2022年基于MATLAB的ASK频带传输系统仿真与性能研究.docx

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1、精品学习资源本科生毕业论文 设计）题目： 基于 MATLAB/Simulink 的 ASK频带传输系统仿真与性能分析学院机电工程学院专业班级电子信息工程 07级2班同学姓名指导老师撰写日期： 2021年 4 月 19 日欢迎下载精品学习资源摘 要本毕业设计主要运用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台进行 ASK 频带传输系统仿真，并把运行仿真结果输入到显示器，依据显示器结果分析设计的系统性能；在毕业设计中，目的主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK调制；产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行ASK 调制后再送入加性高斯白噪声 channel transmiss

2、ion, in the receiver to add to restore the original signal demodulation, observe whether success, change reduction AWGN channel SNR, calculation, rendering the transmission error before signal-to-noise ratio - ber curve, and compared with theoretical curves show.Key Words: Simulink ； ASK modulation；

3、 AWGN； SNR-bit error rate欢迎下载精品学习资源目 录1 引言11.1 设计目的 11.2 设计平台 1 2基本原理 22.1 Simulink 工作环境 22.2 二进制振幅键控 2ASK 原理43 系统设计 53.1 ASK调制与解调 53.2 加入高斯白噪声后的 ASK调制与解调 113.3 误码率的运算 154 显现的问题及解决的方法 195 结语20参考文献 22致谢23附录1：误码率运算 理论曲线） 24附录2：误码率运算 ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它供应了一种更快捷、直接明白的方式，而且用户可以立刻看到系统的仿真结果；模型化图形输入是指

4、Simulik 供应了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的， 通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进 而进行仿真与分析 3 ；2 基本原理2.1 Simulink工作环境1）模型库在MATLAB 命令窗口输入 “Simulink并”回车，就可进入 Simulink 模型库单击或工具栏上的按钮也可进入；Simulik 模块库按功能进行分为以下 8类子库： Continuous连续模块） Discrete 离散模块） Function&Tables函数和平台模块） Math 数学模块） Non

5、linear非线性模块） Signals&Systems信号和系统模块） Sinks接收器模块） Sources输入源模块）用户可以依据需要混合使用歌库中的模块来组合系统，也可以封装自己的模块， 自定义模块库、从而实现全图形化仿真；欢迎下载精品学习资源Simulink 模型库中的仿真模块组织成三级树结构Simulink子模型库中包含了 Conti nous、Discontinus等下一级模型库 Continous模型库中又包含了如干模块，可直接加 入仿真模型；图2-1 Simulink工具箱2）设计仿真模型在MATLAB 子窗口或 Simulink 模型库的菜单栏依次挑选 “File |”“N

6、ew” |“ Model，”即可生成空白仿真模型窗口图2-2 新建仿真模型窗口3）运行仿真两种方式分别是菜单方式和命令行方式，菜单方式：在菜单栏中依次挑选Simulation | Start 或在工具栏上单击；命令行方式：输入 “ sim启”动仿真进程比较这两种不同的运行方式：菜单方式的优点在于交互性，通过设置示波器或显示模块即可在仿真过程中观看输出信号；命令行方式启动模型后，不能观看仿真进程，但仍可通过显示模块观看输出，适用于批处理方式4 ；欢迎下载精品学习资源2.2 二进制振幅键控原理 2ASK）数字幅度调制又称幅度键控 ASK ），二进制幅度键控记作 2ASK ；2ASK 是利用代表数字

7、信息 “0或”“1的”基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出；有载波输出时表示发送 “1，”无载波输出时表示发送 “0；”2ASK 信号可表示为为单极性 NRZ 矩形脉冲序列是连续时间、高度为 1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字2-3）2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制相乘器法）和键控法；本课程设计运用模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；相应的调制如图2-3：乘法器图 2-3 模拟相乘法AM 信号的解调一样， 2ASK/OOK 信号也有两种基本的解调方法：非相干解调包络检波法）和相干解调 ：”应填“2*pi；”参数设置如图 3-4所示：欢迎下载精品学习资源

8、图3-4低通滤波器参数设置对于2ASK 系统，判决器的正确判决门限为a/2当P1=P0时，它与接受机输入信号的幅度有关；当接收机输入的信号幅度发生变化，正确判决门限也将随之改变；抽样判决器参数设置如图 3-5所示：图3-5抽样判决器的参数设置量化器抽样频率等于信号源频率；前面已经设置信号源频率为1Hz，即抽样频欢迎下载精品学习资源率为1Hz，所以对话框中 “Sample time-1量化器参数设置如图 3-6所示：for inherited: ”应填“1；”欢迎下载精品学习资源图 3-6 量化器参数设置设置好参数之后，进行仿真，由示波器的输出波形可知，信号的调制解调胜利，但存在1比特的时延 第

