基于SIMULINK的2ASK通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

張學(xué)敏　鐘菲　呂曉麗

摘要：2ASK調(diào)制與解調(diào)在數(shù)字通信中占有非常重要的地位。本文采用模擬調(diào)制法生成2ASK調(diào)制信號(hào)，相干解調(diào)方式解調(diào)輸出數(shù)字基帶信號(hào)。在SIMULIMK環(huán)境下，選擇基帶信號(hào)模塊、信道模塊、濾波器模塊和示波器模塊搭建2ASK通信系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)2ASK信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的仿真，仿真結(jié)果清晰、直觀(guān)，參數(shù)修改簡(jiǎn)單易行，為通信系統(tǒng)的分析提供了方便。

關(guān)鍵詞：2ASK；SIMULINK；調(diào)制；解調(diào)；仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

現(xiàn)代通信要求傳輸距離遠(yuǎn)、傳送數(shù)據(jù)量大和傳輸質(zhì)量高。從早期的模擬通信到技術(shù)日臻完善的數(shù)字通信，使得信息的傳輸更為有效和可靠。2ASK是典型的數(shù)字調(diào)制方式，也是2FSK和2PSK的基礎(chǔ)，在數(shù)字通信中占有重要地位。本文以2ASK為例，在SIMULINK環(huán)境下建立系統(tǒng)仿真模型，用模塊將系統(tǒng)可見(jiàn)化，用波形將調(diào)制和解調(diào)過(guò)程直觀(guān)化。同時(shí)，為2FSK和2PSK的建模仿真奠定基礎(chǔ)[1]。

1 2ASK載波傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

2ASK載波傳輸包括調(diào)制和解調(diào)。2ASK的調(diào)制是利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息的。載波幅度只有兩種變化狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制碼元信息“0”和“1”。2ASK采用模擬調(diào)制法生成，其表達(dá)式為：

， 為碼元持續(xù)時(shí)間， 為持續(xù)時(shí)間為 的基帶信號(hào)， 是第 個(gè)碼元的電平取值， 。

接收端將信源發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)還原出來(lái)稱(chēng)為解調(diào)，解調(diào)方式有相干解調(diào)和非相干解調(diào)。所謂相干解調(diào)，即將已調(diào)信號(hào) 送入帶通濾波器，再和載波相乘，然后送入低通濾波器，最后送入抽樣判決器，在定時(shí)脈沖的控制下，得到信源發(fā)出的基帶信號(hào)。本文采用相干解調(diào)方式。以上是2ASK的調(diào)制和解調(diào)原理的簡(jiǎn)單闡述，下面在SIMULINK環(huán)境下仿真實(shí)現(xiàn)2ASK的調(diào)制和解調(diào)。

2 SIMULINK環(huán)境下的2ASK載波傳輸建模與仿真

在SIMULINK庫(kù)中選擇2ASK數(shù)字頻帶傳輸所需的模塊，創(chuàng)建載波傳輸系統(tǒng)模型如圖1所示：

圖1上半部是2ASK的調(diào)制部分，由Sine Wave（產(chǎn)生載波，正弦載波信號(hào)設(shè)為4Hz）、Bernoulli Binary Generator（產(chǎn)生原始二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)）、Product（用于將載波和二進(jìn)制基帶信號(hào)相乘生成2ASK調(diào)制信號(hào)）和Scope（顯示波形）模塊組成。示波器Scope顯示的是載波、原始二進(jìn)制數(shù)字基帶和2ASK調(diào)制信號(hào)[2][3]，見(jiàn)圖2。

圖1下半部分是2ASK解調(diào)部分。由帶有高斯白噪聲的信道模塊AWGN Channel、帶通濾波器Band-pass Filter（濾出信道噪聲）、乘法器Product（相干解調(diào)時(shí)，將載波和帶通濾波器出來(lái)的信號(hào)相乘）、低通濾波器Low-pass Filter（得到帶有基帶信息的載波）、零階保持電路Zero-order Hold（用于抽樣判決，獲取基帶信號(hào)）和示波器Scope1組成。帶通濾波器的上、下限截止頻率分別為2Hz和7Hz，低通濾波器的截止頻率為5Hz，參數(shù)設(shè)置模塊略。高斯白噪聲信道的信噪比為模塊默認(rèn)值10dB。解調(diào)部分的仿真結(jié)果如圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文利用SIMULINK的通信模塊搭建2ASK數(shù)字通信系統(tǒng)，仿真實(shí)現(xiàn)2ASK的調(diào)制和解調(diào)。與傳統(tǒng)的代碼仿真實(shí)現(xiàn)相比，SIMULINK建模更能直觀(guān)、具體描述通信的調(diào)制、解調(diào)和抽樣判決的全過(guò)程，同時(shí)，具有模塊參數(shù)修改方便、波形觀(guān)察調(diào)整靈活的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周春梅.2ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J]. 四川師范大學(xué)成都學(xué)院， 2014（20），46.

[2] 王曉玲.基于MATLAB/SIMULINK的2ASK傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J].蘇州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2015（4），11-13.

[3] 王丹.模擬調(diào)制系統(tǒng)的MATLAB仿真，裝備制造技術(shù)[J] .2015（12），31-32.