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MATLAB实验十ASK调制与解调实验

实验目的：

掌握ASK调制与解调原理，加深对MATLAB通信仿真的理解。

实验原理：

ASK调制

ASK调制全称为幅度调制（Amplitude Shift Keying），是一种通过改变载波的幅度来实现数字信号传输的调制方式。其调制信号可以表示为：

$$s(t)=\left\{
\begin{aligned}
& A_c \cos(2\pi f_c t), &\text{数字信号为0}\\
& (A_c+mA_c) \cos(2\pi f_c t), &\text{数字信号为1}
\end{aligned}
\right.$$

其中，$A_c$ 为载波幅度，$f_c$ 为载波频率，$m$ 为数字信号的调制指数，通常取值为1。

ASK解调

ASK解调的过程就是将调制信号还原为原始的数字信号。一般采用包络检波的方法。即将接收到的调制信号经过一个倍频电路，然后再经过一个包络检波电路，得到原始的数字信号。

实验步骤：

1. 生成二进制随机序列。

N = 1000; % 生成N个随机序列
rand_seq = randi([0,1],1,N); % 生成二进制随机序列

2. 将二进制序列映射到ASK调制调制信号。

Ac = 1; % 载波幅度
fc = 10; % 载波频率
Tb = 100e-6; % 一位二进制信号的时间长度
t = Tb/99:Tb/99: Tb*N; % 时间序列
carrier = Ac*cos(2*pi*fc*t); % 生成载波信号

m = rand_seq; % 二进制随机序列
message = zeros(1,length(t)); % 初始化调制信号

for i = 1:length(m)
    if m(i) == 1
        message((i-1)*100+1:i*100) = (Ac+Ac*m(i))*ones(1,100);
    else
        message((i-1)*100+1:i*100) = Ac*ones(1,100);
    end
end

ask_signal = carrier.*message; % ASK调制信号

3. 加入高斯白噪声。

SNR_dB = 10; % 信噪比
ask_signal = awgn(ask_signal, SNR_dB, 'measured');

4. 解调ASK信号，还原二进制数字信号。

envelop = abs(hilbert(ask_signal)); % 包络检波
threshold = (Ac+Ac*m(1))/2; % 阈值
bin_seq = zeros(1,N); % 初始化还原的二进制数字信号

for i = 1:N
    if envelop((i-1)*100+1) > threshold
        bin_seq(i) = 1;
    else
        bin_seq(i) = 0;
    end
end

5. 绘制ASK调制信号和解调后还原的二进制数字信号。

subplot(2,1,1);
plot(t, ask_signal);
title('ASK Modulated Signal');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');

subplot(2,1,2);
stem(bin_seq);
axis([0 N -0.5 1.5]);
title('Demodulated Binary Sequence');
xlabel('Bit Index');
ylabel('Amplitude');

实验结果：