多功能都設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)直觀的功能模塊，把需要的功能模塊用連線連起來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)需要的仿真功能了。</p><p>　　2 Simulink簡(jiǎn)介</p><p>

17、　　2.1 Simulink仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介</p><p>　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了

18、創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。</p><p>　　Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)

19、證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB&reg; 緊密集成，可以直接訪問(wèn)MATLAB大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。</p><p>　　設(shè)計(jì)仿真模型時(shí)，從模型庫(kù)中選中模塊，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇"Add to untitled"，或直接把模塊拖到仿真模型中，即可加入模塊。Simulink模型庫(kù)窗口

20、還提供了查找功能，單擊按鈕，在彈出的模塊查找對(duì)話框中輸入模塊名稱關(guān)鍵字，單擊"Find Next"即可自動(dòng)搜索整個(gè)模型庫(kù)。</p><p>　　在過(guò)去幾年中，Simulink已經(jīng)成為院校和工程領(lǐng)域中廣大師生和研究人員用來(lái)建模和方針動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的軟件包。Simulink鼓勵(lì)人們?nèi)L試，可以用它輕松的搭建一個(gè)系統(tǒng)模型，并設(shè)置模型參數(shù)和方針參數(shù)，并且立即觀察到改變后的方針結(jié)果。</p>&

21、lt;p><b>　　3 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　3.1 2ASK調(diào)制與解調(diào)原理</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制的基本原理相同，但是數(shù)字信號(hào)有離散取值的特點(diǎn)。因此有兩種基本調(diào)制方法：一是可以把數(shù)字信號(hào)當(dāng)成特殊的模擬信號(hào)處理；二是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，稱之為鍵控法[3]。</p>

22、<p>　　振幅鍵控是利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。在2ASK中，載波的幅度有無(wú)分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息“1”和“0”。2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。本次設(shè)計(jì)采用模擬調(diào)制。ASK解調(diào)也有兩種方法，分別為非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測(cè)法）[3]。2ASK信號(hào)可表示為： 式中,為載波角頻率，s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列 其中，g(t)是持續(xù)時(shí)間為、高度為1的矩形脈

23、沖，常稱為門函數(shù)； 為二進(jìn)制數(shù)字 。</p><p>　　2ASK信號(hào)的產(chǎn)生的兩種方法（調(diào)制方法），如圖所示。圖(a)是一般的模擬幅度調(diào)制方法；圖(b)是一種鍵控方法，這里的開(kāi)關(guān)電路受控制。圖(c)給出了及的波形示例。二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)，由于一個(gè)信號(hào)狀態(tài)始終為0，相當(dāng)于處于斷開(kāi)狀態(tài)，故又常稱為通斷鍵控信號(hào)（OOK信號(hào)）。 </p><p>　　圖3.1 2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法</p&

24、gt;<p>　　2ASK信號(hào)解調(diào)的常用方法主要有兩種：包絡(luò)檢波法和相干檢測(cè)法。而在本設(shè)計(jì)當(dāng)中僅用到了相干檢測(cè)法，其原理圖見(jiàn)圖3.2。</p><p>　　調(diào)制信號(hào)經(jīng)低通濾波濾除第二項(xiàng)高頻分量后，即可輸出s(t)信號(hào)。低通濾波器的截止頻率與基帶數(shù)字信號(hào)的最高頻率相等。由于噪聲影響及傳輸特性的不理想，低通濾波器輸出波形有失真，經(jīng)抽樣判決、整形后再生數(shù)字基帶脈沖。</p><p>

25、;　　圖3.2 2ASK的相干解調(diào)原理框圖</p><p>　　在選擇數(shù)字調(diào)制和解調(diào)方式時(shí)，還應(yīng)考慮它的最佳判決門限對(duì)信道特性的變化是否敏感。在2FSK系統(tǒng)中，不需要人為地設(shè)置判決門限，它是直接比較兩路解調(diào)輸出的大小來(lái)作出判斷的。在2PSK系統(tǒng)中，判決器的最佳判決門限電平為零，與接收機(jī)輸出信號(hào)的幅度有關(guān)。因此，它不隨信道特性的變化而變化。這時(shí)，接收機(jī)容易保持在最佳判決門限狀態(tài)。</p><p&

