2ASK调制解调系统

1、2ASK调制与解调 科研训练论文实验总成绩: 报告份数：西安邮电大学通信与信息工程学院科研训练论文专业班级: 学生姓名: 学号（班内序号）:2013年_9.月 23日2ASK调制解调系统2 ask modulation demodulation system摘要数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的位置，并且它与MATLAB相结合是现代通信技术的发展趋势。本次科研练习的课题是2ASK的调制与解调， 主要运用MATLA实现对2ASK信号调制与解调的仿真。调制时采用键控法，解调 采用相干法和非相干法，并比较两种仿真的结果。文字还介绍了如何利用 MATALABS现2ASK的调制与解调，仿真主要

2、采用MATLAB脚本文件编写以及SystemView进行仿真，然后对二者的仿真结果进行对比。仿真结果证明了理论 的正确性。关键字：2ASK MATLAB SystemView、调制、解调、仿真。AbstractDigital modulation and demodulation technology occ upies very impo rtant p osition in digital communication, and it combined with MATLAB is the devel op ment trend of modern communication technol

3、ogy. The p ractice of scientific research subject is 2 ask modulation and demodulation, mainly using the MATLAB simulation of 2 ask signal modulation and demodulation. Modulation by keying method, demodulation using coherent and noncoherent method, and com pare the two kinds of simulation results. T

4、ext also introduced how to make use of MATALAB 2 ask modulation and demodulation, simulation mainly adopts MATLAB script file write and SystemView simulation, and then com paring the simulation results of the two. The simulation results p rove the validity of the theory.Key words: 2 ask, MATLAB, mod

5、ulation and demodulation simulation.引言通过本课程的学习，不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关2ASK调制与解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼分析问题和解决问题 的能力；同时培养了良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。利用 MATLA和 Systemview仿真平台，分别设计一个2ASK 调制与解调系统.用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化；加上各种噪声 源,用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。一、仿真工具的基本特点Systemview基本属于一个系统级工具平台，可进行包括数

6、字信号处理（DSP 系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大 量图符块（Token）库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图 符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作， 最终以时域波形、眼 图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。Systemview的库资源十分丰富，主要包括：含若干图符库的主库( Main Library )、通信库(Communications Library )、信号处理库(DSP Library )、逻辑库(Logic Library )、射频/ 模拟库(RFAnalog Library )和用户代码库

7、(User CodeLibrary )。MatLab控制系统仿真软件是当今国际控制界公认的标准计算软件，1999年春MatLab 5.3版问世，使MATLA拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面 向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。特别是SIMULINK这一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集 成环境的出现，使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，可通过仿真来认知非线性对系统动态的影响。二、2ASK调制与解调系统2. 1 2ASK的调制原理2ASK技术是通过改变载波信号的幅值来表示二进制的0和1,载波根据0和1信息来改变其

8、幅值，而频率和相位保持不变。在振幅键控中载波幅度是随着 基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即 用载波幅度的有或无来代表信号中的“ T或“ 0”，这样就可以得到2ASK信号,这种二进制振幅键控方式称为通一断键控 (00)个二进制的振幅键控信号可 以表示成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的相乘，即:e0 =送 ang(t nTs)cosctn这里，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲，而an的取值服从下述关系:an_0,概率为P则:-1,概率为(1-P)s(t)=2 ang(t nTs)ne0 =s(t)coso5ct2ASK信号的产生方法比较简单。首先，因2

9、ASK信号的特征是对载波的“通 -断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列控 制门的通断，=1时开关导通；=0时开关截止，这种调制方式称为通一断键控 法。开关电s(t) 图2.2键控方法 通过调制生成的2ASK波形如图2.3所示：2 . 2 2ASK的解调原理2ASK信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。包络检波法的原理如图6所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整的通过，经包络检测 后，输出其包络。低通滤波器的作用是滤除高频杂波， 使基带信号（包络）通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄 的脉冲，通过位于每个码元

10、的中央位置，其重复周期等于码元的宽度。不计噪声 影响时，带通滤波器输出为 2ASK信号，即y（t）=e0（t）=b（t）cosoOct,包络检波器输出为b（t）。经抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列an。相干检波法原理方框图如图7所示。相干检测就是同步调解，要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号， 称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘，输出为2z(t) = y(t)cosset = b(t) cos ct TOC o 1-5 h z 丄=-b(t)(1 +cos2tt)2丄1丄= -b(t) +-(1 +cos2e0ct)2经低通滤波器滤除第二项高频分量

