Linux內(nèi)核移植與編譯

1、*實(shí)踐教學(xué)*蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2015年春季學(xué)期通信系統(tǒng)仿真訓(xùn)練題目：2ASKa字頻帶系統(tǒng)仿真專業(yè)班級：通信工程（2）班姓名：董美玲學(xué)號(hào)：12250217指導(dǎo)教師：王維芳成 績：摘要數(shù)字信號(hào)有兩種傳輸方式，分別是基帶傳輸方式和調(diào)制傳輸方式。在實(shí)際中通過數(shù)字基 帶信號(hào)對載波某些參量進(jìn)行控制，使之隨基帶信號(hào)的變化而變化，這一過程即為數(shù)字調(diào)制數(shù) 字調(diào)制為信號(hào)長距離高效傳輸提供保障，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中。另外根據(jù)控制載波 參量方式的不同，數(shù)字調(diào)制主要有調(diào)幅（ASK）,調(diào)頻（FSK）,調(diào)相（PSK）三種基本形式。 本次課程設(shè)計(jì)針對于二進(jìn)制的2ASK進(jìn)行討論，主要應(yīng)用MATLAB進(jìn)行調(diào)制與

2、解調(diào)仿真，如 何產(chǎn)生基帶信號(hào)，載波信號(hào)和設(shè)計(jì)濾波器，最終進(jìn)行抽樣判決及誤碼率性噪比分析，更加直 觀的了解2ASK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能及影響其性能的各種因素，與其它系統(tǒng)相比的特點(diǎn)和優(yōu) 勢。關(guān)鍵詞：2ASK;調(diào)制與解調(diào)；仿真；分析目錄刖百.錯(cuò)誤!未定義書簽基本原理1.1 2ASK的調(diào)制原理 錯(cuò)誤！未定義書簽錯(cuò)誤！未定義書簽1.2 2ASK的解調(diào)原理 3二2ASK的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 42.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 42.2 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本模型 42.3 抗噪聲性能分析 52.4 功率譜密度 62.5 相干解調(diào) 7三2ASK系統(tǒng)仿真 103.1 調(diào)制仿真 103.2 解調(diào)仿真 103.3 加噪聲后的對比圖 113.

3、4 誤碼率與信噪比仿真 123.5 利用Simulink進(jìn)行仿真 13四設(shè)計(jì)總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17致謝 18附錄 19、乙 刖 百隨著信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信原理的理論和技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展， 并逐漸成為一門重要的學(xué)科，它的重要性在日常通信、圖像處理、遙感、聲吶、生物醫(yī)學(xué)、 地震消費(fèi)電子、國防軍事、醫(yī)療方面等顯得尤為突出。在我們面臨的信息革命中，通信原 理幾乎涉及了所有的工程技術(shù)領(lǐng)域。通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸。在當(dāng)今高度化信息化的社會(huì)，信息和通信已成為 現(xiàn)代社會(huì)的“命脈”。信息作為一種資源，只有通過廣泛的地傳播與交流，才能產(chǎn)生利用的 價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)成員之間的合作，推動(dòng)社

4、會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益而通信作 為信息傳輸?shù)氖侄位蚍绞剑c傳感技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合。ASK是一種應(yīng)用最早的基本調(diào)制方式。具優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，頻帶利用率較高；缺點(diǎn)是抗噪聲性能，并且對信道特性變化敏 感，不易使抽樣判決器工作在最佳判決門限狀態(tài)。數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸。然而，在實(shí)際中的大多數(shù)信道因具有帶 通特性而不能直接傳送基帶信號(hào)，這是因?yàn)閿?shù)字基帶信號(hào)往往具有豐富的低頻分量。為了使 數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對載波進(jìn)行調(diào)制，以始信號(hào)與信道的特性 匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變?yōu)閿?shù)字帶通信號(hào)(已調(diào)信號(hào))的過 程稱為數(shù)字調(diào)制。在接收

