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摘要：本课程设计实现对2ASK理想信号调制与解调，信号的产生有调频法和键控法，解调有相干法和非相干法。
设计使用MATLAB的SIMULINK 作为仿真平台，通过对设计的仿真电路进行调试发现，经过调制和解调还原后的信号波形和原始输入信号波形一致。
关键字：MATLAB 2ASK1引言1.1课程设计目的通过利用matlab simulink,熟悉matlab simulink仿真工具，并且通过课程设计来更好地掌握课本相关知识，熟悉2ASK的调制与解调，从而更好地了解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。
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2ASK调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;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。
2MATLAB简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。
开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。
从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。
由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7.X版本。
Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。
由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。
可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。
科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。
目录目录 (1)摘要 (2)关键词 (2)1. 引言 (2)1.1课程设计背景 (2)1.2课程设计目的 (2)1.3课程设计内容 (3)2. 二进制振幅键控（2ASK） (3)2.1 2ASK基本原理 (3)2.2 2ASK调制原理 (4)2.3 2ASK解调原理 (4)3. Matlab/Simulink仿真 (5)3.1仿真模型 (5)3,2 产生波形 (5)3.2参数设置 (6)3.3数据分析 (7)4. Matlab程序实现 (8)4.1 编译程序 (8)4.2 仿真结果 (9)5. 课程设计心得体会 (10)6. 参考文献 (10)基于MATLAB/Simulink的2ASK系统的研究与仿真摘要：本课程设计中，为了熟悉《通信原理》，着眼于2ASK系统的仿真。
本文主要是利用MATLAB来实现2ASK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含模拟相乘法调制,传输中噪声，相干解调.并为各个模块进行相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作.关键词：2ASK信号，MATLAB，调制，解调，噪声。
1.引言1.1课程设计背景2ASK新的的产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法。
与AM信号的解调方法一样，2ASK信号有两种基本的解调方法，非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检波法）。
本课程设计只研究模拟调制法与相干解调方式。
Simulink是Matlab软件下的一个附加组件，是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包。
支持连续、离散以及两者混合的线性和非线性系统，同时它也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速率的仿真系统。
在其下提供了丰富的仿真模块。
其主要功能是实现动态系统建模、方针与分析，可以预先对系统进行仿真分析，按仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数Simulink为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。
对于用方框图表示的系统，通过图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式，建立系统模型就像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单，它与用微分方程和差分方程建模的传统仿真软件包相比，具有更直观、更方便、更灵活的优点1.2课程设计目的1．学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证；2．学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题；3． 通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
二进制振幅键控一、实验目的1、掌握2ASK调制原理及其实现方法2、掌握2ASK解调原理及其实现方法3、了解线性调制时信号的频谱变化二、实验内容1、理解2ASK 的调制和解调原理并用SystemView 软件仿真其实现过程2、用SystemView 分析二进制振幅键控信号频谱的变化三、实验原理1、调制二进制振幅键控（2ASK）：用二进制的数字信号去调制载波的振幅。
即传“1”信号时发送载波，传“0”信号时送0 电平。
这种调制也称为通（on）断(off)键控OOK2ASK 的时域表达式为：其中g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲令则调制信号实现2ASK 调制方法有两种框图如图2-1 所示图2-1 调制框图由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,调制后的二进制数字信号也是一个随机过程因此在频率域中只能用功率谱密度表示如图2-2所示功率谱密度示意图：2ASK 信号功率谱密度的特点如下：（1）由连续谱和离散谱两部分构成：连续谱由信号的波形g(t)经线性调制后，决定离散谱由载波分量决定（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即BASK =2fs（3）已调信号的第一旁瓣峰值比主峰值衰减14dB.2 解调2ASK 的解调方法有两种：非相干解调（包络解调）和相干解调（同步检测）解调原理如图2-3 所示：图2-3 2ASK 信号解调框图四、2ASK 调制解调系统的SystemView 仿真1、仿真原理图2 所用器件参数设定系统时钟No. of Sample: 1024; Sample Rate: 20000Hz; No.of System Loop: 1五、实验结果及结果分析1、输入的数字基带信号调制信号解调信号波形图在数字基带信号的作用下被调制，数字基带信号为1 时输出原波形，否则输出0。
