通信原理课设 先验等概的2ASK最佳接收机设计
更新时间:2023-03-08 10:03:36 阅读量: 综合文库 文档下载
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课程设计 数字 原理
课程设计报告
班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 成 绩:
电子与信息工程学院
通信工程系
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先验等概的2ASK最佳接收机设计
1.摘要:
在数字通信系统中,接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能。这因影响信息可靠传输的不利因素将直接作用到接收端,对信号接收产生影响。从接收角度,什么情况下接收系统是最好的?这就需要讨论最佳接收问题。本次课程设计,我的课题是先验等概的2ASK最佳接收机的设计,就是对通信系统的最佳接收这一问题,进行分析与设计。
2.设计要求:
我设计的题目是:先验等概的2ASK最佳接收机设计。 要求: 1、用simulink对系统建模
2、输入数字信号序列并进行接收判决。
3、通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析
4、对解调原理进行分析。
3.设计及仿真:
3.1 2ASK调制原理
振幅键控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。在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。 2ASK信号的一般表达式为
其中
g(t??nT)??a S(t)=
nnse2ASK(t)=s(t)coswct
式中:Ts为码元持续时间;g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形。为简便起见,通常假设g(t)是高度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲;an是第n个符号的电平取值。
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若概率为p时an=1,概率为(1-p)时an=0,则二进制振幅键控信号时间波型如图1 所示。 由图1 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,所以又称为通断键控信号(OOK信号)。 二进制振幅键控信号的产生方法如图2 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现。
图3-1 二进制振幅键控信号时间波型
图3-2 二进制振幅键控信号调制器原理框图
3.2 2ASK调制仿真设计
本设计,我采用的是模拟相乘法产生2ASK信号的。2ASK仿真电路由正弦波模块,示波器模块,乘法器,所组成,仿真电路图如下图所示:
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图3-3 电路图
各时刻波形如下图:
图3-4 各时刻波形
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正弦波和二进制信号的参数设置:
图3-5 正弦波参数设置
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图3-6 二进制信号参数设置
3.3最佳接收机设计
根据先验等概的2ASK最佳接收机的设计原理及结构图,用simulink建模如下图:
图3-7 电路图
各点输出波形:
图3-8 各点输出波形
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Switch模块参数设置:
图3-9 Switch模块参数
积分器参数设置:
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图3-10 积分器参数
示波器参数设置:
图3-11 示波器参数
当输入信号是:“11100”时,各点输出波形为:
图3-12 输入“11100”是,输出波形
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4. 调制与解调分析
2ASK的调制,我采用的是模拟相乘法进行的调制。最佳接收机的解调,我利用了Switch模块进行的解调。Switch模块的功能是当u2〉Threshold时,输出为u1,否则是u2。因此,可以将积分后的波形解调为原来调制的波形。详细波形如以上仿真波形所示。
5.总结与体会
通信原理是电子信息工程通信方向最主要的专业课程之一,通过在课堂上对理论知识的学习,我们了解到现代通信的基本方式以及其原理。然而,如何将理论在实践中得到验证和应用,是我们学习当中的一个问题。而通过本次课程设计,我们在强大的MATLAB平台上对先验等概的2ASK最佳接收机进行了一次仿真,有效的完善了学习过程中实践不足的问题,同时进一步巩固了原先的基础知识。
通过这次的课程设计,我们对信息和通信系统有了更进一步的认识,尤其是在系统设计方面,尽管是非常基础的先验等概的2ASK最佳接收机的设计,也是经过若干设备协同工作,才能保证信号有效接收。
另一方面,我们通过本次的课程设计,让我接触到了MATLAB软件。通过在SIMULINK环境下对系统进行模块化设计与仿真,使我们获得两方面具体经验,第一是MATLAB中SIMULINK功能模块的使用方法,第二是图形化和结构化的系统设计方法。这些经验虽然并不高深,但是对于刚入门的初学者来说,对以后步入专业领域进行设计或研发无疑具有重大的意义。
当然,在整个仿真过程中也遇到很多的问题,记忆犹新的就是参数的设置。由于MATLAB的界面都是英文的,当然一些参数的设定选项也都是英文的,由于不知道每个参数所代表的含义,最终只能借助英汉词典。此外,我感觉参数设置尤为重要,比如设计的最后一项(多次改变输入和输出),参数的设置是设计成功的关键,一个数错了,就可能得不到最终的结果。终于,和老师、同学的共同探讨下,得到了正确的波形。
总之,这次的课程设计使我收益颇丰,我对通信原理有了新的认识,并且激发了我浓厚的兴趣,我将继续努力探索下去。
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参考文献
[1]樊昌信,曹丽娜,通信原理,国防工业出版社,2008
[2]邵玉斌,Matlab/Simulink通信原理建模与仿真实例分析,清华大学出版社,2008 [3]桑林,郝建军,刘丹,数字通信,北京邮电大学出版社,2002 [4]张圣勤,MATLAB7.0实用教程,机器工业出版社,2006 [5]吴伟铃,庞沁华,通信原理,北京邮电大学出版社,2005 [6]苗云长等主编,现代通信原理及应用。电子工业出版社,2005 [7]曹志刚,钱亚生,现代通信原理,清华大学出版社,1992
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