二进制数字调制与解调系统的设计(DOC)

二进制数字调制与解调系统的设计

MATLAB及SIMULINK建模环境简介

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和SIMULINK两大部分。

Simulink是MATLAB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中的一种可视化仿真工具, 是一种基于MATLAB的框图设计环境,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。

数字通信系统的基本模型

从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成.

数字通信系统模型

一、2ASK调制解调

基本原理

2ASK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。 其信号表达式为: e ( t ) ? S ( t ) ?,S (t)? cost为单极性数字基带信号。

0c2ASK幅移键控

幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号\时,传输载波;当调制的数字信号为\时,不传输载波。

由图可以看出2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化。所以又被称为通断键控信号

2ASK信号的产生方法通常有两种:模拟调制法和键控法。 模拟调制法使用乘法器实现

键控法使用开关电路实现

2ASK的调制方法

2ASK有两种基本解调方法:相干解调法(同步检测法)和非相干解调法(包络检波法)。相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置,因此用相乘器与载波相乘来实现。为确保无失真还原信号,必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波,这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。

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相干解调

非相干解调

2ASK信号非相干解调过程的时间波形

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