9、一路为信号源模块波形图，其次路为ASK调制后波形图，第三路为调制信号与载波相乘后波形图，第四路为经过低通滤波器后波形图，第五路为ASK 解调波形图；欢迎下载精品学习资源由各波形可看出该 ASK调制解调系统符合设计要求；如图3-9所示：图3-9 各点信号的波形3.2 加入高斯白噪声后的 ASK调制与解调整个加入高斯白噪声后的 ASK仿真系统的调制与解调过程为：第一将信号源的输出信号与载波通过相乘器进行相乘，送入加性高斯白噪声 Upper passband edge frequency rads/sec 应”填“ 10*pi、14*pi ”；参数设置如图 3-12所示：欢迎下载精品学习资源图3-1

10、2 带通滤波器的参数设置设置好参数之后，进行仿真，由示波器的输出波形可知，信号的调制解调胜利，但存在 0.01秒的时延，即信号时延了 2比特第一路为信号源模块波形图，其次路为ASK调制后的波形图，第三路为加入高斯白噪声后的波形图，第四路为经过带通滤波器后的波形图，第五路为经过带通滤波器后与载波相乘后的波形图，第六路为经过低通滤波器后的波形图，第七路为ASK解调后的波形图；在 ASK调制与解调中加入高斯白噪声后，波形显现了失真，解调也欢迎下载精品学习资源有误码存在，系统基本符合设计要求；如图3-15所示：图3-15 各点信号的波形3.3 误码率的运算误码率是衡量一个数字通信系统性能的重要指标；在

11、信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达示的形式就取决于解调方式；ASK调制与解调中运算误码率仿真图如图 3-16所示：欢迎下载精品学习资源图 3-16 ASK 调制与解调中运算误码率仿真图在绘制信噪比 -误码率关系曲线图之前，先将源程序创建M文件，将仿真图及 M文件放入 MATLAB软件的 work 文件夹下，并重新设置高斯噪声和误码器模型参数；高斯白噪声的 “Variance,与噪声的统计特性 ,解调及译码判决方式有关；对于二进制数字频带传输系统,无论采纳何种方式 ,何种检测方法,其共同点都是随着输入信噪比增大时 ,系统的误码率就降低；反之

12、 ,当输入信噪比减小时 ,系统的误码率就增加；依据信噪比与误码率的关系式，可以绘制出信噪比-误码率理论关系曲线图；源程序见附录，所需M文件如图 3-19所示：图 3-19 M 文件 1信噪比-误码率的理论关系曲线如图 3-20所示：欢迎下载精品学习资源图 3-20 信噪比-误码率的理论关系曲线图依据信噪比与误码率的关系式，可以绘制出信噪比-误码率实际关系曲线图；源程序见附录，所需M文件如图 3-21所示：图 3-21 M 文件 2信噪比-误码率的实际关系曲线如图 3-22所示：欢迎下载精品学习资源图 3-22 信噪比-误码率的实际关系曲线图与信噪比 -误码率理论关系曲线图相比较类似，由上图可以

13、看出：随着输入信噪比增大，系统 的误码率降低；反之，当输入信噪比减小时,系统的误码率就增加；符合理论要求， 所以此图绘制正确，达到预想结果；4 显现的问题及解决方法在本次课程设计运用了 MATLAB 软件建立工作模型，在仿真的过程中遇到了各种不同的问题，通过自己的探究和老师同学的帮忙都一一解决，总结分析分析如下：1、在解调时没有加噪声显现误码率；解答方法：显现误码数据时，可以依据示波器的输出波形，合理修改误码器中的receive delay的数据就可以使误码数据为零；2、示波器中的波形只显现一部分；解决方法：双击示波器，修改 datahistory中的limitdatapointsto las

14、t的数据，再重新运行 Simulink 观看示波器即可看到精确图形；欢迎下载精品学习资源3、解调波形时无失真，但解码后波形严峻失真；解决方法：这是由于信号经过低通滤波器后会产生时延，而本次课程设计中信号是以帧的形式进行传输，因而在解调输出端如直接使用解调信号，将会产生严峻失真；因而，要在解调输出端加入延时模块，使其延时的比特数恰好等于一帧所含的比特数；系统的时延可从解调信号的波形图中看出，加入的模块数等于一帧所含的比特数减去系统时延的比特数；5 终止语在本次课程设计中，我明白到了通信系统仿真的重要性；它可以很好地让我们懂得通信原理，能够对原理进行仿真，这对于我们专业的同学来说是特别重要的；由于