5、端通過解調(diào)器把帶通信號(hào)還原成數(shù)字基帶信號(hào)的過程稱為數(shù)字解調(diào)。 一般來說，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)。因此數(shù) 字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制和利用數(shù)字信號(hào)的離散取值 特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。數(shù)字信息有二進(jìn)制和多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字 調(diào)制可分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。在二進(jìn)制調(diào)制中，信號(hào)參量只有兩種可能的取；在多 進(jìn)制中，信號(hào)參量可能有 M (M>2)種取值。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是一個(gè)2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)用MATLA軟件進(jìn)行波形仿真觀察相 應(yīng)的時(shí)間波形、功率譜圖，根據(jù)圖形分析該系統(tǒng)性能。3、基本原理1.1 2ASK

6、調(diào)制原理2ASK技術(shù)是通過改變載波信號(hào)的幅值來表示二進(jìn)制 0或1的。載波根據(jù)0,1信息只改變 其幅值，而頻率和相位保持不變，用其最大值 ACOS儂Ct+）和0分別表示1和0。有一種常 用的幅值鍵控技術(shù)是開關(guān)鍵控（OOK）,某一比特值用有沒有電壓值來表示。具優(yōu)點(diǎn)是傳輸 信息所需的能量下降了，且調(diào)制方法簡單，2ASK/OOK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào) 制法（相乘器法）和鍵控法，相應(yīng)的調(diào)制器如圖1.1所示。圖（a）是一般的模擬幅度調(diào)制的方法，用乘法器實(shí)現(xiàn)；圖（b）是一種數(shù)字鍵控法，其中的開關(guān)電路受 s（t）控制。開關(guān)K的動(dòng)作由s（t）決定，當(dāng)s（t） = «接收端接收信號(hào)傳來的2AS

7、K信號(hào)，首先經(jīng)過帶通濾波器濾掉傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲干 擾，再從中恢復(fù)原始信號(hào)。常用的解調(diào)方法有兩種：包絡(luò)解調(diào)法和相干解調(diào)法。0圖1-2 2ASK信號(hào)時(shí)間波形1.2 2ASK解調(diào)的原理ASK 有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)劍波法）和相干解調(diào)（同步檢測法） 相應(yīng)的接受系統(tǒng)如圖1-3和圖1-4所示。與模擬信號(hào)的接受系統(tǒng)相比這里增加了一個(gè)“抽樣 判決”方框，這對于提高數(shù)字信號(hào)的接受性能是必要的。圖1-3非相干解調(diào)yim(t)b/WV/vw圖1-5 2ASK相干解調(diào)過程的時(shí)間波形2ASK的系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖2-1 設(shè)計(jì)流程圖2.2數(shù)字通信系統(tǒng)的基本模型信息源 基帶信號(hào)形成器»

8、 信道 接收濾波器,1受信者噪聲源圖2-2系統(tǒng)基本模型從消息傳輸角度看，該系統(tǒng)包括了兩個(gè)重要交換，即消息與數(shù)字基帶信號(hào)之間的交換，數(shù) 字基帶信號(hào)與信道信號(hào)之間的交換.通常前一種交換由發(fā)收端設(shè)備完成.而后一種交換則由調(diào) 制和解調(diào)完成.仿真框圖可以分為四部分：(1)數(shù)字信號(hào)的生成與調(diào)制： 數(shù)字信號(hào)的生成：數(shù)字信號(hào)采用 Bernoulli binary generator產(chǎn)生。調(diào)制：數(shù)字調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)相、調(diào)頻三種基本形式，并可以派生出其它形式，數(shù)字調(diào)制 是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息，在接收端也只要對載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測。數(shù)字調(diào)制信號(hào),在二進(jìn)制時(shí)有振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控