26、gt;　　對(duì)于2ASK系統(tǒng)，判決器的最佳判決門限為a/2 （當(dāng)時(shí)），它與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān)。當(dāng)信道特性發(fā)生變化時(shí)，接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度a將隨著發(fā)生變化；相應(yīng)地，判決器的最佳判決門限電平也將隨之改變。這時(shí)，接收機(jī)不容易保持在最佳判決門限狀態(tài)，從而導(dǎo)致誤碼率增大。因此，就對(duì)信道特性變化的敏感性而言，2ASK性能最差。</p><p>　　當(dāng)信道存在嚴(yán)重的衰落時(shí)，通常采用非相干接收，因?yàn)檫@時(shí)在接收端不易得到相干解

27、調(diào)所需的相干載波。當(dāng)發(fā)射機(jī)有嚴(yán)格的限制時(shí)，可考慮采用相干接收。因?yàn)樵诮o定的碼元傳輸速率及誤碼率的條件下，相干接收所要求的信噪比要比非相干接收</p><p>　　3.2 PAM調(diào)制與解調(diào)原理</p><p>　　PAM類似于AM，用二進(jìn)制脈沖序列作為載波受控于基帶信號(hào)的幅度，就是取樣定理。而解調(diào)只需通過(guò)相關(guān)的低通濾波器，濾出基帶信號(hào)。</p><p>　　(1) 幅

28、度調(diào)制原理</p><p>　　設(shè)脈沖載波以s(t)表示，它是由脈寬為τ秒、重復(fù)同期為Ts秒的矩形脈沖串組成，其中Ts是按抽樣定理確定的，即有Ts=1/(2)秒。其產(chǎn)生方框圖為3.3(a)所示，基帶信號(hào)的波形及頻譜如圖3.3(b)所示；脈沖載波的波形及頻譜如圖3.3(c)所示；已抽樣的信號(hào)波形及頻譜如圖3.3(d)所示。</p><p>　　圖3.3 矩形脈沖為載波調(diào)制原理與波形和頻譜&l

29、t;/p><p>　　因?yàn)橐殉闃有盘?hào)是與的乘積，所根據(jù)頻率卷積定理，可以寫出相應(yīng)的頻域表達(dá)式： (3-6)</p><p>　　式(3-6)中是的頻譜函數(shù)，根據(jù)信號(hào)的定義可以認(rèn)為，表示的矩形脈沖串是由脈寬為τ秒的門函數(shù)與周期性沖激函數(shù)卷積得到，根據(jù)頻率卷積定理，其相應(yīng)的時(shí)域和頻域表達(dá)式分別如下：</p><p>　　(3-7)   

30、60; </p><p>　　(2) PAM的解調(diào)原理</p><p>　　圖3.4 矩形脈沖為載波解調(diào)原理圖</p><p>　　分析式(3-7)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng) = 0時(shí)得到的頻譜函數(shù)為，與信號(hào)的頻譜函數(shù)進(jìn)行比較，只是差一個(gè)比例常數(shù)，因此，采樣頻率只要滿足，就可以用一個(gè)帶寬滿足的理想低通濾波器，把的成分取出來(lái)，以不失真地恢復(fù)的波形如圖3.4所示。</

31、p><p><b>　　4 具體實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　利用Simulink仿真平臺(tái)構(gòu)造出的2ASK與PAM混合調(diào)制與非相干解調(diào)系統(tǒng)如4.1所示。</p><p>　　圖4.1 2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)仿真圖</p><p>　　如仿真圖所示，系統(tǒng)設(shè)置了四個(gè)示波器，分別表示2ASK調(diào)制，2ASK和PAM混

32、合調(diào)制,2ASK與PAM混合調(diào)制后解調(diào)和加入三種噪聲后的輸出信號(hào)。此外，系統(tǒng)中在相應(yīng)部分接入若干頻譜分析模塊，便于比較調(diào)制前后的信號(hào)的頻譜變化。</p><p>　　仿真系統(tǒng)架構(gòu)，不僅要找對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)的模塊，還要對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行正確的參數(shù)設(shè)置。在這里主要列舉相干解調(diào)的三個(gè)主要模塊的參數(shù)設(shè)置圖，如圖4.2、4.3、4.4、4.5所示。</p><p>　　圖4.2 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置

33、 圖4.3低通濾波器1的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖4.4低通濾波器2的參數(shù)設(shè)置 圖4.5抽樣判決電平值設(shè)置</p><p>　　4.1 2ASK與PAM混合調(diào)制</p><p>　　在仿真系統(tǒng)中，用“Bernoulli Binary Generator”模塊產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列；用“Sine Wave”函數(shù)產(chǎn)生正弦波作為載波