11、后，即可输出b（t）信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想,低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。图7 2ASK信号的相干解调虽然2ASK信号中确定存在着载波分量，原则上可以通过窄带滤波器或锁相 环来提取同步载波，但这会给接受设备增加复杂性。因此，实际中很少采用相干解调法来解调2ASK信号。本设计解调部分选用包络检波法如 8所示。2ASK已调信号带通 滤波器低通滤波器输出UASK(t)图8 2ASK包络检波法系统框图比较电平它有两个主器是一个整流装置组成，是将交流电源转化为直流的装置。要功能：第一，将交流电变成直流电，经滤

12、波后供给负载，或者供给逆变器；第 二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用。低通滤波 器容许低频信号通过，但减弱（或减少）频率高于截止频率的信号的通过。带通滤 波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。比较器的功能是对 两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序。它能够实现这种比较功能的电路或装置。比较电平是由2ASKW值检波并分压而得到。2. 3基于Systemview和MATLAB勺2ASK调制与解调系统仿真设计2ASK已调信号的功率谱密度图（SystemView（上图）与 Matlab （下图）对应基带信号与已调信号波

13、形（非相干）1时，上式近似为:Pe止亠 总结:在大信噪比情况下，2ASK信号相干解调时的误码率总是低于包络检波时的误码率，即相干解调2ASK系统的抗噪声性能优于非相干解调系统。丄Pe包检上ye4P 托丄J层相干比L eV兀r但两者相差并不太大。然而，包络检波解调不需要稳定的本地相干载波,故在电路上要比相干解调简单的多。包络检波法存在门限效应，相干检测法无门限效应。对2ASK系统，大信噪比条件下使用包络检测，而小信噪比条件下使用相干解调。四、参考文献:国防【樊昌信，张甫翊，徐炳祥，吴成柯】.通信原理，第五版.北京: 工业出版社，2001.【2】【沈辉】.精通SIMULINK系统仿真与控制.北京：

14、北京大学出版社,2003.【4】【5】【8】【陈怀琛，吴大正，高西全】.Matlab及在电子信息课程中的应用,版.北京：电子工业出版社，2006.第三【张化光，孙秋野】.MATLAB/SIMULINI实用教程.北京：人民邮电出版社，2009.【陈怀琛】.Matlab及其在理工课程中的应用指南.西安：西安电子科技大学出版社，2000.【孙屹】SystemView通信仿真开发手册国防工业出版社 2004年【赵彦玲,吴淑红】Mokhtari Mohand,Marie Michel. MATLAB与 SIMULINK 工程应用M 京：电子工业出版社，2002:123-132.【王兴亮】通信系统原理教程

15、M.西安:西安电子科技大学出版社,2009:135-143.附：基于SystemView的仿真图调幅法D5DDe-3I仝占AK連断龍控法） 3通断键控法DHl Time Sink 4 Renesh = D.ODoDDe-321 D 12| Time Sink 3 Refnash =5DQE-3 0 -5DQE-30 5CiDe-3I| Time Sink 4 Refnash=D-D1L j_丄1 J500e-3kh h MIkD1 n11111-500e-3d V-1V V7VD15CiDe-312ASK调制系统（相干，非相干）图符块参数参数设置：双极性二进制基带码源TokenO:（PN码），

16、参数：Amp=1v Offset=1v ; Rate=10Hz; No.of Level=2 ; Tokenl:乘法器;Token2:Token6:Token7:正弦载波信号源,模拟低通滤波器,模拟低通滤波器,参数:参数:参数:乘法器;Token9 :正弦载波信号源,Amp=1V F=20Hz； Phase=0; Token5:半波整流;Butterworth_Lowpass IIR; No.of Poles=3 ; LoCuttoff=10Hz ;Butterworth_Lowpass IIR ; No.of Poles=3 ; LoCuttoff=10Hz ; Token8: 参数： Am