9、(FSK)和移相鍵控(PSK)。調(diào)制采用正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，設(shè)定其頻率為 8000rad/seq(2)數(shù)字信號(hào)在信道中的傳輸：將隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘后， 通過帶通濾波器,濾除干擾，然后通過加性的高斯白噪聲信道(3)對接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)：解調(diào)采用相干解調(diào)。(4)觀察輸出結(jié)果。這里有兩個(gè)結(jié)果同時(shí)輸出。在圖形窗口中顯示的是基帶數(shù)字信號(hào)、 上疊加的高斯白噪聲信號(hào)和計(jì)算出的同步信號(hào)。2.3抗噪聲性能分析1)定義：令n(t)為高斯隨機(jī)過程，其功率譜密度Pn-I(-oo<. .<+00)2信道(2-1)則稱n(t )為高斯白噪聲。根據(jù)自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度的關(guān)系，高斯白噪聲的自相

10、關(guān)函數(shù)為:每或(2-2)其數(shù)學(xué)期望為00白噪聲的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系圖:圖2-3功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系圖出與巴工)92)重要性質(zhì)T若X = 1。n(t/(t )dt ,其中中(t )為確定函數(shù)，則X為高斯隨機(jī)過程，數(shù)學(xué)期望為0, 方差等于：仃X =N°，邛2(t )dt。TT若Xi = j°n(t型laRtXznfonCyzOdt;其中%(t),中2(t)為確定函數(shù)。則：E I.X1X2 I - N0 .： 1 t 2 t dt(2-3)T若Q(t)與我 (t)在(。丁)時(shí)間問隔內(nèi)正交，即I。心2。)dt = 0 ,則：X1與X2統(tǒng)計(jì) 獨(dú)立。帶限高斯白噪聲，其

11、功率譜密度為N0丁I ,0 <ccHR(0)=j2,即=2兀3(2-4)0 0,忖 >即其相關(guān)函數(shù)：1 .-'Hjsin 2; 儲(chǔ)Rn(S= =-儂=NoF >二 H(2-5)2m 2 二 fH .Rn = - n2Sa 2r fH(2-6)rk )八，Rn =0,K=±1=2,±3.(2-7)<2fH J/N又因?yàn)镋n(t) = 0,所以：n(t)與n t+ 不相關(guān)，因?yàn)槭歉咚棺兞?，所以統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。2fHi(2-8)K個(gè)抽樣值n(t1 )n(t2 )H|n(tK )的K維聯(lián)合概率密度為p |n t1 n t2 "h tK = p n

12、 t1p n t2 Hip n tK2.4功率譜密度由于2ASK信號(hào)是隨機(jī)的功率信號(hào)，故研究它頻譜特性時(shí)，應(yīng)該討論它的功率譜密度。一個(gè)2ASK信號(hào)可以表示成e2ASK(t )= s(t)cos«ct(2-9)其中，二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)是隨機(jī)的單極性矩形脈沖序列。若設(shè)s(t)的功率譜密度為Ps(f),2ASK信號(hào)的功率譜密度為BasK(f),則可知-、1P2ASK(f) = PS(f fc) PS(f -fc)4可見，2ASK信號(hào)的動(dòng)率譜是基帶信號(hào)功率譜 Ps( f)的線性搬移。單極性的隨機(jī)脈沖序列功率譜的一般表達(dá)式為2*2Ps(f)= fsP(1 P)G(f) +£ |f

13、s(1P)G(mfs) 6(fmfs)(2-11)m=-：式中：fs=1/Ts； G(f)是單個(gè)基帶信號(hào)碼元g(t )的頻譜函數(shù)。對于全占空矩形脈沖序列，根據(jù)矩形波形 g(t)的頻譜特點(diǎn)，對于所有的m#0的整數(shù)，有G(mfs )=TsSa(nn )=0 ,故上式可化簡2. 2 2 一 2 一Ps(f )=fsP(1-PG(f ) +fs (1-P)G(0)以 f )(2-12)將其代入式(2.3-2 ),得122Bask =二 fsP- P JG( f + fj +G(f -fc 亢 + 42(2-13)：fs2(1 P2G(0)26(f +fc )+5( f - fc當(dāng)概率P =1/2時(shí)，并

