西电通原大作业

通信原理大作业
班级：021014
组员：
报告人：
指导老师：武斌
题目：2ASK信号传输仿真
一题目
2ASK信号传输仿真：
按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。

对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。

2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。

二2ASK简介
振幅键控：利用载波的幅度变化来传递数字信号，与频率和初始相位无关。

如图：
2ASK产生方法：模拟调制法（用乘法器实现）
键控法（用二选一选择器控制开关通断）
模拟相乘法
数字键控法
2ASK解调方法：非相干解调（包络检波法）即整流-低通方式
相干解调（同步检波法）即相乘-低通
非相干解调方式
相干解调方式
2ASK功率谱密度特点：由连续谱和离散谱两部分组成
信号带宽是基带脉冲波形带宽的2倍
三仿真过程及结果（演示）
名词解释：
AWGN（Additive White Ganssian Noise），加性高斯白噪声，均值为零，方差为噪声功率。

SER（Symbol Error Rate），误符号率、误码率。

即错误码元数/传输总码元数
BER( Bit Error Rate)，误比特率，即错误比特数/传输总比特数在二进制中，两者相等。

NRZ信号的产生：
载波信号：
2ASK信号：
叠加了加性高斯白噪声的2ASK信号
在AWGN信道下，误比特率（BER）与误码率(SER)与信噪比Es/N0的关系，以4-ASK为例：
在信噪比EsN0=15dB，调制前与解调后的二进制码元的比较
以4-ASK为例：
错误码元个数为50个左右。

若以8-ASK方式，错误码元个数为50000左右，基本错了一半。

小结：对于M-ASK方式，M越大，抗噪声能力越弱。

四问题与不足
1 没有进行频域分析。

2 没有用Simulink来建模仿真。

五程序附录
clc
clear all
close all
%单极性非归零信号的产生
N=20;M=2;
x=randint(1,N,M); %产生随机二进制代码
gridd=300;
t=0:1/gridd:length(x)-1/gridd;
for i=1:length(x);
if(x(i)==1)
for j=1:gridd
y((i-1)*gridd+j)=1;
end
else
for j=1:gridd
y((i-1)*gridd+j)=0;
end
end
end
figure(1)
subplot(2,2,1);
plot(t,y);
grid on,xlabel('t'),title('NRZ信号波形')
axis([0,i,min(y)-0.1,max(y)+0.1]);
%2ASK信号的产生
carr=sin(2*pi*t);
subplot(2,2,2);
plot(t,carr);
grid on,xlabel('t'),title('载波信号波形')
axis([0,i,min(carr)-0.1,max(carr)+0.1]);
ask=y.*carr;
subplot(2,2,3);
plot(t,ask);
grid on,xlabel('t'),title('2ASK信号波形')
axis([0,i,min(ask)-0.1,max(ask)+0.1]);
%高斯白噪声与信号的叠加
pask=norm(ask).^2/length(t);
snr=20;
pn=pask./(10.^(snr./10));
n=sqrt(pn)*randn(1,length(t));
reask=ask+n;
figure(2)
subplot(2,1,1);
plot(t,ask);
grid on,xlabel('t'),title('2ASK信号的波形')
axis([0,i,min(ask)-0.1,max(ask)+0.1]);
subplot(2,1,2);
plot(t,reask);
grid on,xlabel('t'),title('叠加了高斯白噪声的ASK信号的波形 ') axis([0,i,min(reask)-0.1,max(reask)+0.1]);
%误码率与误比特率与信噪比的关系
nsymbol=100000; %每种信噪比下的发送符号数
T=1; %符号周期
fs=100; %每个符号的采样点数
ts=1/fs; %采样时间间隔
t=0:ts:T-ts; %时间矢量
fc=10; %载波频率
c=sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t); %载波信号
M=4; %MASK信号
graycode=[0 1 3 2]; %Gray编码规则
EsN0=0:15; %信噪比Es/N0，dB
snr1=10.^(EsN0/10); %信噪比的线性值
msg=randint(1,nsymbol,M); %消息的M进制数
msg1=graycode(msg+1); %Gray编码映射
msgmod=pammod(msg1,M).'; %MASK调制
tx=msgmod*c;
tx1=reshape(tx.',1,length(msgmod)*length(c));
spow=norm(tx1).^2/nsymbol; %每个符号的平均功率
for indx=1:length(EsN0)
sigma=sqrt(spow/(2*snr1(indx))); %噪声功率
rx=tx1+sigma*randn(1,length(tx1)); %加入高斯白噪声
rx1=reshape(rx,length(c),length(msgmod));
y=(c*rx1)/length(c); %相关运算
y1=pamdemod(y,M); %MASK调制
decmsg=graycode(y1+1); %Gray码逆映射
[err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg); %误符号率
[err,ber(indx)]=biterr(msg,decmsg,log2(M)); %误比特率
end
figure(3)
semilogy(EsN0,ber,'-ko',EsN0,ser,'-k*',EsN0,1.5*qfunc(sqr t(0.4*snr1))); % qfunc为Marcum Q函数
axis([0,indx,10^-4,1]);
title('MASK载波调制信号在AWGN信道下的性能 ')
xlabel('Es/N0');
ylabel('误比特率和误符号率')
legend('误比特率','误符号率','理论误符号率')
%信噪比EsN0为15
%调制前与调制后的二进制码元比较
figure(4)
stem(msg,'b*')
hold on
stem(decmsg,'ro')
legend('调制前','调制后')
grid on xlabel('t'),title('调制前与调制后的二进制码元比较') axis([0 50 -1 3])
SERN=sum((msg-decmsg)~=0) %错误码元个数。