17、p=1V F=20Hz; P hase=0 ;Token10，11：抽样判决器；Token12，13，15：信宿接收分析器（Sink12,Sink13,Sink15 ）Token14：延时。MATLAB实现2ASK调制与解调的代码:clear all;close all;echo on系统仿真参数A=1;%载波振幅fc=2;%载波频率（Hz）snr=10; %信噪比 dBN_sample=8;%基带信号中每个码元的的采样点数N=10000;% 码元数Ts=1;%码元宽度df=0.01%频率分辨率B=1/Ts;f_start=fc-B;f_cutoff=fc+B;fs=fc*N_sample%系

18、统采样频率，即考虑载波后，一个码元内的采样点数ts=Ts/fs; %系统采样间隔t=O:ts:N*Ts-ts;Lt=le ngth(t);%画岀调制信号波形及功率谱%产生二进制信源d=sig n(randn( 1,N);dd=sigex pan d(d+1)/2,fc*N_sa mp le);gt=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ 波形d_NRZ=c on v(dd,gt);NRZ波形及其功率谱d_NRZ1=d_NRZ(1:Lt);pause%画岀单极性figure(1)画岀单极性NRZ信号波形sub plot(221);p lot(t,d_NRZ1);%axis(0

19、 10 0 1.2);xlabel(t);)；ylabelC单极性信号sub plot(222);d_NRZ1f,d_NRZ1,df1,f=T2F(d_NRZ1,ts,df,fs);% 求岀单极性 NRZ 信号功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(d_NRZ1f)A2/length(f);%画岀单极性 NRZ 信号功率谱axis(-3*B 3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC单极性信号 PDF);pause%画岀双极性NRZ波形及其功率谱ht=A*s in (2* pi *fc*t);%载波s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;% 生成已调

20、信号 2ASKpause%画岀已调信号2ASK及其功率谱figure(2)sub plot(221);plot(t,s_2ask);% 画岀 2ASK 信号axis(O 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(2ASK);%求2ASK信号功率谱s_2askf,s_2ask,df1,f=T2F(s_2ask,ts,df,fs);% 求岀单极性 NRZ 信号功率谱sub plot(222);plot(f,10*log10(abs(fftshift(s_2askf)A2/length(f);% 画岀单极性 NRZ 信号功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);

21、xlabel(f);snr_lin=10A(snr/10); % 换算成倍数sig nal_e nergy=0.5*AA2*Ts;% 求岀接收信号平均能量noise_ power=( sig nal_e nergy *fs)/(s nr_li n*4);%求岀噪声方差(噪声均值为0)noise_std=sqrt(noise_power);% 求岀噪声均方差noise=noise_std.*randn(1,Lt);%以噪声均方差作为幅度产生高斯白噪声%将已调信号送入信道pause%画岀信道中的高斯白噪声及其功率谱sub plot(323)plot(t,noise(1:Lt);% 画岀噪声xlab

22、el(t);ylabelC信道噪声);axis(0 10 -3 3);n oisef, noise,df1,f=T2F( noise,ts,df,fs);%求信道噪声功率谱sub plot(324)p lot(f,10*log10(abs(fftshift( noisef)A2/le ngth(f);%画岀信道噪声功率谱axis(-fs/2-2 fs/2+2 -50 0);xlabel(f);ylabelC 信道噪声 PDF);r=s_2ask(1:Lt)+noise(1:Lt);% 叠加了噪声的已调信号，相当于将已调信号送入理想信道pause%画岀加噪后的已调信号2PSK及其功率谱sub p

23、lot(325)plot(t,r);%画岀加噪后的已调信号2PSKxlabel(t);ylabelC 加噪 2ASK 信号);axis(0 10 -3 3);rf,r,df1,f=T2F(r,ts,df,fs);% 求加噪后的已调信号2PSK功率谱subplot(326)%画岀加噪后已调信号的功率谱画岀已调信号2PSK功率谱P lot(f,10*log10(abs(fftshift(rf)A2/le ngth(f);%axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(加噪 2PSK 信号 PDF);%-在接收端准备进行解调，先通过带通滤波器pause%画岀

24、带通滤波器H,f=bp_f(le ngth(rf),f_start,f_cutoff,df1,fs,1);%经过理想带通滤波器figure(4)sub plot(322)plot(f,abs(fftshift(H);%画岀理想带通滤波器axis(-fc-3*B fc+3*B -0.2 1.2);xlabel(f);ylabel(理想 BPF);DEM = H.*rf;%滤波器输岀的频谱dem=F2T(DEM,fs);%滤波器的输岀波形dem1=dem(1:Lt)pause%经过理想带通滤波器后的信号波形及功率谱subplot(323)%经过理想带通滤波器后的信号波形 plot(t,dem1)%