15、我们以后会常常用到系统仿真来设计我们所需的通信系统，需要从仿真结果检验出我们所设计的系统是否达到目标，从中准时发觉并解决设计问题，不断地改进和优化方案，这样可以提高效率，节省投资，缩短开发设计时间；因此，明白和把握通信系统仿真对于通信专业同学而言特殊重要；课程设计是培育同学综合运用所学学问，发觉，提出，分析和解决实际问题，锤炼实践才能的重要环节，是对同学实际工作才能的详细训练和考察过程；在做课程设计预备工作的时候，我们应当明确以下几点：第一，应当明确设计的要求，究竟让我们做什么，要达到什么样的成效，目的要明确；其次，将设计问欢迎下载精品学习资源题分解，分成几个模块，画出方框图并说明各个模块间的

16、联系，有针对性的分别去设计各个模块，分块检错，排除模块内的问题；然后，将各个模块联系起来，整体来调试，发觉模块间的问题，不断的修改调试，已达到最终的要求；通过这次课程设计，我对于设计有了一个详细的明白，知道了设计的详细流程；我认为这对于我们来说是特别重要的，由于有了这样的设计思路和设计流程，我们才能设计其他不同的课题，才能达到举一反三的地步；通过这次课程设计，我对通信系统的仿真有了很大的明白，把握的设计的方法和思路，提高了对系统的分析才能和解决才能；在这次课程设计汇总，我也遇到了很多的困难，如参数的设置，如何将不同的功能框图整合一起以实现更强大的功能等等；经过两周的设计制作，该设计最终如期开发

17、完毕，其功能基本上可以满意处理的需要；由于时间有限，本系统仍有很多不尽人意的地方，需要将来做进一步的改善；这次课程设计，以便利实际操作为基础，以理论联系实际为准就，不断完善，不断创新；参考文献1 张圣勤 .MATLAB7.0 有用教程 . 北京：机械工程出版社， 20062 桑林，郝建军，刘丹谱 .数字通信 .北京：北京邮电高校出版社， 20073 樊昌信，曹丽娜 .通信原理.北京：国防工业出版社， 20214 徐远明. MATLAB 仿真在通信与电子工程中的应用 .西安：西安电子科技高校出版社，2005欢迎下载精品学习资源致 谢高校四年的学习生活即将终止，在此，我要感谢全部曾经教诲过我的老师

18、和关怀过我的同学，他们在我成长过程中赐予了我很大的帮忙；本文能够胜利地完成， 要特殊感谢我的导师 XXX 的关怀和教诲；本次 毕 业 设计的过程曲折可谓一语难尽；在此期间我也失落过，也曾一度热忱高涨；生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收成；特别感谢各位老师的指导，在老师的身上我们学到的不仅仅是学问的层面，更重要的是老师追求学问的热忱，以及对本身工作严谨的态度，让我受益匪浅；虽然我在设计中遇到的很多个人困难，但在这些困难面前，我却越来越有耐心欢迎下载精品学习资源地去解决；完成一个设计会让我们自己获益匪浅，理论用于指导实践，也必需应用 于实践；必需自己动脑动手，这样加深了对学问的懂得，也能使自己

19、对学问的运用 更加娴熟；同时，也多亏了众多同学和老师的帮忙；特殊是在X老师的耐心指导下，我解决了很多问题；同时，我也在 X老师的身上学到了很多有用的学问和设计的思路，在此我表示特别感谢！由衷地感谢各位给我帮忙的同学和老师！附录：误码率运算 ；snr=xi；% 每次运行信噪比增加 1dBvar=0.5/10.0.1*snr；% 运算对应的噪声功率simtls.mdl；% 运行模型文件ebri=ErrorVec1；% 储存当次运行误码率欢迎下载精品学习资源iendebr_th=erfcsqrt-1/3.10；semilogyx,ebr,x,ebr_th%绘制信噪比 -误码率曲线，纵坐标为对数标xl

20、abel信噪比 r/dB ；ylabel误码率Pe；title 误码率与信噪比关系曲线 ；grid on；附录：误码率运算 ；snr=xi；%每次运行信噪比增加 1dB var=0.5/10.0.1*snr；% 运算对应的噪声功率simtls.mdl；% 运行模型文件ebri=ErrorVec1；% 储存当次运行误码率end欢迎下载精品学习资源isemilogyx,ebr% 绘制信噪比 -误码率曲线，纵坐标为对数坐标xlabel信噪比 r/dB ；ylabel误码率Pe；title 误码率与信噪比关系曲线 ；grid on；指导老师评语 主要评判论文的工作量、试验数据的牢靠性、论文的主要内容与特点、写作水公平）：签 名：年 月日欢迎下载精品学习资源答辩委员会评语及论文成果 主要评判论文的性质、难度、质量、综合训练、答辩情形、不足等；评定论文成果）：主任委员签名：年月 日欢迎下载