14、考慮G(f )=TsSa5fTs ), G(0)=Ts,則2ASK言號(hào)的功率譜密度P> ASK f =工sinn(f十*雋16+ sinn(f fc Ts n(f - f”211161 f fc f-fc(2-14)其曲線如下圖所示圖2-4 2ASK信號(hào)的功率譜密度示意圖從以上分析及圖可以看出：第一，2ASK1號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成；連 續(xù)譜取決于g(t羥線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜由載波分量確定。第二，2ASK信號(hào)的帶B = 2f2ASK 4 1 s寬B2ASK是基帶信號(hào)帶寬的2倍，若只計(jì)譜的主瓣，則有由此可見，2ASK信號(hào)的傳輸帶寬是 碼元速率的2倍。(2-15)2.

15、5相干解調(diào)相干解調(diào)法也叫同步檢波，就是利用相干波和接收到的2ASK信號(hào)相乘分離出包含原始數(shù)據(jù)信號(hào)的低頻信號(hào)，再進(jìn)行抽樣判決恢復(fù)數(shù)字序列。相干波必須是與發(fā)送端同頻同相的正 弦信號(hào)。1(2-16)在圖 1-4 中：z(t)=y(t)cos(wct)= m(tpos(c0ct)= -m(t1 +cos(2wct j|11c= 2mt2mt cos2 ct上式中，1/2m(t)是基帶信號(hào)，1/2m(t)cos(26ct)是頻率為2M的高頻信號(hào)，利用低通濾波 器可檢出基帶信號(hào)，再經(jīng)抽樣判決，即可恢復(fù)出原始數(shù)字信號(hào)序列 a0。2ASK信號(hào)帶寬為 碼元速率2倍，即：B2ask=2R ,式中R為信息速率。(2

16、-17)對于2ASK系統(tǒng)，設(shè)在一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間Ts內(nèi)，其發(fā)送端輸出的信號(hào)波形 &(t)可以表 示為U發(fā)送“1時(shí)0 發(fā)送“0”時(shí)其中'A coswctUT =，00 二 t ：Ts其他(2-18)23則在每一段時(shí)間(0, Ts)內(nèi)，接收端的輸入波形y(t)為yi ="ui (t) +ni(t)發(fā)送 “1” 時(shí)小 發(fā)送“0”時(shí)(2-19)其中，ui為ut)經(jīng)信道傳輸后的波形。為簡明起見，認(rèn)為信號(hào)經(jīng)過信道傳輸后只受到固定 衰減，未產(chǎn)生失真(信道傳輸系數(shù)為 K),令a = AK，則有Ui(t)=acos ct 0 : t : Ts(2-20)其他而是均值為0的加性高斯白噪聲

17、。假設(shè)接受端帶通濾波器具有理想的矩形傳輸特性，恰好使信號(hào)無失真通過，則帶通濾 波器的輸出波形y為y(t)= <(2-21 )ui(t)十n(t)發(fā)送“1”時(shí)n(t) 發(fā)送“0”時(shí) 其中，n(t)是高斯白噪聲ni(t)是經(jīng)過帶通濾波器的輸出噪聲。n(t)為窄帶高斯噪聲，其均值 為0,方差為32 ,且可表示為于是(2-22)n(t)= nc(t)cos ct ns(t)sin ctaosccct +nc cosccct ns(t)sinsctnc(t)cos0ct -ns(t)sinoct(2-23)a+nc(t)cosoctns(t)sinsct 發(fā)'T 時(shí)nc(t)coscoct