25、画岀经过理想带通滤波器后的信号波形axis(0 10 -4 4);xlabel(t);ylabelC理想BPF输岀信号);demf1,dem1,df1,f=T2F(dem1,ts,df,fs);%求经过理想带通滤波器后信号功率谱sub plot(324)p lot(f,10*log10(abs(fftshift(demf1)A2/le ngth(f);%画岀经过理想带通滤波器后信号功率谱axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC理想BPF输岀信号PDF);%-进行相干解调，先和本地载波相乘，即混频subplot(325)%画岀同频同相的本地载波pl

26、ot(t,ht);axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabelC本地载波);subplot(326)%本地载波频谱 htf,ht,df1,f=T2F(ht,ts,df,fs);p lot(f,fftshift(abs(htf)%画岀载波频谱axis(-fc-3*B fc+3*B 0 15);xlabel(f);ylabelC本地载波频谱);pause%画岀混频后的信号及功率谱figure(5)der=dem1(1:Lt).*ht(1:Lt);% 和本地载波相乘，即混频subplot(221)%画岀混频后的波形plot(t,der);axis(0 10 -2 2);x

27、label(t);ylabel(混频后的信号);derf,der,df1,f=T2F(der,ts,df,fs);%求混频后信号的功率谱sub plot(222)画岀混频后的功率谱p lot(f,10*log10(abs(fftshift(derf)A2/le ngth(f)% axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC混频后信号的PDF);%再经过低通滤波器pause%画岀理想低通滤波器LP F,f=lp_f(le ngth(derf),B,df1,fs,1);%求低通滤波器sub plot(224) %画岀理想低通滤波器P lot(f,ffts

28、hift(abs(L PF);axis(-fc-3*B fc+3*B -0.2 1.2);xlabel(f);ylabel(理想 LPF);pause%混频信号经理想低通滤波器后的波形及功率谱DM = LP F.*derf;%理想低通滤波器输岀信号频谱dm=F2T(DM,fs); %理想低通滤波器的输岀波形figure(6)sub plot(221)plot(t,dm(1:Lt);%画岀经过低通滤波器后的解调岀的波形axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(LPF 输岀信号);sub plot(222)dmf,dm,df1,f=T2F(dm,ts,df,fs);

29、% 求 LPF 输岀信号的功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(dmf)A2/length(f);% 画岀 LPF 输岀信号的功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(LPF输岀信号功率谱)；%最后对LPF输岀信号抽样判决dm= dm(1:Lt);panjue=zeros(1,N);%建立存储判决值的矩阵%抽样判决，规则：大于等于0判1,小于0判-1for i=1:N;抽样判决时刻if dm(fc*N_sam pl e*(i-1)+fc*N_sa mp le/2+1)=0;% pan jue(i)=1;elsepa

30、n jue(i)=0;end end%-画岀判决岀的基带信号波形，并和调制信号比较 rr=sigex pand(pan jue,fc*N_sa mpl e);rrt=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ波形huifu_NRZ=c on v(rr,rrt);pause%观察调制信号和解调信号波形sub plot(224)P lot(t,d_NRZ(1:Lt);% 调制信号波形axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabelC调制信号);sub plot(223)p lot(t,huifu_NRZ(1:Lt);%解调信号波形axis(0 10 -1.2

31、 1.2);xlabel(t);ylabelC解调信号);%统计误码数numoferr=sum(abs(panjue-d)/2)/N% 计算岀错误码元数ylabel(2ASK 信号 PDF);clear all;close all;echo on系统仿真参数A=1;%载波振幅fc=2;%载波频率(Hz)snr=10;%信噪比 dBN_sample=8;%基带信号中每个码元的的采样点数N=10000;% 码元数Ts=1;%码元宽度df=0.01%频率分辨率B=1/Ts;f_start=fc-B;f_cutoff=fc+B;fs=fc*N_sample%系统采样频率，即考虑载波后，一个码元内的采样

