基于LabVIEW的2ASK调制解调模拟设计
基于LabVIEW的2ASK调制解调模拟设计 0 引言
通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一，通信技术不断更新，通信系统越来越向综合复杂方面发展，使用快捷、方便的设计工具成为缩短开发、分析通信系统周期的必要条件之一。近年来，随着计算机技术的迅猛发展与应用，出现了c/c++、visual basic、network simulator、labview/cvi、matlab等多种语言对通信系统进行分析、处理、仿真。美国ni公司的labview软件具有丰富的通信、信号处理等功能函数，采用图形化编程语言、模块化编程方式，不仅使编程过程简单，易于掌握，而且能充分反映通信过程中的每一步的结果，非常适合通信系统的设计、分析与应用。本文采用labview为设计、分析工具，对数字调制解调系统中的振幅键控进行仿真设计。
1 原理
1.1 2ask调制原理
振幅键控(amplitude shift keying/ask)是正弦载波的振幅随着数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时叫二进制振幅键控(2ask)。2ask就是将载波在二进制基带信号“1”或“0”的控制下通或断，控制一个连续载波幅度的有无。
2ask调制的数学模型为:
二进制振幅键控信号:
1.2 2ask解调原理
2ask的解调有相干解调和非相干解调两种方式，相干解调法又称同步检测法，非相干解调法又称包络检波法，其系统原理框图如图1所示。
本文使用相干解调法，原始信号与载波信号调制后得到调制信号，解调时引入相干参考信号(同频同向)，即调制信号与相干参考信号相乘，然后将结果中的高频部分利用低通滤波器滤掉，最后通过抽样判决器得到原始信号。乘法器数学模型为:
2 软件设计与实现
2.1 初始信号
载波信号可以使用labview中的basic function generator 控件来生成一个正弦波。因为二进制序列是要与载波相乘得到调制信号的，所以二进制序列的码周期要与载波周期成整数倍关系。labview处理的是数字信号，不管是正弦信号还是二进制信号，每周期内的波形数据都是由数量一定的离散采样点组成，那就可以使用每周期采样点数来精确确定二进制序列的码周期和载波周期的整数倍关系。
2.2 2ask调制与噪声
根据2ask调制原理，将二进制序列(基波)与正弦信号(载波)相乘得到2ask调制信号，但是调制信号在信道传输过程中往往受到高斯噪声的干扰。这里使用signal generation模块中的gaussian white noise控件产生高斯白噪声。2ask调制信号与高
斯白噪声相叠加模拟在信道中的传输情况，如图2中“加高斯噪声后调制信号”部分所示。
2.3 2ask解调与抽样判决
本设计使用同步检测法对2ask信号进行解调。同步检测法使用乘法器，使和载波信号同频率的参考信号与调制信号相乘。对信号的解调最重要的是滤波部分，巴特沃斯滤波器相比切比雪夫滤波器，在通频带内外都有平稳的幅频特性，被誉为“通带最平坦滤波器”，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真，“滤波后波形”部分所示，信号会在第一个周期略微有些失真，但往后的幅频特性就非常的好，不影响设计、分析需要，所以本设计使用labview中的butterworth filter控件的作为低通滤波器，设置相应阶数、低通截止频率滤掉乘积项里的高频部分。
滤波之后需要抽样判决器对原始二进制序列进行还原。由图2可以看出，滤波之后单个码元起止部分变化差别较大，尤其是信号的第一个周期略微有些失真，单个码元宽度包含很多采样点，只需抽码元中间的一个点即可判断整个码元的情况。
3 测试结果
如图2程序前面板所示各项设置:载波频率为4hz，基波为8位二进制序列，其一个周期码元为“10110101”，每个周期采样点数为100，低通滤波截止频率根据载波频率相应设置。当高斯噪声
标准
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差设置高于0.7时，滤波效果减弱，会出现误码。当高斯噪声标准差设置小于0.7时，效果明显。
4 结论
本设计使用软件仿真模拟和基于
公式
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的计算方法，使得分析和设计通信系统的时间和开销都大幅降低，基于labview的模拟仿真已成为通信系统的开发、学习的重要工具之一。使用labview进行通信系统的模拟与设计，可以对系统的各个测试点经行随意参数调整，方便又快捷的观察参数调整对系统性能的影响。在新技术、新算法、新思路的初期研究阶段，labview为我们提供了极佳的开发研究环境。
参考文献:
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[4]吴正明、李君，基于labview的数字仿真实验平台的设计[j].中国教育技术装备，2009.
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