18、ns(t)sinsct發(fā) “0” 時(shí)y(t)與相干載波2cos。/相乘，然后由低通濾波器濾除高頻分量，在抽樣判決器輸入端得到的波形x(t)為x(t) = «a + nc(t)nc(t)發(fā)送“1”符號(hào)發(fā)送“0”符號(hào)(2-24)其中，a為信號(hào)成分，由于nc(t)也是均值為0,方差為仃；的高斯噪聲，所以x(t)也是一個(gè)高 斯隨機(jī)過程，其均值分別為a (發(fā)“1”時(shí))和0 (發(fā)“0”時(shí))，方差等于an20設(shè)發(fā)“1”的概率為P(1 ),發(fā)“0”的概率為式0),則同步檢測時(shí)2ASK系統(tǒng)總的誤碼率為 b二R =P(1 p(0/1 )十P(0)P(1/0)=P(1)Lf1(x)dx + P(0f0(x

19、)dx(2-25)三、2AS系統(tǒng)仿真3.1 基于M文件的2ASK調(diào)制仿真結(jié)果圖及說明編寫M腳本文件，對數(shù)字序列1101001101011001進(jìn)行2ASK調(diào)制與解調(diào)進(jìn)行仿真。 數(shù) 字信號(hào)的碼元速率R B =1000Band ,載波頻率為f carrv =4kHz 。下面給出詳細(xì)仿真程序 及注釋請見附錄1,圖1為調(diào)制仿真的結(jié)果。本例采用OOK鍵控方式實(shí)現(xiàn)2ASK調(diào)制。第一行為數(shù)字序列波” 1101001101011001 ”的單極性不歸零碼，碼元寬度 T b =1/R b =0.001s ;第二行為載波波形，在一個(gè)碼元寬度,圖1調(diào)制仿真結(jié)果3.2 基于M文件的2ASK解調(diào)仿真結(jié)果及說明ASK 傳

20、輸過程易受噪聲影響。圖2為對已調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)的仿真圖。 圖2中, 第一行波形為相干波與經(jīng)帶通濾波器濾波后的信號(hào)相乘的結(jié)果，即高頻部分產(chǎn)生倍頻z(t);第二行為z(t) 經(jīng)過低通濾波器濾波后，取出的低頻包絡(luò)信號(hào)，從圖中可看出其幅度降為原來的0.5倍；第三行波形為抽樣判決并恢復(fù)出的原數(shù)字序列；第四行為原始數(shù)字序列，與恢復(fù)后的數(shù)字序列作比較，兩列波相比，恢復(fù)后的信號(hào)與原始信號(hào)在波形上沒有差異，只是 恢復(fù)后的信號(hào)有一定的延時(shí)，這是由信號(hào)在信道中傳播耗時(shí)和在解調(diào)系統(tǒng)中的延時(shí)等相疊加 而成。在本仿真設(shè)計(jì)中，為使仿真過程清晰，忽略了信道的傳輸延時(shí)等，僅考慮了抽樣判決 點(diǎn)選取時(shí)的延時(shí)0.5T b ,

21、因碼元波特率 R B =1000Band ,碼元寬度T b =1/R b =0.001s故 0.5T b =0.0005s,從圖中標(biāo)注可以看出，信號(hào)的起始點(diǎn)為 0.0005s 。已調(diào)信號(hào)與載波信號(hào)相乘波形1 螞0500010.020 030.040 05時(shí)間創(chuàng) 濾波后信號(hào)淤形0 060 010.020.030.040 050.06時(shí)間/秒與原始信號(hào)對比波形1.5O磊0Q0 010 020 03時(shí)間，秒iilIT二二0 040 050 0600.010.020.030.040.060 06時(shí)間用抽樣判決后信號(hào)波形1網(wǎng)nu圖2相干解調(diào)的仿真圖3.3 加噪聲后的信號(hào)對比圖時(shí)間,秒調(diào)制后信號(hào)頻譜200