32、点数 ts=Ts/fs; %系统采样间隔t=O:ts:N*Ts-ts;Lt=le ngth(t);%画岀调制信号波形及功率谱%产生二进制信源 d=sig n(randn( 1,N);dd=sigex pan d(d+1)/2,fc*N_sa mp le); gt=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ 波形 d_NRZ=c on v(dd,gt);d_NRZ1=d_NRZ(1:Lt);pause%画岀单极性NRZ波形及其功率谱figure(1)sub plot(211);plot(t,d_NRZ1);% 画岀单极性 NRZ信号波形 axis(0 10 0 1.2);xlab

33、el(t);ylabelC单极性信号);sub plot(212);d_NRZ1f,d_NRZ1,df1,f=T2F(d_NRZ1,ts,df,fs);%求岀单极性 NRZ 信号功率谱Plot(f,10*log10(abs(fftshift(d_NRZ1f)A2/length(f)%画岀单极性 NRZ 信号功率谱axis(-3*B 3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC单极性信号功率谱)；pause%画岀双极性NRZ波形及其功率谱ht=A*s in (2* pi *fc*t);%载波s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht% 生成已调信号 2ASKpause%画岀已调信号

34、2ASK及其功率谱figure(2)sub plot(211);plot(t,s_2ask);% 画岀 2ASK 信号axis(0 10 -1 1);xlabel(t);ylabel(2ASK);%求2ASK信号功率谱s_2askf,s_2ask,df1,f=T2F(s_2ask,ts,df,fs);% 求岀单极性 NRZ 信号功率谱sub plot(212);plot(f,10*log10(abs(fftshift(s_2askf)A2/length(f);% 画岀单极性 NRZ 信号功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(2ASK 的

35、功率谱)snr_lin=10A(snr/10); % 换算成倍数sig nal_e nergy=0.5*AA2*Ts;% 求岀接收信号平均能量noise_ power=( sig nal_e nergy *fs)/(s nr_li n*4);%求岀噪声方差(噪声均值为 0)noise_std=sqrt(noise_power);% 求岀噪声均方差noise=noise_std.*randn(1,Lt);%以噪声均方差作为幅度产生高斯白噪声%将已调信号送入信道r=s_2ask(1:Lt)+noise(1:Lt);% 叠加了噪声的已调信号，相当于将已调信号送入理想信道H,f=bp_f(le ngt

36、h(s_2askf),f_start,f_cutoff,df1,fs,1);%经过理想带通滤波器DEM = H.*s_2askf;%滤波器输岀的频谱dem=F2T(DEM,fs);%滤波器的输岀波形dem1=dem(1:Lt)pause%经过理想带通滤波器后的信号波形及功率谱figure(3)subplot(211)%经过理想带通滤波器后的信号波形plot(t,dem1)%画岀经过理想带通滤波器后的信号波形axis(0 10 -1 1);xlabel(t);ylabelC理想BPF输岀信号);demf1,dem1,df1,f=T2F(dem1,ts,df,fs);%求经过理想带通滤波器后信号功

37、率谱sub plot(212)画岀经过理想带通滤波器后信号功率谱P lot(f,10*log10(abs(fftshift(demf1).A2/le ngth(f);% axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC理想BPF输岀信号功率谱);%-进行相干解调，先和本地载波相乘，即混频 figure(4)der=dem1(1:Lt).*ht(1:Lt);% 和本地载波相乘，即混频subplot(211)%画岀混频后的波形 plot(t,der);axis(0 10 -1 1);xlabel(t);ylabelC混频后的信号);derf,der,df1,

38、f=T2F(der,ts,df,fs);%求混频后信号的功率谱sub plot(212)画岀混频后的功率谱p lot(f,10*log10(abs(fftshift(derf)A2/le ngth(f)%axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC混频后信号的功率谱)；LP F,f=lp_f(le ngth(derf),B,df1,fs,1);%求低通滤波器pause%混频信号经理想低通滤波器后的波形及功率谱 DM = LP F.*derf;%理想低通滤波器输岀信号频谱dm=F2T(DM,fs); %理想低通滤波器的输岀波形 figure(5)sub

