二进制数字频带传输系统设计2ASK系统.doc
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武汉理工大学《专业课程设计2（通信原理）》课程设计说明书
目录
1技术要求 1
2基本原理 1
2.1二进制振幅键控（2ASK） 1
2.22ASK调制原理及框图 2
2.32ASK解调原理及框图 2
3建立模型描述 3
3.1用MATLAB实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调 3
3.2用SystemView来实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调 4
4模块功能分析及源程序代码 4
4.1MATLAB源程序代码 4
4.2SytemView模块功能分析 9
5调试过程及结论 12
5.1基于MATLAB的2ASK调制解调仿真过程及结论 12
5.2基于SystemView的2ASK调制解调仿真过程及结论 15
6心得体会 18
7参考文献 18
二进制数字频带传输系统设计—
2ASK系统
1技术要求
设计一个2ASK数字调制系统，要求：
（1）设计出规定的数字通信系统的结构；
（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
2.1二进制振幅键控（2ASK）
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。
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。
2ASK信号可表示为
式中,为载波角频率，s（t）为单极性NRZ矩形脉冲序列
其中，g（t）是持续时间为、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字
2.22ASK调制原理及框图
通常，二进制振幅键控信号的产生方法有两种，如下图2.2所示。
图2.2（a）就是一般的模拟调制方法，不过这里的是s（t）由上式规定，即
图2.2（b）就是一种键控方法，这里开关电路受s（t）控制。
二进制振幅键控信号，若一个信号状态始终为零，相当于处于断开状态，即
此时常称为通断键控信号（OOK）信号
图1图2
2.32ASK解调原理及框图
如同AM信号的解调方法一样，OOK信号也有两种基本的解调方法：
非相干解调（包络检波）和（同步检波）。
相应的接收系统组成的方框图如图所示。
二进制振幅键控方式是数字调制中出现最早的，也是最简单的。
这种方法最初用于电报系统，但由于它在抗噪声的能力上较差，故在数字通信系统中用得不多。
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。
图32ASK非相干解调接收系统
图42ASK相干解调接收系统
3建立模型描述
3.1用MATLAB实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调
在这里我们用两种方法来对这个二进制振幅键控（2ASK）来实现调制与解调的仿真。
第一种方法即是用MATLAB函数来实现，二进制振幅键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。
通常它的调制方法有两种，即模拟幅度调制方法和键控方法，在MATLAB里我们采用模拟幅度调制的方法，解调采用相干解调（包络检波法）的方式。
我们用SOURCE函数来产生一个原始二进制基带信号，即一个单矩形脉冲序列。
以askModu函数来进行模拟幅度调制，得到一个已调2ASK信号，并用此函数进行此2ASK信号的频谱分析。
然后用gussian函数加入加性高斯白噪声，再用demoASK函数进行想干解调并分别输出各点的输出波形，最后经过抽样判决后得出输出波形。
同时我们用CheckRatePe函数来得出误码率，最后运行主函数ASK_main可以看到各种波形。
3.2用SystemView来实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调
用systemview软件我们可以根据调制解调框图来分模块经行仿真，在这里我们同样用模拟调制方法，并采用相干解调和非相干解调两种方式经行解调，如下图
图5
其中模块0输出随机的0、1方波序列，经模块1与一定频率的正弦波（模块2）相乘，即得到模拟调制的二进制振幅键控（2ASK）信号，模块3和模块10为低通滤波器，模块12是与模块2同步的载波，用于同步检测法。
模块18、19为抽样判决器，他们提供一个比较电位来实现电压判决。
模块21、6、15、16、17为输出窗口。
4模块功能分析及源程序代码
4.1MATLAB源程序代码
4.1.1source函数
functionsendSignal=source（n,N）
sendSignal=randint（1,n）
bit=[];
fori=1:
length（sendSignal）
ifsendSignal（i）==0
bit1=zeros（1,N）;
else
bit1=ones（1,N）;
end
bit=[bit,bit1];
end
figure
（1）
plot（1:
length（bit）,bit）,title（'发送端二进制波形'）,gridon;
axis（[0,N*length（sendSignal）,-2,2]）;
end
4.1.2askModu函数源程序
functiontransmittedSignal=askModu（signal,bitRate,fc,N）
%signal=[10101001];
%bitRate=1000000;
%fc=1000000;
%N=32;
t=linspace（0,1/bitRate,N）;
c=sin（2*pi*t*fc）;
transmittedSignal=[];
fori=1:
length（signal）
transmittedSignal=[transmittedSignal,signal（i）*c];
end
figure
（2）
plot（1:
length（transmittedSignal）,transmittedSignal）;title（'ASK调制波形'）;gridon;
figure（3）
m=0:
length（transmittedSignal）-1;
F=fft（transmittedSignal）;
plot（m,abs（real（F）））,title（'ASK仿真频谱分析'）;
gridon;
%figure（4）
%plot（m,imag（F））;title（'ASK_frequency-domainanalysisimag'）;
%gridon;
End
4.1.3gussian函数源程序
functionsignal=gussian（transmittedSignal,noise）
signal=sqrt
（2）*transmittedSignal;
signal=awgn（signal,noise）;
figure（5）
plot（1:
length（signal）,signal）;
title（'包含噪声的波形'）,gridon;
end
4.1.4CheckRatepe函数源程序
functionPeWrong=CheckRatePe（signal1,signal2,s）
rights=0;
wrongs=0;
forki=1:
s-2
if（signal1（ki）==signal2（ki））
rights=rights+1;
else
wrongs=wrongs+1;
end
end
PeWrong=wrongs/（wrongs+rights）;
End
4.1.4demoASK函数源程序
functionbitstream=demoASK（receivedSignal,bitRate,fc,n,N）
loadnum
signal1=receivedSignal;
signal2=abs（signal1）;%整流
signal3=filter（num1,1,signal2）;%LPF,包络检波¨
IN=fix（length（num1）/2）;%延迟时间
bitstream=[];
LL=fc/bitRate*N;
i=IN+LL/2;
while（i<=length（signal3））%判决
bitstream=[bitstream,signal3（i）>=0.5];
i=i+LL;
end
figure（6）
subplot（3,1,1）;
plot（1:
length（signal1）,signal1）;title（'接收端波形（包含噪声）'）;gridon;
subplot（3,1,2）;
plot（1:
length（signal2）,signal2）;title（'整流之后的波形'）;gridon;
subplot（3,1,3）;
plot（1:
length（signal3）,signal3）;title（'LPF滤波后的包络波形'）;gridon;
bit=[];
fori=1:
length（bitstream）
ifbitstream（i）==0
bit1=zeros（1,N）;
else
bit1=ones（1,N）;
end
bit=[bit,bit1];
end
figure（7）
plot（bit）,title（'接收端二进制波形'）,gridon;
axis（[0,N*length（bitstream）,-2.5,2.5]）;
end
4.1.5ASK_main函数源程序
closeall
clearall
%{
ti=0;
fpeask=[];
startn=-6;
endn=18;
forti=startn:
end
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