34、。此時(shí)需將載波頻率設(shè)為相對(duì)高頻，具體如下圖。</p><p>　　圖4.6 隨機(jī)二進(jìn)制脈沖序列參數(shù)設(shè)置 圖4.7 正弦波參數(shù)設(shè)置</p><p>　　再?gòu)南鄳?yīng)模塊調(diào)出乘法器“product”。脈沖與載波兩者通過(guò)乘法器相乘，即可獲得2ASK調(diào)制信號(hào)。用“Power Spectral Density”分析，2ASK調(diào)制前后的信號(hào)頻譜如圖4.8與圖4.9所示；2ASK調(diào)制的全

35、過(guò)程則通過(guò)示波器1觀察，如圖4.10所示。</p><p>　　圖 4.8 ASK調(diào)制前頻譜圖 圖4.9ASK調(diào)制后頻譜圖</p><p>　　從以上兩幅頻譜圖可以看出，調(diào)制前后的功率譜波形基本一致，但是存在一定的延時(shí)，由此可得出結(jié)論：調(diào)制成功。</p><p>　　圖 4.10 2ASK調(diào)制波形圖</p><p>

36、　　通道1是2ASK信號(hào)的原始波形，通道2是標(biāo)準(zhǔn)正弦波，通道3是調(diào)制后的波形，經(jīng)過(guò)對(duì)波形的觀察，可以知道該調(diào)制過(guò)程是成功的。</p><p>　　因?yàn)槭腔旌险{(diào)制，所以將2ASK調(diào)制信號(hào)作為PAM調(diào)制的基帶信號(hào)處理。另外從Simulink樹(shù)狀圖中調(diào)出“Pulse Generator”，用來(lái)產(chǎn)生二進(jìn)制脈沖，具體參數(shù)設(shè)置如圖4.11。兩者通過(guò)乘法器相乘后，即可得出混合調(diào)制信號(hào)。PAM調(diào)制前后的信號(hào)頻譜如圖4.12和4.

37、13所示?；旌险{(diào)制過(guò)程則通過(guò)示波器2觀察得出，如圖4.14所示。</p><p>　　圖 4.11 二進(jìn)制脈沖參數(shù)設(shè)置圖</p><p>　　圖4.12 PAM調(diào)制前頻譜圖 圖4.13 PAM調(diào)制后頻譜圖</p><p>　　通過(guò)對(duì)以上兩幅圖進(jìn)行比較，調(diào)制前后的功率譜波形一致，所以調(diào)制成功。</p><p>　　

38、圖4.14 混合調(diào)制過(guò)程圖</p><p>　　圖4.14中通道1 是2ASK調(diào)制后的波形圖，通道2是二進(jìn)制脈沖產(chǎn)生的PAM原始波形圖，通道3是混合調(diào)制波形圖，通道4是混合調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波器之后的波形，從圖中可以看出該調(diào)制過(guò)程很成功。</p><p>　　4.2 PAM與2ASK相干解調(diào)</p><p>　　將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，為了無(wú)失真地恢復(fù)原始基帶信

39、號(hào)，調(diào)制信號(hào)需要與相同頻率的載波相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器去除低頻分量，可得到原始的基帶調(diào)制信號(hào)。相干解調(diào)信號(hào)模型如圖4.15。具體電路圖如上圖4.1，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如圖4.2、4.3、4.4、4.5所示。</p><p>　　圖4.15 相干解調(diào)信號(hào)的模型</p><p>　　由模型以及結(jié)合本設(shè)計(jì)要求得到的波形圖如圖4.16所示，通道一為基帶信號(hào)，通道二為混合信號(hào)解調(diào)后的波形，通道三為混合信號(hào)經(jīng)

40、過(guò)PAM解調(diào)后的波形，通道四為混合信號(hào)經(jīng)過(guò)PAM解調(diào)后再濾波的波形，通道五為第二次解調(diào)后的信號(hào)波形，通道六為第二次解調(diào)后再通過(guò)低通濾波器濾波后的信號(hào)波形。</p><p>　　同時(shí)我們可以看出通道四的經(jīng)過(guò)PAM解調(diào)再濾波的波形與圖4.10的通道三調(diào)制后的2ASK波形一致。而且通道二的調(diào)制后波形與通道一的基帶信號(hào)相對(duì)比，除了產(chǎn)生延時(shí)情況之外，波形與基帶信號(hào)相同，而延時(shí)是不可避免的。由此看出，做出的模型成功。<