39、 plot(211)plot(t,dm(1:Lt);%画岀经过低通滤波器后的解调岀的波形axis(0 10 -1 1);xlabel(t);ylabel(LPF 输岀信号);sub plot(212)dmf,dm,df1,f=T2F(dm,ts,df,fs);% 求 LPF 输岀信号的功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(dmf)A2/length(f);% 画岀 LPF 输岀信号的功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(LPF输岀信号功率谱)；%最后对LPF输岀信号抽样判决dm= dm(1:Lt);panjue

40、=zeros(1,N);%建立存储判决值的矩阵%抽样判决，规则：大于等于0判1,小于0判-1for i=1:N;if dm(fc*N_sa mp le*(i-1)+fc*N_sam pl e/2+1)=0;%抽样判决时刻pan jue(i)=1;elsepan jue(i)=0;endend%-画岀判决岀的基带信号波形，并和调制信号比较 rr=sigex pand(p anjue,fc*N_sa mp le);rrt=o nes(1,fc*N_sam pl e); % NRZ 波形 huifu_NRZ=c on v(rr,rrt);pause%观察调制信号和解调信号波形figure(6)sub

41、 plot(211)p lot(t,d_NRZ(1:Lt);% 调制信号波形axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabelC调制信号);sub plot(212)p lot(t,huifu_NRZ(1:Lt);% 解调信号波形axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabelC解调信号);%统计误码数numoferr=sum(abs(panjue-d)/2)/N% 计算岀错误码元数 ylabelC解调后的信号);fun cti on H,f=bp_f( n, f_start,f_cutoff,df1,fs ,p)%带通滤波器函数输入设计的滤波器参

42、数，产生带通滤波器频率特性函数% 输入参数%n带通滤波器的输入信号长度通带起始频率带通滤波器的截止频率频率分辨率抽样频率滤波器幅度输岀(返回)参数H和频率向量f%f start%f cutoff%df1%fs%p%-%H 带通滤波器频率响应%f 频率向量%设计滤波器%频率向量n _cutoff = floor(f_cutoff/df1);nStart = floor(f_start/df1);f = 0:df1:df1* (n-1)-fs/2;H = zeros(size(f);H(n_ start+1: n_ cutoff) = p*on es(1, n_cutoff- n_start);H

43、(le ngth(f) - n_ cutoff+1:le ngth(f)-n_start) = p*on es(1, n_cutoff- n_start);function numoferr,panjue,desingal,t=bpskberr(A,fc,snr,N_sample,N,Ts,d,df)%求误码率系统仿真参数% A;%载波振幅% fc; %载波频率（Hz）% snr; %解调器输入信噪比 dB% N_sample;%每个码元的的采样点数% N; % 码元数% Ts; %码元宽度%d;输入二进制代码%df:频率分辨率%输岀（返回）参数%numoferr;% 误码率%panjue恢复

44、的二进制代码1用1表示，0用-1表示%desingal;%恢复的数字基带信号%t;时域采样时序%生成调制信号B=1/Ts;f_start=fc-B;f_cutoff=fc+B;fs=fc*N_sample;%系统采样频率ts=Ts/fs; %系统采样间隔t=O:ts:N*Ts-ts;Lt=le ngth(t);%产生二进制信源dd=sigex pan d(d+1)/2,fc*N_sa mp le);gt=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ 波形d_NRZ=c on v(dd,gt);d_sjx=2*d_NRZ-1;% 生成双极性 NRZ信号%-对数字基带信号进行2PSK

45、调制ht=A*s in (2* pi *fc*t);% 载波s_2psk=d_sjx(1:Lt).*ht;% 生成 2PSK 信号%生成高斯白噪声噪声snr_lin=10A(sni710); % 换算成倍数sig nal_e nergy=0.5*AA2*Ts;% 求岀接收信号平均能量noise_ power=( sig nal_e nergy *fs)/(s nr_li n*4);%求岀噪声方差(噪声均值为0)noise_std=sqrt(noise_power);% 求岀噪声均方差noise=noise_std.*randn(1,Lt);%以噪声均方差作为幅度产生高斯白噪声%将已调信号送入信

46、道r=s_2 psk(1:Lt)+noise(1:Lt);%叠加了噪声的已调信号，相当于将已调信号送入理想信道rf,r,df1,f=T2F(r,ts,df,fs);%在接收端先通过带通滤波器H,f=bp_f(le ngth(rf),f_start,f_cutoff,df1,fs,1);DEM = H.*rf;%滤波器输岀的功率谱dem=F2T(DEM,fs);%滤波器的输岀信号波形%进行相干解调，先和本地载波相乘，即混频%和本地载波相乘der=dem(1:Lt).*ht;% 混频derf,der,df1,f=T2F(der,ts,df,fs);%求混频后信号的功率谱%再经过低通滤波器LP F,

