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DPCM/ASK系统的MATLAB实现及
性能分析
学生姓名： 指导老师：
摘 要：本课程设计主要是为了进一步理解DPCM编码解码和ASK调制解调原理，并能通过MATLAB系统软件来实现对DPCM编码解码和ASK调制解调,且通过对各个元件的参数进行不同的设置，来观察示波器的波形并分析系统性能。在课程设计中，我们将用到MATLAB集成环境下的SIMULINK仿真平台。在熟悉SIMULINK的工作环境下，构建DPCM编码解码和ASK调制解调模块，对随机信号进行DPCM编码解码喝ASK调制解调，观察比较各级信号波形
关键词：MATLAB ；Simulink仿真平台；DPCM/ASK系统；误码率；
1引言
1.1课程设计目的
通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关DPCM编码和解码及ASK调制解调系统的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。
1.2 课程设计内容
利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个DPCM/ASK系统.将模拟信号进行DPCM编码,将编码信号加入ASK调制解调系统,再进行DPCM解码; 用示波器观察各级信号波形;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
2 DPCM编码解码及ASK调制解调原理
2.1 DPCM编码及解码原理
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f(i,j图2-1 DPCM编码及解码原理
系统包括，发送、接收和信道传输三个部分。发送端由编码器、量化器、预测器和加／减法器组成；接收端包括解码器和预测器等；信道传送以虚线表示。由图可见DPCM系统具有结构简单，容易用硬件实现（接收端的预测器和发送端的预测器完全相?同）的优点。图中输入信号f(i,j)是坐标为(i, j)像素点的实际灰度值，f(i, j)是由已出现先前相邻像素点的灰度值对该像素点的预测灰度值。e(i, j)是预测误差。假如发送端不带量化器，直接对预测误差e(i, j)进行编码、传送，接收端可以无误差地恢复f(i, j)。这是可逆的无失真的DPCM编码，是信息保持编码；但是，如果包含量化器，这时编码器对e?(i, j)编码，量化器导致了不可逆的信息损失，这时接收端，经解码恢复出的灰度信号，不是真正的f(i, j)，以f?(i, j)表示这时的输出。可见引入量化器会引起一定程度的信息损失，使图像质量受损。但是，为了压缩比特数，利用人眼的视觉特性，对图像信息丢失不易觉察的特点，带有量化器有失真的DPCM编码系统还是普遍被采用。
2.2 ASK调制解调原理 输入为了使数字信号能够在信道中传输，必须对数字信号进行调制。幅移键控信号（即ASK） 就是其中的一种，ASK 信号的幅度是随着调制信号而变化的，ASK 信号的载波频率与外加载波信号相同。最简单的是所谓二进制幅移键控信号2ASK，其调制与解调原理框图如图9-1 所示。调制器与解调器是两个相反功能的电路单元。调制信号是载波在二进制基带信号1 和0 控制下产生的通断信号a（n），调制器将基带信号a（n） 《DPCM/ASK系统的MATLAB实现及性能分析》 共17页 第3页
和载波信号t A 0 cosω 相乘得到调制信号，调制信号与本地载波信号OOK S OOK S t A 0 cosω 相乘实现解调，解调器将调制信号恢复成基带信号即解调后信号a（n）。
图2-2 ASK原理图
3 模块设计与仿真图形分析
3.1 simulink的工作环境熟悉
建立一个很小的系统，用示波器观察正弦信号的平方的波形，如图3-1： 系统中所需的模块：正弦波模块，示波器模块。
图3-1 正弦仿真电路图
正弦波参数设置如图3-2所示：振幅为1，频率为1。
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图3-2 正弦参数设置
系统内的示波器显示的波形如图3-3：
图3-3 单正弦波与平方波的对比
结论：两正弦波叠加之后的周期是原周期的1/2,频度是原频度的2倍。 3.2DPCM/ASK系统电路图
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1）DPCM/ASK系统的仿真电路图
将模拟信号进行DPCM编码,将编码信号加入ASK调制解调系统,再进行DPCM解码; 用示波器观察各级信号波形;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率
butterDPCMencoderDPCMEncoderInteger to BitConverterToFrameProductAnalogFilter DesignUnbufferScalarquantizerSampledQuantizer EncodeDPCMdecoderDPCMDecoderUnbuffer1Integer to BitFrame StatusConversionConverterSine Wave1Product1Bit to IntegerConverterBit to IntegerConverterSine WaveBufferTx Error Rate CalculationRxError RateCalculationDisplay0butterAnalogFilter Design1ScopeScope1
图3-4 DPCM/ASK系统的仿真电路图
2）系统所用模块的参数设置
Sine wave的参数设置为如图3-5所示：振幅为2，频率为2?。