41、/p><p>　　圖4.16 相干解調(diào)波形圖</p><p>　　4.3 加入高斯噪聲的2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)</p><p>　　所謂高斯白噪聲是指由于熱噪聲是由大量自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，其統(tǒng)計(jì)特性服從高斯分布的這類熱噪聲，其高斯白噪聲的參數(shù)設(shè)置如圖3.17。圖3.18是加入高斯白噪聲的原理圖，則在調(diào)制信道與相干解調(diào)信道之間，加入高斯白噪聲，將調(diào)制信號(hào)與白

42、噪聲相加即可。</p><p>　　圖4.17 高斯噪聲參數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖4.18 加入高斯白噪聲的2ASK與PAM的混合調(diào)制與相干解調(diào)防真圖</p><p>　　圖4.19 加入高斯噪聲后混合調(diào)制圖</p><p>　　圖4.19中通道1 是2ASK調(diào)制后的波形圖，通道2是二進(jìn)制脈沖產(chǎn)生的PAM原始波形圖，通道3是混合調(diào)制波形

43、圖，通道4是混合調(diào)制后的信號(hào)加上高斯白噪聲再經(jīng)過(guò)帶通濾波器之后的波形，對(duì)比此圖的通道4與圖4.14的通道4可以看出高斯白噪聲對(duì)信號(hào)產(chǎn)生了一定影響。</p><p>　　解調(diào)模塊抽樣判決器設(shè)置如圖4.20，其他設(shè)置與理想狀態(tài)下一致。</p><p>　　圖4.20 加入高斯噪聲后抽樣判決器設(shè)置</p><p>　　圖4.21 加入方差為50的高斯噪聲后相干解調(diào)的相關(guān)波

44、形</p><p>　　加入方差為50的波形，如圖4.21所示，通道一為基帶信號(hào)，通道二為混合信號(hào)解調(diào)后的波形，通道三為混合信號(hào)經(jīng)過(guò)PAM解調(diào)后的波形，通道四為混合信號(hào)經(jīng)過(guò)PAM解調(diào)后再濾波的波形，通道五為第二次解調(diào)后的信號(hào)波形，通道六為第二次解調(diào)后再通過(guò)低通濾波器濾波后的信號(hào)波形。</p><p>　　把此圖與理想狀態(tài)下的圖4.16比較，通道三、四、五的波形都出現(xiàn)了部分失真以及幅度的變化

45、，所以說(shuō)高斯白噪聲對(duì)信號(hào)產(chǎn)生了部分影響。</p><p>　　方差改為1000高斯白噪聲后，得到圖4.22，由此可以看出，信號(hào)出現(xiàn)的失真現(xiàn)象更明顯，這表明高斯白噪聲的方差越大，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的失真越明顯。</p><p>　　圖4.22 加入方差為1000高斯噪聲后相干解調(diào)的相關(guān)波形</p><p>　　從下圖4.23和4.24功率譜密度分析</p>&l

46、t;p>　　圖4.23 理想信道輸出頻譜 圖4.24 高斯噪聲輸出頻譜</p><p>　　圖中第一個(gè)波形表示歷史時(shí)間，第二個(gè)波形顯示為功率譜，第三個(gè)表示為頻率。對(duì)比理想信道輸出的功率譜與加入1000方差的高斯噪聲的功率譜知：加入高斯白噪聲解調(diào)波形的功率譜發(fā)生了一定的變化，同時(shí)存在著一定的延時(shí)；</p><p>　　對(duì)此，雖然實(shí)際中噪聲的影響不可避免，但是我們應(yīng)

47、該盡量減小噪聲的影響，使得信號(hào)傳輸更加地清晰與完整。正弦波加窄帶高斯噪聲的包絡(luò)分布與信噪比有關(guān)。由此可見(jiàn)，我們要在可能的條件下盡量地提高系統(tǒng)的信噪比，讓傳輸信號(hào)最大不失真。</p><p>　　5 遇到的問(wèn)題及解決辦法</p><p>　　初次接觸Simulink仿真時(shí)不知從何下手，而且又全是英文界面，根本看不懂，以致我不知道到哪里去找相關(guān)模塊。后來(lái)經(jīng)過(guò)老師的講解與上網(wǎng)上圖書(shū)館查閱資料，開(kāi)

