2ASK非相干解调器(包络检波法)设计

班级：姓名：学号：指导教师：林森成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系2ASK调制及非相干解调电路1概述数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，对于远距离高频传输因为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相匹配。

这种用数字基带信号控制载波把数字基带信号变化为带通信号的过程称之为数字调制。

通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称之为数字解调。

数字调制实现方法有振幅键控（ASK），频移键控（FSK），相移键控（PSK）。

数字解调分为相干解调和非相干解调。

本次设计要求设计2ASK调制和相干解调电路并用Simulink对系统建模。

1.12ASK 调制原理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。

图1-1调制原理数字基带信号表达式s(t)=∑a n g(t−nT s)n其中T s为码元持续时间,g(t)为宽度等于T s、高度等于1的基带脉冲波形a n={1,概率为 P 0,概率为1−P特定频率载波为cosωc t。

带通信号一般表达式为e2ask(t)=s(t)cosωc t1.22ASK 的非相干解调原理图1-2非相干解调原理相乘器输出信号e2ask(t)cosωc t=s(t)cosωc tcosωc te2ask(t)cosωc t=s(t)2+s(t)2cos2ωc t经过低通滤波器滤除高频分量即可得到幅值为原来一半的基带信号。

1.3设计要求1、用Simulink对系统建模。

2、输入数字信号序列并进行接收判决。

3、通过仿真给出信号经过各器件输出波形。

4、对解调原理进行分析。

本次设计要求使用Simulink 搭建并仿真2ASK 形式的数字带通传输调制,并设计相干解调电路恢复原始信号。

通过多次对输入输出的观察得到实验的每一步波形并设计的系统性能进行分析。

2ASK 非相干解调（包络检波法）设计1、二进制振幅键控(2ASK)1．1、2ASK 调制原理振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，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”。

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 其中S T 是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为S T 的矩形脉冲：则二进制振幅键控信号可表示2ASK 信号产生的方法通常有两种：模拟调制法和键控法，相应的调制器如图1.2、非相干解调2ASK 信号两种基本解调方法：非相干解调（包络检波发）和相干解调（同步检波发）。

此次课程设计为非相干解调法，故解调框图如下图所示：带通滤波器（BPF ）恰好使2ASK 信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。

低通滤波器（LPF ）的作用是滤除高频杂波，使基带信号（包络）通过。

抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。

定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄的脉冲，通常位于每个码元的中央位置，其重复周期等于码元的宽度。

不计噪声影响时，带通滤波器输出为2ASK 信号，即，包络检波器输出为s(t)。

经抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列。

1.3、2ASK系统的抗噪声性能如前所述，通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声的对于图2所示的包络检测接收系统，其接收带通滤波器BPF的输出为其中，为高斯白噪声经BPF限带后的窄带高斯白噪声。

经包络检波器检测，输出包络信号由式（11）可知，发“1”时，接收带通滤波器BPF的输出y(t)为正弦波加窄带高斯噪声形式；发“0”时，接收带通滤波器BPF的输出y(t)为纯粹窄带高斯噪声形式。

于是，根据2.5节的分析，得：发“1”时，BPF输出包络x(t)的抽样值x的一维概率密度函数服从莱斯分布；而发“0”时，BPF输出包络x(t)的抽样值x的一维概率密度函数服从瑞利分布，如图5所示。

目录一、概述 (1)二、学习System View仿真软件 (1)2.1System View软件概述 (1)2.2System View的操作 (1)三、二进制振幅键控系统设计 (3)3.1 2ASK调制方法 (3)3.2 2ASK的解调方法 (4)3.3 2ASK仿真 (5)四、二进制频移键控 (7)4.1 2FSK调制方法 (7)4.2 2FSK信号的解调方法 (8)4.3 2FSK的仿真 (11)五、总结 (14)一、概述数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字系带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。

这种把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程叫做数字调制，在接收端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。

