ASK信号调制与解调实验_ask调制及解调实验
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学 生 实 验 报 告
实验室名称：通信实验室
课程名称：数字传输技术
实验名称：ASK信号调制与解调实验
指导教师：
成绩：
一、实验目的1.理解ASK调制与解调的原理。
2.掌握使用MATLAB语言进行ASK调制与解调的方法。
二、实验原理
1.二进制数字调制的数学模型
设基带二进制数据为an，g(t)为持续时间为Ts的高度为1的矩形脉冲，则二进制数据的单极性矩形波形可以表示为：
s(t)ang(tnTs)
P0,其中，an
1,1PP为二进制数据流中“0”出现的概率。n2.二进制幅移键控2ASK的调制
二进制幅移键控2ASK的输出波形e2ASK(t)是基带单极性波形与角频率为c的正弦载波的乘积，即
e2ASK(t)s(t)cosct 3.键控调制的物理实质
键控调制的物理实质是“波形替代”，在二进制幅移键控中，二进制1用持续时间为Ts的正弦波替代，二进制0则使用零电平来表示。
4.二进制幅移键控2ASK的解调
将接收到的ASK信号进行包络检波，然后在最佳取样时刻对检波输出进行取样，最后依据最佳判决门限作判决输出，即可得出解调输出。将解调输出与发送数据进行比较，就可计算出误码率来。
三、实验内容及要求
1.根据ASK调制和解调的原理，用一个脚本文件（Script File）来实现ASK信号的调制与解调的功能。设基带数据速率为100bit/s，ASK载波频率为1000Hz，仿真的系统采样频率为10000Hz，仿真时间为1s。信道的传输特性为850Hz到1150Hz的带通型信道，信道中的噪声为加性高斯噪声。
提示：仿真时间为1s，基带数据速率为100bit/s，则仿真的传输数据为100bit。可以使用Matlab的rand函数来产生。系统的采样频率为10000Hz，其是载波频率的10倍，因此一个载波周期中将有10个采样点，使得作图波形比较光滑。包络检波可以使用取绝对值并进行低通滤波来实现。仿真中假设最佳取样时刻是确定的，即接收机的定时提取被假定是理想的。仿真中加入噪声，可使用noise=0.3*randn(1,10000)实现，修改加入噪声的方差系数即可改变所加入噪声的大小。
2.实验结果中要求画出如下图形：
输入基带波形，ASK调制后输出的波形，加入高斯白噪声后的ASK波形，带限信道的频率响应（幅频响应和相频响应），加入噪声后的ASK信号通过带通信道的输出波形，接收机包络检波的输出波形，包络检波后经过低通滤波器的输出波形，包络检波后经过低通滤波器的输出波形所形成的眼图，最终取样判决输出的数据波形。
四、程序代码
Fs=10000;fc=1000;
%系统采样频率
%载波频率fc=1000Hz %仿真时间1s t=0:1/Fs:1-1/Fs;
transdata=rand(1,100)>0.5;
%发送数据（单极性）
basebandwave=ones(100,1)*transdata;
%基带速率为100bit/s，则1个bit期间采样100次 basebandwave=reshape(basebandwave,1,10*1000);
figure(1);subplot(3,1,1);plot(t,basebandwave);axis([0,1,-0.5,1.1]);
carrier=cos(2*pi*fc*t);
ASKout=basebandwave.*carrier;
%ASK调制输出
subplot(3,1,2);plot(t,ASKout);axis([0,1,-1.5,1.5]);
noise=0.3*randn(1,10000);ASKandNoise=ASKout+noise;subplot(3,1,3);plot(t,ASKandNoise);axis([0,1,-1.5,1.5]);
fl=850;fh=1150;N=3;
%带通信道参数850Hz~1150Hz，3阶 %求解信道滤波器系数 %作出信道频率响应图 [B,A] = BUTTER(N,[fl,fh]./(Fs/2));figure(2);freqz(B,A,1000,10000);
ASKrec=filter(B,A,ASKout);% ASKrec=filter(B,A,ASKandNoise);figure(3);subplot(3,1,1);plot(t,ASKrec);axis([0,1,-1.5,1.5]);
jianbo=abs(ASKrec);
%包络检波
subplot(3,1,2);plot(t,jianbo);axis([0,1,-0.1,1.5]);[b,a] = BUTTER(3,150./(Fs/2));
%150Hz低通滤波器设计
LPFout=filter(b,a,jianbo);
%眼图数据 subplot(3,1,3);plot(t,LPFout);axis([0,1,-0.1,1.5]);LPFoutforeye=reshape(LPFout,200,50);
figure(4);plot(LPFoutforeye);
level=mean(LPFout);
%作出低通输出信号的眼图
sampleout=LPFout(100:100:10000);panjueout=sampleout>level;
error=sum(abs(panjueout-transdata))
figure(5);subplot(2,1,1);stairs(transdata);axis([0,100,-0.1,1.1]);
%作出发送数据的图 title('transdata');subplot(2,1,2);stairs(panjueout);axis([0,100,-0.1,1.1]);
%接受病解调的输出数据的图 title('panjueout');
五、程序运行结果图 10.50-0.500.10.20.30.40.50.60.70.80.9110-100.10.20.30.40.50.60.70.80.9110-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91 图1(a)输入基带波形；(b)ASK调制输出；(c)加入高斯白噪声后的ASK波形
0-50Magnitude(dB)-100-150-200-25005001000***03000Frequency(Hz)***00Phase(degrees)-200-400-600-80005001000***03000Frequency(Hz)***0 图2 带限信道的频率响应 10-101.510.5001.510.5000.10.20.30.40.50.60.70.80.910.10.20.30.40.50.60.70.80.910.10.20.30.40.50.60.70.80.91 图3(a)加噪的ASK信号通过带通信道的输出；(b)接收机包络检波的输出；(c)包络检波后经过低通滤波器的输出波形
0.80.70.60.50.40.30.20.***20140160180200 图4 包络检波后经过低通滤波器的输出波形所形成的眼图
transdata10.80.60.40.***708090100panjueout10.80.60.40.***708090100 图5(a)发送的数据；(b)接收并解调的输出数据
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