48、始了解到了函數(shù)庫(kù)的分布和內(nèi)容，為我們下面的設(shè)計(jì)打下了很好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)遇到的最大問(wèn)題也是花費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)的就是相關(guān)仿真器件的屬性以及器件參數(shù)設(shè)置拿捏不準(zhǔn)，比如濾波器的頻率高低，參數(shù)大小都不確定，不合適的頻率、參數(shù)大小將導(dǎo)致信號(hào)失真。調(diào)試時(shí)需要自己一個(gè)一個(gè)的慢慢調(diào)節(jié)再加上老師的指導(dǎo)，根據(jù)示波器觀察的波形多次改變得出準(zhǔn)確結(jié)果。</p><p>　　在做相干解調(diào)部分時(shí)，沒(méi)

49、有正確區(qū)分相干解調(diào)和非相干解調(diào)，在做PAM解調(diào)時(shí)漏掉了乘法器，從而導(dǎo)致波形失真，無(wú)法正確顯示。經(jīng)老師指點(diǎn)，加上乘法器，通過(guò)相應(yīng)的調(diào)節(jié)，改變各元件的參數(shù)，終于得到正確的波形。</p><p>　　觀察波形進(jìn)行比較時(shí)，要將所比較的信號(hào)放到同一個(gè)示波器內(nèi)進(jìn)行觀察，當(dāng)所需的信號(hào)波形都一一比較真確后，再?gòu)男逻B好圖形。當(dāng)理想信號(hào)和噪音信號(hào)在進(jìn)行比較時(shí)，也可以用到這種方法。</p><p><b&

50、gt;　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了在MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái)上設(shè)計(jì)一個(gè)2ASK與PAM混合調(diào)制與相干解調(diào)的通信系統(tǒng)，對(duì)MATLAB這一強(qiáng)大應(yīng)用工具有了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，對(duì)數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)的學(xué)習(xí)理解更深刻了，與此同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足，如理論知識(shí)還存在很多漏洞，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鉆研精神不夠，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還有待不斷地加強(qiáng)

51、和提高。</p><p>　　在以前的課內(nèi)學(xué)習(xí)中，我懂得了較多的理論知識(shí)，將學(xué)習(xí)重心放在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上，而缺乏上機(jī)實(shí)踐，本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我的上機(jī)實(shí)踐是一個(gè)很好的訓(xùn)練，加強(qiáng)我對(duì)理論知識(shí)的理解并提升了實(shí)際操作能力。我通過(guò)最初的構(gòu)思，然后根據(jù)2ASK和PAM調(diào)制解調(diào)原理框圖，正確連接框圖中的各個(gè)模塊得到2ASK和PAM混合調(diào)制與想干解調(diào)在理想和非理想信道中的傳輸仿真模型，最終在Simulink仿真平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)功能仿真

52、。這一路做走過(guò)來(lái)，我翻閱了有關(guān)參考書(shū)，也多次請(qǐng)教了老師，從最初的原理框圖繪制仿真模型圖，到最終的信號(hào)比較，我借助老師和同學(xué)的幫助，通過(guò)自己的獨(dú)立思考，遇到問(wèn)題再解決問(wèn)題然后再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再解決……在這一過(guò)程的循環(huán)往復(fù)中我發(fā)現(xiàn)了思考和學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，明白了任何問(wèn)題只要自己敢于去發(fā)現(xiàn)敢于去面對(duì)就沒(méi)有困難了，問(wèn)題也就不是問(wèn)題了。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)短短的兩個(gè)星期中，我從最初面對(duì)眾多困難的困擾到最后收獲成功的喜悅，其

53、中的過(guò)程現(xiàn)在回想起來(lái)還很是清晰，雖然比較辛苦，但我的所得證明那是值得的，經(jīng)歷過(guò)風(fēng)雨后的彩虹才顯得格外耀眼。我相信這次課程設(shè)計(jì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)或者是畢業(yè)以后的工作是很有幫助的，它教會(huì)了我要獨(dú)立思考，要將理論更好地和實(shí)踐相結(jié)合。這次課程設(shè)計(jì)能取得成功，我要感謝身邊所有幫助過(guò)我的人，在此，我衷心的向各位xx老師和身邊的同學(xué)表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

54、<p>　　[1]動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具M(jìn)atlab／Simulink簡(jiǎn)介.維庫(kù)電子市場(chǎng)</p><p>　　[2] 達(dá)新宇．通信原理實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)．北京：北京北京郵電大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[3]樊昌信，曹麗娜. 通信原理. 國(guó)防工業(yè)出版社，2008年</p><p>　　[4]孫屹，李妍. MATLAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè).國(guó)防工業(yè)出版社