基于simulink的2ASK与2FSK调制解调仿真系统

   1.1二进制幅度键控（2-ASK）     ……………………………………………...

1.2二进制幅度键控（2-FSK）   …………………………………………………

 2   数字调制系统的仿真设计　　　　………………………………………...

   2. 1　数字调制系统各个环节分析　…………………………………………….

   2.2   仿真系统　　　　　　　　　………………………………………….

        2.2.1 　2ASK 　　　　　　　　………………………………………

        2.2.2 　2FSK 　　　　　　　　　　　…………………………………

3　参考文献………………………………………………………………………..

1 数字调制系统2-ASK与2-ＦSK

1.1 二进制幅度键控（2-ASK）

 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下：

（1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定；

（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

1.2 二进制频移键控（2-FSK）

     频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。2-FSK功率谱密度的特点如下：

(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置；

(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs，则出现单峰。

２   数字调制系统的仿真设计

2.1 数字调制系统各个环节分析

典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成，其框图如图1所示：

    数字调制是数字通信系统的重要组成部分，数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。对数字调制系统进行仿真时，我们并不关心基带信号的码型，因此，我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号，不用在经过编码器。

2. 2仿真系统设计

MATLAB提供的图形界面仿真工具Simulink由一系列模型库组成,包括Sources(信源模块)，Sinks(显示模块)，Discrete(离散系统模块)，Linear(线性环节)，Nonlinear(非线性环节)，Connections(连接),Blocksets&Toolboxes(其他环节)。

根据Simulink提供的仿真模块，数字调制系统的仿真可以简化成如图2所示的模型：

2.2.1  2-ASK

设计2-FSK仿真模型如下图所示：

2ASK通带基带调制解调仿真系统的框图由伯努利二进制随机数产生器，频谱仪，通带DSB AM 调制与解调器，加性高斯白噪声信道，速率转换器及显示器构成。

主要参数设置如下：

1． Bernoulli Random Binary Generator (伯努利二进制随机数产生器)

位置：Communications Blockset\\Comm Sources

2.  Spectrum Scope (频谱仪)用来显示对数字调制后信号的测量。

位置：DSP Blockset\\DSP Sinks

3.  AWGN Channel（加性高斯白噪声信道）模拟加性高斯白噪声环境，使传输环境相同，FSK的信噪比为-3dB，其余两个为-6 dB。

位置：Communications Blockset\\Channels

4. DSB AM Modulator Paseband (通带DSB AM调制器)

位置：Communications Blockset\\Modulation\Analog Paseband Modulation

5. DSB AM Demodulator Paseband (通带DSB AM解调器)

位置：Communications Blockset\\Modulation\Analog Paseband Modulation

6.rate transition(速率转换器)

位置：signal attributes\\rate transition

7.scope(示波器)

位置：simulink\\sinks\\scope

8．Compare to constant(常数比较器)

仿真结果显示如下：

上图中CH1表示的是调制前的信号频谱，CH2表示的是ASK调制后的信号波形。

上图中第一张图是幅度调制前原始基带信号的波形，第二张图是幅度调制后通带信号的波形，第三张是解调信号的波形图。有图可看出信道有一定的延迟。

3.2.2  2-FSK 

设计2-FSK仿真模型如下图所示： 

FSK基带调制仿真系统框图

FSK基带调制仿真系统的框图由伯努利二进制随机数产生器，频谱仪，基带M-FSK调制与解调器，加性高斯白噪声信道，速率转换器及显示器构成。

主要参数设置如下：

1． Bernoulli Random Binary Generator (伯努利二进制随机数产生器)

位置：Communications Blockset\\Comm Sources

伯努利二进制随机数产生器的主要参数

2.  Spectrum Scope (频谱仪)用来显示对数字调制后信号的测量。

位置：DSP Blockset\\DSP Sinks

          （a）

    （b）

 （Ｃ）

频谱仪的主要参数一

3.  AWGN Channel（加性高斯白噪声信道）模拟加性高斯白噪声环境，使传输环境相同，FSK的信噪比为-3dB，其余两个为-6 dB。

位置：Communications Blockset\\Channels

  加性高斯白噪声信道的主要参数

4、Real-Imag to Complex

位置：math operations\\real-imag to complex

5.  M-FSK Modulator Baseband (基带M-FSK调制器)

位置：Communications Blockset\\Modulation\\Digital Baseband Modulation

  基带M-FSK调制器的主要参数

6.  MSK Demodulator Baseband (基带MSK解调器)

位置：Communications Blockset\\Modulation\\Digital Baseband Modulation

  基带M-FSK解调器的主要参数

7.rate transition(速率转换器)

位置：signal attributes\\rate transition

8.scope(示波器)

位置：simulink\\sinks\\scope

9. sine wave(正弦波)

位置：singnal\\singnal processing sources\\sine wave

框图中的其余模块的参数用的是系统默认参数。

仿真结果如下：

  2FSK基带调制信号频谱图

 上图中CH1表示的是基带信号的功率谱，而CH2表示2FSK调制后通带信号的功率谱。

                  Scope端的最终波形图

上图中第一张图是调制前原始基带信号的波形，第二张图是调制后通带信号的波形，第三张是解调信号的波形图。

参考文献

[1]  樊昌信.徐炳祥等.通信原理（第五版）.国防工业出版社.2001.

[2]  罗新民.张传生.薛少丽.现代通信原理..高等教育出版社.2003.

[3]  徐明远.邵玉斌.仿真在通信原理与电子工程中的应用.西安电子科技大学出版社.2005.

[4]  张志德.林霖.基于Smiulink仿真的数字调制系统性能分析.现代电子技术.