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；通过开关键控载波，通常称为键控法。

其基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)描述程序。

利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。

用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

二、学习System View仿真软件2.1 System View软件概述随着计算机技术的发展，系统仿真技术在电子工程领域的应用已越来越广泛，信号级系统仿真软件SystemView的出现标志着仿真技术在通信领域的应用达到了一个新的水平。

SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。

实验二-2ASK调制解调实验二2ASK调制解调仿真学院（院、系）专业班通信原理课程学号姓名实验日期教师评定一、实验目的1．熟悉2ASK调制解调原理。

2．掌握编写2ASK调制解调程序的要点。

3．掌握使用Matlab调制解调仿真的要点。

二、实验内容1．根据2ASK调制解调原理，设计源程序代码。

2．通过Matlab软件仿真给定信号的调制波形。

3. 对比给定信号的理论调制波形和仿真解制波形。

三、实验原理1．2ASK二进制振幅键控（2ASK）信号码元为：S(t)=A(t)cos(w0t+θ) 0﹤t≤T式中w0=2πf0为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅，即╱A 当发送“1”时A(t)=╲0 当发送“0”时在式中给出的基带信号码元A(t)的波形是矩形脉冲。

产生2ASK的调制方法，主要有两种。

第一种方法采用相乘电路如图1，用基带信号A（t）和载波cosw0t相乘就得到已调信号输出。

第二种方法是采用开关电路如图2，开关由输入基带信号A（t）控制，用这种方法可以得到同样的输出波形。

相乘法开关法图 1 相乘法原理图图2 开关法原理图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（同步检测法），相应的接收系统如图 3和图4所示。

图3 包络检波法（非相干解调）图4 相干解调原理图抽样判决器的作用是：信号经过抽样判决器，即可确定接收码元是“1”还是“0”。

假设抽样判决门限为b，当信号抽样值大于b时，判为“1”码；信号抽样值小于b时，判为“0”码。

当本实验为简化设计电路，在调制的输出端没有加带通滤波器，并且假设信道时理想的，所以在解调部分也没有加带通滤波器。

四、程序设计1. 首先给定一组输入信号序列，如m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1]。

2. 根据2ASK调制原理，需要对输入信号序列中的每个元素进行判断，假设判断元素为“1”，则在一个周期内，2ASK图像中对应一个正弦波，假设判断元素为“0”，则在一个周期内，2ASK图像中对应零输出，假设判断元素非上述两者，则在图中均无图像输出。

2ASK 非相干解调器（包络检波法）设计1摘要本课程设计主要是通过利用MATLAB 集成环境下的SIMULINK 仿真平台对系统建模，设计一个2ASK 非相干解调器，对解调原理进行分析，并且给出信号经过各器件的输出波形以及对输入数字信号序列并进行接收判决。

在经过思考之后我设计一种2ASK 非相干解调器，并利用所学知识对其进行了详细的分析，清晰的阐述了组成结构和特性。

2关键词：MATLAB2ASK 非相干解调3设计要求：1、用SIMULINK 对系统建模2、输入数字信号序列并进行接收判决3、给出信号经过各器件是处波形4、对解调器原理进行分析4设计分析4.1、基本原理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工作状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

一种常用的二进制振幅键控方式称为通-断键控（OOK ）,其表达式为()”时发送“以概率”时发送“以概率0P -11P 0cos ⎩⎨⎧=tA t e c ookω （4-1）可见，载波在二进制基带信号s(t)控制下通-断变化，所以这种键控又称为通-断键控。

在OOK 中，某一种符号（“0”或“1”）用没有电压来表示。

2ASK 信号的一般表达式为()()tt s t e c ASK ωcos 2= （4-2）其中()()∑-=nsnnT t g a t s （4-3）4.2、2ASK信号的产生方法2ASK信号的产生方式通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和建控法，相应的调制器如下图所示。

