MATLAB程序设计语言报告 课题：2ASK调制电路仿真测试班级：姓名：学号：任课教师：一、 设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具实现2ASK 调制解调的系统仿真，从而加深对所学知识的理解。二、 实验软件Matlab R2014a版本三、 2ASK 调制原理2ASK 技术是通过改变载波信号的幅值来表示二进制0 或1 的。载波根据0、1 信息只改变其振幅，而频率和相位保持不变。哪个电压代表0 以及哪个电压代表1 则由系统设计者按照通信约定来确定。当然，可以用载波信号的任意两值表示数字0、1，通常为了实现方便，用其最大值Acos(ct+准)和0 分别表示1 和0。有一种常用的幅值键控技术是开关键控（OOK, On Off Keying）。在OOK 中，某一比特值用有没有电压值来表示。其优点是传输信息所需的能量下降了，且调制方法简单。常用的解调方法有两种：包络解调法和相干解调法。相干解调也叫同步解调，就是利用相干波和接收到的2ASK 信号相乘分离出包含原始数据信号的低频信号，再进行抽样判决恢复数字序列。相干波必须是与发送端同频同相的正弦信号。四、 实验内容A. 所做的2ASK调制电路仿真如下：图表 1图表 2图表 3B. 代码编写如下：图1代码：function output_args = Untitled( input_args )a=randint(1,15,2);t=0:0.001:0.999;m=a(ceil(15*t+0.01);subplot(511); plot(t,m);axis(0 1.2 -0.2 1.2); %2ASK载波信号f=150;carry=cos(2*pi*f*t); %调制st=m.*carry;subplot(512);plot(t,st);axis(0 1.2 -1.2 1.2);title(2ASK信号);nst=awgn(st,70); %添加的噪声nst=nst.*carry; %信号的解调subplot(513);plot(t,nst);axis(0 1.2 -0.2 1.2);title(乘以相干波后的);wp=2*pi*2*f*0.5; %低通滤波器的设计ws=2*pi*2*f*0.9;Rp=2;As=45;N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,s);B,A=butter(N,wc,s);h=tf(B,A); %转换为传输函数dst=lsim(h,nst,t);subplot(514);plot(t,dst);axis(0 1.2 -0.2 1.2);title(乘以相干波后的); title(乘以相干波后的);%UNTITLED 此处显示有关函数的摘要% 此处显示详细说明 end图2和图3代码：function output_args = Untitled( input_args )m=1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1; %数字信号序列Lm=length(m); %序列的长度F=200; %数字信号的带宽f=800; %正弦载波信号的频率A=1; %载波的幅度Q=f/F; %频率比，即一个码元宽度中的正弦周期个数,为适配下面滤波器参数选取，推荐将Q 设为Q=1/3M=500; %一个正弦周期内的采样点数t=(0:M-1)/M/f; %一个正弦信号周期内的时间carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q); %一个码元宽度内的正弦载波信号Lcarry1=length(carry1); %一个码元宽度内的信号长度carry2=kron(ones(size(m),carry1); %载波信号ask=kron(m,carry1); %调制后的信号N=length(ask); %长度tau=(0:N-1)/(M-1)/f; %时间Tmin=min(tau); %最小时刻Tmax=max(tau); %最大时刻T=ones(size(carry1); %一个数字信号1dsig=kron(m,T); %数字信号波形subplot(3,1,1) %子图分割plot(tau,dsig) %画出数字信号的波形图grid on %添加网axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %设置坐标范围subplot(3,1,2) %子图分割plot(tau,carry2) %画出载波波形grid on %添加网格axis(Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A) %设置坐标范围subplot(3,1,3) %子图分割plot(tau,ask) %画出调制后的波形grid on %添加网格axis(Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A) %设置坐标范围sig_mul=ask.*carry2; %已调信号与载波信号相乘figure(2) %图形2subplot(4,1,1) %子图分割plot(tau,sig_mul) %画出信号相乘后的波形grid on %添加网格axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %设置坐标范围Ord,omega_c=buttord(4*pi*f*0.6,4*pi*f*0.8,2,30,s); %获得Butterworth 模拟低通原型滤波器的阶数及3dB 截止频率num,den=butter(Ord,omega_c,s); %由原型滤波器向实际滤波器转换，获得滤波器的分子，分母系数h=tf(num,den); %获得滤波器传递函数%滤波x=lsim(h,sig_mul,tau); %运用模拟滤波器对信号进行滤波subplot(4,1,2) %子图分割plot(tau,x) %画出滤波后的滤形grid on %添加网格axis(Tmin Tmax -0.3 0.8) %设置坐标范围th=0.25; %抽样判决的阈值设置t_judge=(0:Lm-1)*Lcarry1+Lcarry1/2; %抽样判决点的选取y=(x(t_judge); %抽样判决时刻时的信号值y_judge=1*(y=th)+0*(y=th); %抽样判决信号值的0 阶保持y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1); %抽样判决后的数字信号波形n_tau=tau+0.5/F; %抽样判决后的信号对应的时间subplot(4,1,3) %子图分割plot(n_tau,y_value) %画出抽样判决后的数字信号波形axis(min(n_tau) max(n_tau) -0.2 1.2) %设置坐标范围grid on %添加网格subplot(4,1,4) %子图分割plot(tau,dsig) %画出原始信号波形与解调后的信号作对比axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) %设置坐标范围grid on %添加网格%UNTITLED 此处显示有关函数的摘要% 此处显示详细说明 end 五、 实验分析图2中第一行为数字序列波“1101001101011001”的单极性不归零码，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s；第二行为载波波形，在一个码元宽度，有4个周期的正弦载波信号，f=1/4Tb=4kHz；第三行为调整之后的波形，码元“1”对应的调制后波形对应正弦波，“0”对应的调制后波形为0。仿真结果满足要求。图3中，第一行波形为相干波与经带通滤波器滤波后的信号相乘的结果，即高频部分产生倍频信号z(t)；第二行为z(t)经过低通滤波器滤波后，取出的低频包络信号，从图中可看出其幅度降为原来的0.5 倍；第三行波形为抽样判决并恢复出的原数字序列； 第四行为原始数字序列，与恢复后的数字序列作比较，两列波相比，恢复后的信号与原始信号在波形上没有差异，只是恢复后的信号有一定的延时，这是由信号在信道中传播耗时和在解调系统中的延时等相叠加而成。在本仿真设计中，为使仿真过程清晰，忽略了信道的传输延时等，仅考虑了抽样判决点选取时的延时0.5Tb，因码元波特率RB=1000Band，码元宽度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，从图中标注可以看出，信号的起始点为0.0005s。六、 实验心得通过此次的课程设计，感触颇深，因为让我认识到了MATLAB的强大功能，同时也对通信方面的信号处理等知识有了进一步的加深。对于时间连续的信号，利用傅里叶变换可以把信号从时域转换到频域，能在频域上进行分析。对于时间离散的信号，信号是用序列表示的，相应的有离散的傅里叶变换算法，经过变换后的结果也是一个序列。在通信技术中，由于数字通信有抗干扰性强，易于加密等优点而得到广泛的应用。数字通信中信号的调制方式有2ASK、2FSK和2PSK三种。2ASK信号的解调，总的来说有两种基本方法，相干解调法和非相干解调法。不过此设计要求的是相干解调法。此设计中，关键的是如何选择合适的滤波器带宽等参数，才能准确的滤出信号，这也是本人在设计过程中遇到的问题，由于没有选择合适的参数，导致设计过程中，无法准确滤波。 MATLAB的功能还需进一步学习，同时也要加强通信方面相关知识的学习。