47、f=lp_f(le ngth(derf),B,df1,fs,1);DM = LPF.*derf; % 理想低通滤波器输岀的功率谱dm=F2T(DM,fs);% 理想低通滤波器的输岀信号%最后对LPF输岀信号抽样判决panjue=zeros(1,N);%建立存储判决值的矩阵 %抽样判决，规则：大于等于0判1,小于0判-1for i=1:Nif dm(fc*N_sa mp le*(i-1)+fc*N_sam pl e/2+1)=0;%抽样判决时刻pan jue(i)=1;elsepan jue(i)=-1;end end生成判决岀的基带信号波形dd1=sigex pand(pan jue,fc*N

48、_sa mp le);gt1=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ 波形des in ga=c on v(dd1,gt1);des in gal=des in ga(1:Lt);% 统计误码数numoferr=sum(abs(panjue-d)/2)/N;% 计算岀错误码元数clear all;close all;echo on系统仿真参数A=1;fc=2;sn r=5;%载波振幅%载波频率(Hz)%信噪比dBN_sample=8;%基带信号中每个码元的的采样点数N=10000;% 码元数Ts=1;%码元宽度df=0.01%频率分辨率B=1/Ts;f_start=fc-B

49、;f_cutoff=fc+B;fs=fc*N_sample%系统采样频率，即考虑载波后，一个码元内的采样点数 ts=Ts/fs; %系统采样间隔t=O:ts:N*Ts-ts;Lt=le ngth(t);%画岀调制信号波形及功率谱%产生二进制信源 d=sig n(randn( 1,N);dd=sigex pan d(d+1)/2,fc*N_sa mp le);gt=o nes(1,fc*N_sa mp le); % NRZ 波形d_NRZ=c on v(dd,gt);NRZ波形及其功率谱d_NRZ1=d_NRZ(1:Lt);pause%画岀单极性figuresub plot(221);画岀单极性

50、NRZ信号波形p lot(t,d_NRZ1)%axis(0 10 0 1.2);xlabel(t);)；ylabelC单极性信号sub plot(222);d_NRZ1f,d_NRZ1,df1,f=T2F(d_NRZ1,ts,df,fs);% 求岀单极性 NRZ 信号功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(d_NRZ1f)A2/length(f)% 画岀单极性 NRZ 信号功率谱 axis(-3*B 3*B -50 0);xlabel(f);ylabelC单极性信号 PDF);pause%画岀双极性NRZ波形及其功率谱d_sjx=2*d_NRZ-1;% 生成双极性 NR

51、Z信号d_sjx1=d_sjx(1:Lt);sub plot(223);plot(t,d_sjx1);% 画岀双极性NRZ信号波形axis(0 10 0 1.2);xlabel(t);ylabelC双极性信号);sub plot(224);d_sjx1f,d_sjx1,df1,f=T2F(d_sjx1,ts,df,fs);% 求岀双极性 NRZ 信号功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(d_sjx1f)A2/length(f);%画岀双极性 NRZ 信号功率谱axis(-3*B 3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(双极性信号PDF);%画岀数字频带

52、信号及其功率谱%对数字基带信号进行2ASK调制ht=A*si n(2* pi *fc*t);%载波s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;% 生成已调信号 2ASKpause%画岀已调信号2ASK及其功率谱figure(2)sub plot(221);plot(t,s_2ask);% 画岀 2ASK 信号axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(2ASK);%求2ASK信号功率谱s_2askf,s_2ask,df1,f=T2F(s_2ask,ts,df,fs);% 求岀单极性 NRZ 信号功率谱 sub plot(222);plot(f,10*log10(

53、abs(fftshift(s_2askf)A2/length(f);% 画岀单极性 NRZ 信号功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(2ASK 信号 PDF);%对数字基带信号进行 2FSK调制生成2FSK信号s_2fsk=A*cos(2* pi*fc*t+2* pi*d_sjx(1:Lt).*t);%pause%画岀已调信号2FSK及其功率谱sub plot(223)plot(t,s_2fsk);% 画岀 2FSK 波形axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(2FSK);sub plot(224)s_