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（同步检测法），本设计主要研究非相干解调方式，其相应的接收系统组成方框图为：图4-3 非相干解调方式5系统仿真5.1、建立模型用MATLAB的SIMULINK中的模块创建仿真系统，用正弦波和一个基带信号通过相乘器得到2ASK信号，然后依次通过带通滤波器、全波整流器和低通滤波器，最后通过抽样判决器得到解调后的信号。

※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2013级学生通信系统 仿真课程设计《通信系统仿真》课程设计报告书课题名称 2ASK 相干解调器和非相干解调器（包络检波法）设计姓 名 廖永丰 学 号 131240134 学 院 通信与电子工程学院专 业 通信工程 指导教师肖湘 讲师2015年 12月22日一、设计任务及要求：利用MATLAB软件设计一个2ASK相干解调器和非相干解调器,并且对给出信号经过各器件输出波形以及对解调原理进行分析,对输入数字信号序列进行抽样判决.在课程设计中,首先根据原理画出图形,然后构建解调电路,再利用Sim ulink中调出个元件组成电路,接着再设置解调电路中各个模块的参数并加以运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设置的系统性能.通过对波形分析,验证课程设计的正确性。

要求：通过利用matlabsimulink，熟悉matlab simulink仿真工具。

通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，相关概念。

熟悉掌握2A S K的两种解调方法的基本原理，用matlab实现相干解调器和非相干解调器的设计。

更好的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。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日2ASK相干解调器和非相干解调器（包络检波法）设计1 设计目的（1）熟练掌握二进制数字振幅键控的基础知识，对2ASK的调制与解调有一定的了解。

（2）熟练掌握相干解调和非相干解调的基本原理，熟练掌握matlab simulink 的使用，用matlab simulink对系统进行建模，实现相干解调器和非想干解调器的设计。

（3）培养自己分析问题和动手的能力。

（4）培养查阅资料,独立思考问题的能力。

（5）课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，锻炼分析解决实际问题的能力。

目录1设计要求 (1)2基本原理 (1)2.1 2ASK调制原理 (1)2.2 2ASK解调原理 (2)2.3 Simulink介绍 (3)3建立模型描述 (5)3.1相干解调模型 (5)3.2非相干解调模型 (8)4模块功能分析或源程序代码 (9)4.1相干解调法的分析 (9)4.2非相干解调的分析 (10)5调试过程及结论 (10)6心得体会 (12)7参考文献 (13)徐小豪：）2ASK通信系统设计1设计要求设计一个2ASK通信系统，要求：（1）设计出2ASK通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。

2基本原理2.1 2ASK调制原理2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲取键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

波形变换如图1所示：图1 方案一硬件仿真图2ASK信号产生的方法有两种：模拟调制法和键控法（1）模拟调制法如图2所示：图2 模拟调制法（2）键控法如图3所示图3 键控法2.2 2ASK解调原理2ASK有两种基本解调方法：相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包络检波法）。

相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。

为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。

（1）相干解调如图4所示图4 相干解调（2）非相干解调如图5所示图5 非相干解调（3）调制与解调各个阶段如图6所示图6 波形变化图2.3 Simulink介绍Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。

2ASK非相干解调器（包络检波法）设计摘要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。

本课程设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统。

所谓2ASK即振幅键控（也称幅移键控），记做ASK,或称其为开关键控（通断键控），记做OOK 。

二进制数字振幅键控通常记做2ASK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;本来按照正常的步骤还应该加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率，但是在本次课程设计中老师并没有要求，所以我就不再赘述，此部分也就省略了;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。

通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。

基于以上的时代背景，在我的这次设计中，我首先应用了simulink对2ASK的非相干解调（包络检波法）系统进行了系统仿真；既然要进行2ASK的解调那对信号进行调制产生2ASK的信号就是首要的任务了。

对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK 是利用代表数字信息“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，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。

