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1、 成绩课程设计报告题 目： 2ASK通信系统仿真设计 学生姓名： 董涛 学生学号： 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 届 别： 2015届 指导教师： 沈晓波 电气信息工程学院制2014年5月目 录1 课程设计的任务与要求21.1 课程设计的任务21.2 课程设计的要求21.3 课程设计的研究基础22 2ASK通信系统发展背景和现行状况32.1 2ASK通信系统发展背景32.2 2ASK通信系统现行状况33 Systemview简介43.1 Systemview仿真原理及特点43.2 Systemview系统仿真步骤43.3 Systemview工具栏及图标库54 2ASK
2、通信系统的原理74.1 2ASK调制的基本原理74.2 2ASK解调的基本原理85 2ASK系统仿真设计105.1 2ASK模拟调制法仿真设计105.2 2ASK键控法制法仿真设计115.3 2ASK相干解调法仿真设计135.4 2ASK包络解调法仿真设计156 测试过程及结果167总结与体会227.1课程设计总结227.2 心得体会23参考文献242ASK通信系统仿真设计学生：董涛指导教师：沈晓波电气信息工程学院 电子信息工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务（1） 通过利用System View，熟悉System View仿真工具。 （2） 通过课程设计来更好的掌握课本相关
3、知识，掌握2ASK的调制与解调。 （3） 通过课程设计了解2FSK，2PSK，2DPSK等系统的研究。（4）掌握通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创 新等各方面能力为以后的毕业论文打下基础。1.2 课程设计的要求（1）设计出2ASK 数字通信系统的结构，包括信源，在系统出采用模块化表示。（2）根据2ASK通信系统原理，设计出各个模块的参数。（3）利用System View 软件对2ASK系统进行仿真。（4）理解2ASK调制结果并分析。1.3 课程设计的研究基础数字基带信号只适合在低通型信道中传输。但常见的实际信道是带通型的，为了使数字信息在带通信道中传输，必须用数字基带
4、信号对载波进行调制，从而采用数字信号的调制传输方式。数字调制最基本的方式是二进制调制，它的三种基本方式是幅度监控调制（ASK）、频率键控调制（FSK）和相位键控调制（PSK）。振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK 中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通断键控（On Off Keying,OOK）。一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。如果对载波的振幅进行键控便可获得振幅键控。当
5、调制信号为二进制数字基带信号时便可获得2ASK。2 2ASK通信系统发展背景和现行状况2.1 2ASK通信系统发展背景 随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速发展越来越普及，研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控，故这三种数字调制方式被称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。经调制后的信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。因此，调制
6、解调技术是实现现代通信的重要手段，促进通信的快速发展。现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善，到现在数字调制技术的广泛运用，使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。2.2 2ASK通信系统现行状况在当代社会中，信息的交换日益频繁，随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合，通信能克服对空间和时间的限制，大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来，通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展，各种新的电
7、信业务也应运而生，正沿着信息服务多种领域广泛延伸。本系统研究的是2ASK 系统调制过程，以及在调制解调过程中使用的方法。对调制方法建立其模型，从理论上解释2ASK 的调制的原理，并采用systemview 软件进行仿真，使输出结果达到最好效果。数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。在接受端通过解调器把带
8、通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。为了与“基带”一词相对应，带通传输也称为频带传输又因为是借助于正弦波的幅度、频率和相位来传递基带信号的，所以带通传输也叫载波传输。一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法;利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的振幅频率和相位进行键控，便可获得振幅键控、频移键控和相移
9、键控。3 Systemview简介3.1 Systemview仿真原理及特点Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview 库中选择图符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、数字和混合模式的系统，Sys
10、temview 的所有图符都有相似的参数定义窗口，我们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。Systemview 的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分析结果一目了然。他的另一个重要特点是可扩展性，Systemview 允许用户插入使用C+编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview 中，能够像内建库一样使用。Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息。通知用户连接
11、出错并通过显示指出出错的图符。并在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC 环境，将系统编译成可脱离Systemview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。 3.2 SystemView系统仿真步骤使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按
12、设计的系统框图组建系统。(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。图1 Systemview工作界面3.3 Systemview工具栏及图标库设计窗口中工具栏，如下图2所示，由十六个常用快捷功能按钮组成动作条，如图所示。当鼠标移动到每个图标时，系统会自动显示该按钮的作用。图2 工具栏 从左到右依次为切换按钮、打开文件按钮、
13、保存按钮、打印按钮、清除按钮、删除按钮、断开连接按钮、连接按钮、复制按钮、反转按钮、便笺按钮、创建嵌套系统按钮、观察嵌套系统按钮、根轨迹按钮、波特图按钮、重绘按钮、取消操作按钮、开始仿真按钮、系统定时按钮、分析窗口按钮。 表1 System View的图标库图标名称作用连接节点用于多个图符输入输出信号的汇聚、连接，在图符连接点较多时使用该节点功能可使设计窗口内的连线美观，有利于检查。信号源用于产生用户系统所需的信号源。这个库中的图符只有输出，没有输入。子系统它代表一个复杂的子系统、子函数或仿真的子过程的图符。加法器对输入信号进行加法操作。算子对输入数据进行某一算子操作，如延时、平均、滤波等。函
14、数对输入数据进行某一指定函数操作。乘法器对输入信号进行乘法操作。接收器用于实现信号的收集、显示、分析以及输出（包括输出到文件）等功能。它只有输入，没有输出。 System View的图标库是这个仿真软件中很重要的一部分。System View的各项功能；设计窗口中菜单行的下面，紧邻在设计区域上端一行是工具栏，它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮；在工具栏的最右端是提示信息，当鼠标置于某一工具按钮上时,在该处会显示对该按钮的说明和提示信息。4 2ASK 通信系统的原理4.1 2ASK 调制的基本原理 振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。其信号表达式为 （4-1）S (t)为单极性数字基带信号。其调制过程如图3所示：图3 2ASK调制原理图 （4-2）式中：为码元持续时间；为持续时间为的基带脉冲波形，为简便起见，通常