2、抽样判决前后的信号波形可以看出抽样判决使数字信号的接收性能得到提高：调制信号的功率谱密度如下：六、思考题1 本实验中实现的是DSB 调制还是SSB 调制？为什么？实验分析两种调制方式下，调制输出信号的功率幅度与基带信号载波信号功率幅度的关系实现的是DSB调制，因为从调制信号的功率谱密度图可以看出，在载波1000Hz的左右对称位置上其实就是基带脉冲波形（矩形脉冲的功率谱平移后得到的。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器设计要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即ASK（Amplitude－Shift Keying）。
ASK有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法为适应自动发送高速数据的要求，键控法中的电键可以利用各种形式的受基带信号控制的电子开关来实现，代替电键产生ASK信号，是用基带信号控制与非门的开闭，实现ASK调制，产生信号。
ASK解调方法有两种1. 同步解调法2. 包络解调法。
时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................................................... I I 1. 绪论 .. (1)1.1 本课题的研究现状 (1)1.2 选题目的意义 (1)2．2ASK系统工作原理及数学模型 (2)2.1 2ASK的调制原理及设计方法 (2)3.2ASK各个模块的设计 (4)3.1 2ASK的调制部分 (4)3.2 2ASK解调部分 (4)4.VHDL程序设计 (5)4.1 2ASK调制部分程序设计 (5)4.2 2ASK解调程序设计 (6)5. 2ASK的仿真结果及分析 (7)5.1Quartus II的介绍 (7)5.2Quartus II的优点 (7)5.3 2ASK调制仿真 (8)5.4 2ASK解调仿真 (9)6.总结 (12)7.参考文献 (13)附录 (14)摘要从信号传输质量来看，数字系统优于模拟系统，在数字通信网中，除了考虑抗干扰能力外，还要考虑容量和频率资源利用率等重要技术指标。
二．二进制振幅键控(2ASK)
1.振幅键控是正弦载波的幅度随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,则为二进制振幅键控. 设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为：
（2-1-1）其中:
（2-1-2）Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:
（2-1-3）则二进制振幅键控信号可表示为
（2-1-4）
2.二进制振幅键控信号时间波型如图2 - 2 所示. 由图2 - 2 可以看出,2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号). 二进制振幅键控信号的产生方法如图2 - 3 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现.
由图2 - 2 可以看出,2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似.所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图2 - 4 所示.2ASK信号非相干解调过程的时间波形如图 2 - 5 所示. _
图2 –4 二进制振幅键控信号解调器原理框图图 2 - 52ASK信号非相干解调过程的时间波形
3. 设计2ASK仿真模型如下图所示:
4.仿真结果如下：
加噪声的波形图
不加噪声的波形图
参考文献：《通信原理》樊昌信曹丽娜编著国防工业出版社。
课程设计课程设计名称：二进制振幅键控（2ASK）数字调制系统仿真和分析专业班级：电信1001学生姓名：Donalsly 学号：201046830113指导教师：课程设计时间：2013年09月07电子信息工程专业课程设计任务书1 需求分析1、 主要内容：对二进制数字信源进行振幅键控调制（2ASK ），画出信号波形及功率谱。
并分析其性能。
2、 任务要求：(1) 掌握二进制振幅键控（2ASK ）数字调制系统的原理及实现。
(2) 用MATLAB 产生独立等概的二进制信源。
画出2ASK 信号波形及其功率谱。
2 概要设计图1 二进制振幅键控信号调制器原理框图)(a )开关电路)(b )图2 二进制振幅键控（2ASK）数字调制程序设计框图3 运行环境1.Windows 7系统2.MATLAB7.1软件4 开发工具和编程语言开发工具:MATLAB软件编程语言:汇编语言5 详细设计算法实现的源程序：（1）主程序: 实现设计一个正弦信号ht和产生二进制随机信号gt、2ASK信号产生及功率频谱图clear all;close all;A=1;fc=2;N_sample=8;N=550;Ts=1;dt=Ts/fc/N_sample;t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);d=sign(randn(1,N));dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);gt=ones(1,fc*N_sample);figure(1)subplot(221);d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t)));axis([0 10 0 1.2]);ylabel('输入信号');figure(2)[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:length(t)));plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2));axis([-2 2 -50 30]);ylabel('输入信号功率谱密度（dB/Hz)');ht=A*cos(2*pi*fc*t);s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;figure(3)plot(t,s_2ask);axis([0 10 -1.2 1.2]);ylabel('OOK');[f,s_2askf]=T2F(t,s_2ask);figure(4)plot(f,10*log10(abs(s_2askf).^2));axis([-fc-4 fc+4 -50 10]);ylabel('OOK功率谱密度（dB/Hz)');（2）子函数sigexpand实现产生二进制随机信号function [out] = sigexpand(d,M)N = length(d);out = zeros(M,N);out(1,:) = d;out = reshape(out,1,M*N);end（3）子函数T2F实现信号变换得到频谱function [f,sf] = T2F(t,st)dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);end6 调试分析二进制数字信源进行数字调制（2ASK）系统，首先输入二进制信号是一个随机产生的0和1独立等概的二进制信源，其波形如下图3所示，其频谱如下图4所示，再给定一个正弦波信号，当该二进制信号与正弦波一起调制时，得到2ASK 信号，其波形如下图5所示，由图可看出，当二进制输入为0时，2ASK信号幅度为0，当二进制信号输入为1时，2ASK信号为输入的正弦波信号。