所以在这之后我自己假定了一组输入数字信号序列，输入到了2ASK的调制器中，然后输出地2ASK信号再进入我所设计的2ASK非相干解调器中并且进行了抽样判决；之后根据我自己所设计的仿真系统的各个部分之间的联系给出了每两个模块之间的波形和相应的分析；之后相应的还给出了信号经过各个器件之后的输出的波形；最后，通过给定的输入信号序列，2ASK的输入波形和解调后的输出波形总结并整理2ASK非相干解调器的特点，并加以一定的分析，最后给出了较为详细的2ASK非相干解调的解调原理。

实验五 基于Mat ‎l ab 的2‎A SK 和2‎FSK 调制‎解调一、实验目的1.掌握2AS ‎K 和2FS ‎K 的调制原‎理和解调原‎理。

2.学会Mat ‎l ab 仿真‎软件在振幅‎键控和频移‎键控调制中‎的应用。

3.掌握参数设‎置方法和性‎能分析方法‎。

4.通过实验中‎波形的变换‎，学会分析实‎验现象。

二、实验器材计算机，MATLA ‎B 软件 三、实验原理1、二进制振幅‎键控（2ASK ）频移键控是‎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”。

二进制振幅‎键控的表达‎式为：s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0＜t ≤T式中，w 0=2πf0为‎载波的角频‎率；A(t)是随基带调‎制信号变化‎的时变振幅‎，即A(t) = ⎩⎨⎧0A 典型波形如‎图1所示：图12ASK信‎号的产生方‎法通常有两‎种：相乘法和开‎关法，相应的调制‎器如图2。

图2（a）就是一般的‎模拟幅度调‎制的方法，用乘法器实‎现；图2（b）是一种数字‎键控法，其中的开关‎电路受s(t)控制。

在接收端，2ASK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‎（同步检测法‎），相应的接收‎系统方框图‎如图：2、二进制频移‎键控（2FSK）二进制频移‎键控信号码‎元的“1”和“0”分别用两个‎不同频率的‎正弦波形来‎传送，而其振幅和‎初始相位不‎变。

故其表达式‎为：=)(s t ⎪⎩⎪⎨⎧++时发送“”时发送“"0),cos(1),cos 21(ϕωϕωn n t A t A图4 2FSK 信‎号时间波形‎由图可见，2FSK 信‎号的波形（a ）可以分解为‎波形（b ）和波形（c ）,也就是说，一个2FS ‎K 信号可以‎看成是两个‎不同载频的‎2A SK 信‎号的叠加。

基于simulink的2ASK非相干解调系统的研究与仿真摘要通信系统中解调是从已经调制好的信号中解调出要得到的信息。

在本文中详细的介绍了2ASK信号的解调原理以及解调过程，并且对系统用matelab进行了模拟，得到了信号通过每个模块后得到的波形，并且得到了最后解调后的波形关键词2ASK matelab 解调一、课程设计教学目的及意义 (3)1.1课程设计的教学目的 (3)1.2课程设计的教学要求 (3)二、设计要求 (3)三、Simulink的简介 (4)四、二进制振幅键控（2ASK）的基本原理 (5)五、仿真 (6)5.1系统模型的建立 (6)5.2各部分参数的设定 (7)5.2.1 (7)5.2.2 (8)5.2.3 (8)5.2.4 (9)5.2.5 (9)5.2.6 (9)5.3 (10)5.3.1 (10)5.3.2 (10)5.3.3 (10)5.3.4 (11)一、课程设计教学目的及意义1.1课程设计的教学目的（1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

（2）巩固所学的专业技术知识，培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力，培养初步的独立设计能力；（3）通过课程设计实践，了解并掌握通信系统、通信调制解调等技术的一般设计方法，训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力，更好地将理论与实践相结合，提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。

1.2课程设计的教学要求加强学生基本功训练，做到理论与实际相结合，继承与创新相结合，充分发挥学生的主观能动性与教师因材施教、严格要求相结合，抓智力因素教育与非智力因素教育相结合，教书育人。

二、设计要求1、要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度。

要敢于创新，勇于实践，注意培养创新意识和工程意识。