22、300100400500/ 6000磐頻率，赫茲600加噪后信號(hào)頻譜媽 5000 - 誓0 - Q100IIL200300400頻率J赫茲5QQ6QQ圖3加噪后仿真圖3.4誤碼率與信噪比的關(guān)系圖圖4系統(tǒng)的性噪比與誤碼率關(guān)系誤碼率是衡量一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，在信道高斯白噪聲的干擾下，各種二 進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率取決于解調(diào)器輸入信噪比，而誤碼率表達(dá)式的形式取決于解調(diào)方 式，同時(shí)隨著信噪比的增大，誤碼率在減小。相應(yīng)的程序代碼如下：figure(4)a=0.01;SNR_db=-6:0320;SNR=10 A(SNR_db./10);SNR2=aA2./(2*SNR);ask_pe0=0

23、.5*erfc(sqrt(a.A2./(8*SNR2);semilogy(SNR_db,ask_pe0,'*r');axis(-6,20,1/1e7,1);xlabel('SNR_db')ylabel('誤碼率')a=1.0000e-003;title('噪比誤碼率)3.5利用Simulink對2ASK仿真設(shè)計(jì)采用的是MATLAB的SIMULINK仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對通信系統(tǒng)的仿真，具體實(shí)現(xiàn)框圖如 圖1所示：kSine mVsvq&mmauli Wnnry GeratcrGauHpien NWe GtfjfiraECrPwMtr SpK

24、tealFilfer DwgnGauuiiH&ernoulli BingtyP&wer Sp«±i bI Dmityl aphy圖1數(shù)字信號(hào)傳輸模型實(shí)現(xiàn)框圖 主要模塊作用：Bernoulli Binary Generator模塊的功能是用來產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制比特流，在設(shè)計(jì)中將此模塊 的函數(shù)設(shè)置和經(jīng)過Bernoulli Binary Generator產(chǎn)生的波形分別如圖2和圖3所示。Sine wave模塊用來生成高頻載波信號(hào) cost,由于高頻載波信號(hào)要求得的載波頻率較 高。Product這是一個(gè)乘法器，其作用是將隨機(jī)二進(jìn)制比特流和高頻載波cos0ct相乘后生成已

25、調(diào)信號(hào)m(t),從而起到通斷鍵控的作用。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析 的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu) 造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、 靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn) Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真 和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于SimulinkoSimulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB勺框圖設(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

26、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、直接明了圖2基帶信號(hào)的波形和功率譜密度圖3調(diào)制后信號(hào)的波形和功率譜密度通過對2ASK系統(tǒng)進(jìn)行Simulink的仿真，可以得到如圖4所示的所有波形。其中包含了 整個(gè)調(diào)制和解調(diào)過程所涉及的基帶信號(hào)、載波信號(hào)、調(diào)制信號(hào)、加噪信號(hào)、抽樣

27、判決信號(hào)， 以及最后解調(diào)的原始信號(hào)波形。me o f值電七 0圖4仿真波形四設(shè)計(jì)總結(jié)通信原理是電子信息工程通信方向最主要的專業(yè)課程之一，通過在課堂上對理論知識(shí)的 學(xué)習(xí)，我們了解到現(xiàn)代通信的基本方式以及其原理。然而，如何將理論在實(shí)踐中得到驗(yàn)證和 應(yīng)用，是我們學(xué)習(xí)當(dāng)中的一個(gè)問題。而通過本次課程設(shè)計(jì)，我們在強(qiáng)大的MATLA呼臺(tái)上對數(shù)字信號(hào)的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了一次仿真，有效的完善了學(xué)習(xí)過程中實(shí)踐不足的問題，同時(shí)進(jìn)一步 鞏固了原先的基礎(chǔ)知識(shí)。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我們對信息和通信系統(tǒng)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，尤其是在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方面，盡管是非?；A(chǔ)的2ASK調(diào)制與解調(diào)的傳輸，也是經(jīng)過若干設(shè)備協(xié)同工作，才能保證信 號(hào)有