54、2fskf,s_2fsk,df1,f=T2F(s_2fsk,ts,df,fs);% 求 2FSK 信号功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(s_2fskf)A2/length(f);%画岀 2FSK 功率谱axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(2FSK 信号 PDF);%对数字基带信号进行2PSK调制s_2psk=d_sjx(1:Lt).*ht;% 生成 2PSK 信号pause%画岀已调信号2PSK及其功率谱figure(3)sub plot(321)plot(t,s_2psk);% 画岀 2PSK 波形axis(0

55、 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(2 PSK);sub plot(322)s_2pskf,s_2psk,df1,f=T2F(s_2psk,ts,df,fs);%求 2PSK 信号功率谱plot(f,10*log10(abs(fftshift(s_2pskf)A2/length(f);% 画岀 2PSK 信号功率谱 axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(2PSK 信号 PDF);% 将2PSK信号送入信道进行传输，先生成信道加性高斯白噪声噪声snr_lin=10A(snr/10); % 换算成倍数sig nal_e n

56、ergy=0.5*AA2*Ts;% 求岀接收信号平均能量noise_ power=( sig nal_e nergy *fs)/(s nr_li n*4);%求岀噪声方差(噪声均值为0)noise_std=sqrt(noise_power);% 求岀噪声均方差noise=noise_std.*randn(1,Lt);%以噪声均方差作为幅度产生高斯白噪声%将已调信号送入信道pause%画岀信道中的高斯白噪声及其功率谱sub plot(323)plot(t,noise(1:Lt);% 画岀噪声xlabel(t);ylabelC信道噪声); axis(O 10 -3 3);n oisef, nois

57、e,df1,f=T2F( noise,ts,df,fs);%求信道噪声功率谱sub plot(324)p lot(f,10*log10(abs(fftshift( noisef)A2/le ngth(f);%画岀信道噪声功率谱axis(-fs/2-2 fs/2+2 -50 0);xlabel(f);ylabelC 信道噪声 PDF);r=s_2 psk(1:Lt)+noise(1:Lt);%叠加了噪声的已调信号，相当于将已调信号送入理想信道 pause%画岀加噪后的已调信号2PSK及其功率谱sub plot(325)plot(t,r);%画岀加噪后的已调信号2PSKxlabel(t);ylab

58、elC 加噪 2PSK 信号); axis(0 10 -3 3);2PSK功率谱rf,r,df1,f=T2F(r,ts,df,fs);%求加噪后的已调信号画岀已调信号2PSK功率谱subplot(326)%画岀加噪后已调信号的功率谱 P lot(f,10*log10(abs(fftshift(rf)A2/le ngth(f);% axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f);ylabel(加噪 2PSK 信号 PDF);%-在接收端准备进行解调，先通过带通滤波器 pause%画岀带通滤波器经过理想带通滤波器H,f=bp_f(le ngth(rf),f_start,f

59、_cutoff,df1,fs,1);% figure(4)sub plot(322)plot(f,abs(fftshift(H);%画岀理想带通滤波器axis(-fc-3*B fc+3*B -0.2 1.2);xlabel(f);ylabel(理想 BPF);DEM = H.*rf;%滤波器输岀的频谱dem=F2T(DEM,fs);%滤波器的输岀波形 dem1=dem(1:Lt)pause%经过理想带通滤波器后的信号波形及功率谱 subplot(323)%经过理想带通滤波器后的信号波形 plot(t,dem1)%画岀经过理想带通滤波器后的信号波形 axis(0 10 -4 4);xlabel(

60、t);ylabelC理想BPF输岀信号);demf1,dem1,df1,f=T2F(dem1,ts,df,fs);%求经过理想带通滤波器后信号功率谱sub plot(324)画岀经过理想带通滤波器后信号功率谱p lot(f,10*log10(abs(fftshift(demf1).A2/le ngth(f);% axis(-fc-3*B fc+3*B -50 0);xlabel(f); ylabelC理想BPF输岀信号PDF);%-进行相干解调，先和本地载波相乘，即混频subplot(325)%画岀同频同相的本地载波 plot(t,ht);axis(O 10 -1.2 1.2);xlabel(