《通信原理》课程设计报告 ----2ASK调制解调专业班级：通信14-03班学生姓名：葛雅倩学号：14031087指导教师：卢金玉1、设计目的⑴了解2ASK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
⑵理解2ASK 调制的工作原理及电路组成。
⑶理解2ASK 解调的原理及实现方法。
⑷掌握2ASK 信号的频谱特性。
⑸掌握2ASK 调制与解调的设计方法和过程。
2、设计正文2.1 2ASK 调制解调工作原理 2.1.1 2ASK 调制工作原理调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。
在2ASK 调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。
有载波输出时表示“1”，无载波输出时表示发送“0”。
2ASK 信号可表示为t t b t e c ωcos 0）（）（= （2-1）式中，c ω为载波角频率，是为单极性NRZ 矩形脉冲序列）（）（b an nT t g a t b -=∑ （2-2） 其中，g(t)是持续时间为b T 的矩形脉冲，常称为门函数；n a 为二进制数字，当1=n a ，出现概率为P ；当0=n a ，出现概率为（1-P ）。
在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：（1）相乘法：通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法，其电路如图2.1.1所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
图2.1.1 相乘法（2）开关法：这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”的控制下分别接通和断开，这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式，它是2ASK 的一种常用的方式。
以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度，可得其时域表达式如下：()()t cos t s t e c ωA =式中的各参数含义如下：A 为载波振幅，()t s 为二进制数字调制信号，c ω为载波角频率，()t e 为2ASK 已调波。
二进制振幅键控（2ASK）摘要: 振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）, 也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。
二进制振幅键控通常记作2ASK。
一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制...振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）,也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。
二进制振幅键控通常记作2ASK。
一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制振幅键控就是用代表二进制数字信号的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波。
有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”，由此可得2ASK 信号时间波形如图1 所示。
根据线性调制原理，一个2ASK 信号可以表示成一个单极性不归零序列和一个正弦载波相乘，即2ASK 信号的一般表达式为（1）其中是持续时间为的矩形脉冲，而的取值服从下述关系（2）现令（3）则式(1)变为（4）图1 2ASK 信号的时间波形2ASK 信号的产生方法：有键控法和模拟调制法，如图2 所示。
图2 2ASK 信号的产生2.功率谱密度和带宽由于2ASK 信号可以表示成若设的功率谱密度为，2ASK 信号的功率谱密度为。
因为是单极性的随机脉冲序列，即单极性不归零码，功率谱密度为此时，2ASK 信号的功率谱密度当概率时，同时又考虑到和，则2ASK 的功率谱密度为功率谱密度示意图图3 2ASK 信号的功率谱密度示意图（1）因为2ASK 信号的功率谱密度是相应的单极性数字基带信号功率谱密度形状不变地平移至处形成的，所以2ASK 信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。
它的连续谱取决于数字基带信号基本脉冲的频谱；它的离散谱是位于处的一对频域冲激函数，这意味着2ASK 信号中存在着可作载频同步的载波频率的成分。
（2）由图3 可以看出。
二进制数字调制原理数字带通传输系统：包括数字调制和数字解调过程的数字传输系统。
数字调制：利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。
数字解调：通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程。
二进制数字调制：调制信号是二进制数字基带信号的调制，其载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。
1．二进制振幅键控（1）2ASK的表达式2ASK信号的一般表达式其中若取则相应的2ASK信号就是OOK信号，其表达式为（2）2ASK的波形图7-1 2ASK/OOK信号时间波形（3）2ASK的产生方法①模拟调制法（相乘器法）图7-2 模拟调制法原理框图②键控法图7-3 键控法原理框图（4）2ASK的解调方法①非相干解调（包络检波法）图7-4 非相干解调法原理框图非相干解调过程的波形分析图7-5 非相干解调过程的时间波形②相干解调（同步检测法）图7-6 相干解调法原理框图（5）2ASK的功率谱密度①表达式②示意图图7-7 2ASK信号的功率谱密度示意图③特性a．2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成；连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分量确定。
b．2ASK信号的带宽B2ASK是基带信号带宽的2倍，即其中，（码元速率）。
2．二进制频移键控（1）2FSK的表达式2FSK信号的一般表达式为式中，和分别是第n个信号码元的初始相位，在频移键控中，和不携带信息，通常令和均为0。
所以可简化为（2）2FSK的波形图7-8 2FSK信号的时间波形（3）2FSK的产生方法①模拟调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，称为连续相位FSK（CPFSK）。
②键控法图7-9 键控法产生2FSK信号的原理图产生的2FSK信号相邻码元之间的相位不一定连续。
（4）2FSK的解调方法①非相干解调图7-10 非相干解调法原理框图②相干解调图7-11 相干解调法原理框图（5）2FSK的功率谱密度①表达式②示意图图7-12 相位不连续2FSK信号的功率谱示意图③特性a．相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成；连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加，离散谱位于两个载频f1和f2处。