28、效傳輸，而小到僅僅是一個(gè)參數(shù)，都有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。另一方面，我們通過本次的課程設(shè)計(jì)，著實(shí)領(lǐng)教了MATLAB巨陣實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)大的功能和實(shí)力。使我們獲得兩方面具體經(jīng)驗(yàn)，第一是 MATLAB SIMULINK功能模塊的使用方法，第二是 圖形化和結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。這些經(jīng)驗(yàn)雖然并不高深，但是對于剛?cè)腴T的初學(xué)者來說， 對以后步入專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計(jì)或研發(fā)無疑具有重大的意義。當(dāng)然，在整個(gè)仿真過程中也遇到 很多現(xiàn)實(shí)的問題，比如各版本MATLA歐件并不完全兼容，許多復(fù)雜模塊參數(shù)深?yuàn)W難以正確設(shè) 置，這些都是今后學(xué)習(xí)中需要進(jìn)一步加強(qiáng)和完善的地方。自從因特網(wǎng)把我們領(lǐng)進(jìn)信息時(shí)代開始，人類的歷史翻開了璀璨的一頁

29、。隨著信息的飛速 發(fā)展，通信原理也隨之崛起。從而，使得培養(yǎng)新世紀(jì)的技術(shù)人才顯得分外重要。在學(xué)習(xí)通信原理理論基礎(chǔ)后，我們又在此基礎(chǔ)上通過利用 MATLAB&真真正的看到了通信 中傳輸信息的一系列的問題。比如說要使信號(hào)不失真的能夠傳輸?shù)浇邮斩司鸵紤]很多的因 數(shù)。在發(fā)送端要注意噪聲的加入，盡量的減少噪聲進(jìn)入信道中，以免在接收端使信號(hào)失真度 過大而不能夠恢復(fù)成原來的信號(hào)。而在接收端，采用哪種解調(diào)方式能夠更好的恢復(fù)出原來的 信號(hào)。對于不同的解調(diào)方式有相干解調(diào)和非相干解調(diào)。相干解調(diào)一般是在接收端使接收的信 號(hào)通過一個(gè)相乘器，同時(shí)乘上一個(gè)與原調(diào)制信號(hào)同頻同相的載波，再通過低通濾波器濾出不 需要的信

30、號(hào)，然后再經(jīng)過抽樣、量化和編碼最終得到原調(diào)制信號(hào)。對于非相干解調(diào)可以將接 收的信號(hào)通過包絡(luò)檢波器，然后再經(jīng)過抽樣、量化和編碼最終也可以得到原調(diào)制信號(hào)。通過這次的課程設(shè)計(jì)即上網(wǎng)實(shí)際操作， 進(jìn)一步了解了二進(jìn)制幅移鍵控即2ASK的基本原理 及其解調(diào)方法（非相干解調(diào)，相干解調(diào)）。當(dāng)然在學(xué)習(xí)過程中，遇到過許多困難，比如參數(shù)設(shè) 置的不理想因此總是會(huì)出現(xiàn)波形失真的現(xiàn)象等問題。但是通過上網(wǎng)查找資料和查詢參考書能 夠讓我更好的完成此次設(shè)計(jì)。同時(shí)這次設(shè)計(jì)也讓我能夠更好的對應(yīng)用工具 MATLABI一個(gè)進(jìn)一 步的了解和應(yīng)用。這次的課程設(shè)計(jì)使我收益頗豐，對通信原理有了新的認(rèn)識(shí)。參考文獻(xiàn)1姚俊、馬松輝基于 MATLAB6

31、.X的SIMULINK建模與仿真.西安電子科技大學(xué)出版 社，2002年8月2鄧華.MATLAB通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解.北京：人民郵電出版社，20073樊昌信，曹麗娜.通信原理.北京：國防工業(yè)出版社，20094郭文兵，桑林.通信原理基于Matlab的計(jì)算機(jī)仿真.北京：北京郵電大學(xué)出版社，20065王興亮.通信系統(tǒng)原理教程.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20096劉衛(wèi)國.MATLAB程序設(shè)計(jì)教程.中國水利水電出版社，20077馮玉濤.通信系統(tǒng)仿真.北京：國防工業(yè)出版社，20108黎洪松.數(shù)字通彳S原理.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006致謝這次的課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知

32、識(shí)問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于迎刃而解，我們也學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西， 比如獨(dú)立思考解決問題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益匪淺。經(jīng)過一個(gè)星期的努力和完善，這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了。在這里首先感謝我的課程 設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師王維芳老師，在這段時(shí)間一直給我的支持與鼓勵(lì)。認(rèn)真負(fù)責(zé)的監(jiān)督我們課程設(shè) 計(jì)的進(jìn)度，耐心的指導(dǎo)使我們能夠按時(shí)完成任務(wù)。還有感謝學(xué)校為我們提供的良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境 以及充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為我們的設(shè)計(jì)和調(diào)試提供了很大的方便。在這段時(shí)間學(xué)到了很多，雖 然由于自身的不足唯有能夠?yàn)橄到y(tǒng)提出更好的解決方案。但這對我來說絕對是一個(gè)非常寶貴 的歷練。從中我切

33、身體會(huì)了理論與現(xiàn)實(shí)的差距，只有真正動(dòng)手去做才能發(fā)現(xiàn)問題。在此，感 謝所有的老師和同學(xué)。附錄clear; %清除空間變量m=1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1; % 數(shù)字信號(hào)序列Lm=length(m); %序列的長度F=200; %數(shù)字信號(hào)的帶寬f=800; %正弦載波信號(hào)的頻率A=1; %載波的幅度Q=f/F; %頻率比，即一個(gè)碼元寬度中的正弦周期個(gè)數(shù)，為適配下面濾波器參數(shù)選取，推薦將Q設(shè)為Q>=1/3M=500; % 一個(gè)正弦周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)t=(0:M-1)/M/f;% 一個(gè)正弦信號(hào)周期內(nèi)的時(shí)間carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q); %

34、一個(gè)碼元寬度內(nèi)的正弦載波信號(hào)Lcarry1=length(carry1); % 一個(gè)碼元寬度內(nèi)的信號(hào)長度carry2=kron(ones(size(m),carry1); %載波信號(hào)ask=kron(m,carry1); % 調(diào)制后的信號(hào)N=length(ask); % 長度tau=(0:N-1)/(M-1)/f;% 時(shí)間Tmin=min(tau); % 最小時(shí)亥 UTmax=max(tau); % 最大時(shí)亥 UT=ones(size(carry1); % 一個(gè)數(shù)字信號(hào) '1 'dsig=kron(m,T); %數(shù)字信號(hào)波形figure(1)subplot(4,1,1) % 子

35、圖分割plot(tau,dsig) %畫出數(shù)字信號(hào)的波形圖title('調(diào)制信號(hào)波形');grid on %添加網(wǎng)axis(Tmin Tmax -0.2 1.2) % 設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(4,1,2);T1=fft(dsig);%傅里葉變換 plot(abs(T1);title('調(diào)制信號(hào)頻譜');axis(-10,2000,0,20000); subplot(4,1,3) % 子圖分割 plot(tau,carry2) %畫出載波波形 title('載波信號(hào)波形');grid on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -1.2*A

36、1.2*A)% 設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(4,1,4);T2=fft(carry2); % 傅里葉變換plot(abs(T2);title('載波信號(hào)頻譜);figure(2)axis(-100,300,-100,13400);subplot(4,1,1) % 子圖分割 plot(tau,ask) %畫出調(diào)制后的波形 title('調(diào)制后信號(hào)波形') grid on %添加網(wǎng)格axis(Tmin Tmax -1.2*A 1.2*A)% 設(shè)置坐標(biāo)范圍subplot(4,1,2);T3=fft(ask); %傅里葉變換plot(abs(T3);title('調(diào)制后信號(hào)頻譜');axis(0,600,0,9000);nask=awgn(ask,20);利口高斯噪聲subplot(4,1,3) % 子圖分割 plot(tau,nask) %畫出調(diào)制后的波形 title(加噪