目录1 技术要求12 基本原理12.1 频带传输的意义12.2 2ASK调制12.2.1 基本原理12.2.2 两种调制法22.2.3 功率谱密度32.3 2ASK解调33 建立模型描述43.1 使用SystemView实现2ASK模型仿真4 3.2 使用Simulink实现2ASK模型仿真53.3 使用Matlab编程实现2ASK模型仿真64 模型组成模块功能描述或程序注释74.1 使用SystemView实现2ASK模型仿真74.1.1 调制模块74.1.2 信道模块84.1.3 解调模块84.2 使用Simulink实现2ASK模型仿真94.2.1 调制及信道模块94.2.2 解调模块104.3 使用Matlab编程实现2ASK模型仿真115 调试过程及结论135.1 使用SystemView编程实现2ASK模型仿真135.1.1 采用模拟相乘法调制，及信道加噪后各点输出波形135.1.2 采用非相干解调各点输出波形135.1.3 采用相干解调各点输出波形145.1.4 模拟调制法与键控法比较155.1.5 波形分析155.2 使用Simulink编程实现2ASK模型仿真165.2.1 模拟调制，相干解调各点输出波形165.2.2 模拟调制，非相干解调各点输出波形175.3 使用Matlab编程实现2ASK模型仿真186 心得体会187 参考文献19二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 频带传输的意义实际生活中，大多数信道因具有带通特性而不能直接传输基带信号，因为基带信号往往含有丰富的低频分量。
因此必须用数字基带信号对载波进行调制，即完成频谱搬移，以使信号与信道的特性相匹配。
常用的调制方法有振幅键控<2ASK），频移键控<2FSK），相移键控(2PSK>。
这里使用二进制振幅键控<2ASK）。
2.22ASK调制2.2.1 基本原理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：，S (t>为单极性数字基带信号。
其调制过程如图1所示：图1 2ASK 调制过程2.2.2两种调制法2ASK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。
模拟调制法使用乘法器实现，如图2所示。
键控法使用开关电路实现，如图3所示。
图2 模拟调制法图3 键控法2.2.3功率谱密度若设S(t>的功率谱密度为Ps<f ），2ASK 信号的功率谱密度为，则由图4可见，2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移，由连续谱和离散谱组成。
e 0( t也称 OOK 信号开关 K 接01 K 接1定时脉冲S( t >e d图4 2ASK 功率谱密度2.32ASK 解调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。
解调过程如图5所示。
图5 相干解调包络检波器通常由整流器和低通滤波器组成，可以直接从已调波中提取原始基带信号，结构简单，如图6所示。
经过各个模块后波形变化如图7所示。
图6 非相干解调e of c +f c f f c + f c - f f c图7 非相干解调过程的时间波形3建立模型描述3.1使用SystemView实现2ASK模型仿真SystemView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>去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。
利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，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SystemView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。
在此次设计中，使用SystemView实现两种调制方法和两种解调方法<相干解调和非相干解调），同时在信道传输中加入高斯噪声。
在结果分析中，对使用模拟相乘法调制的信号所进行的两种不同解调方式的误码率，眼图，功率谱密度做了比较。
原理图如图8所示。
图8 SystemView仿真原理图3.2 使用Simulink实现2ASK模型仿真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，丰富的可扩充的预定义模块库。
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。
Simulink被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI> ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
在此次设计中，使用Simulink实现模拟调制法和两种解调方法<相干解调和非相干解调），同时在信道传输中加入高斯噪声。
原理图如图9所示。
图9 Simulink仿真原理图3.3 使用Matlab编程实现2ASK模型仿真在此次设计中，由于对Matlab编程不是特别熟练，仅实现了模拟调制，信道加噪，相干解调<仅使用低通滤波）。
这里用到的主要函数有：rand随机数产生函数，ellipord椭圆滤波器阶数选择函数，ellip椭圆滤波器产生函数，filter滤波函数。
使用编程主要是信号的产生和滤波器的编写，而重中之重是滤波器的设计，如果能设计出较好的滤波器，基本上编程不存在难度。
4模型组成模块功能描述或程序注释4.1使用SystemView实现2ASK模型仿真4.1.1 调制模块模拟调制法和键控法在SystemView上使用的元件如图10所示。
各元器件编号，图符，名称，功能及参数如表1所示。
通过参数可以发现，1000HZ 的基带信号由2000HZ的载波进行调制。
模拟调制法中，直接将载波与基带信号相乘，这里载波输出为COS波形。
键控法中，设门限为0.5V，由基带信号控制键的方向。
当基带信号值大于0.5V，则输出载波；否则输出0<阶跃信号值设为0）。
图10 SystemView调制模块表1 SystemView调制模块元件参数表续表1 SystemView调制模块元件参数表4.1.2信道模块在信道中加入高斯噪声，如图11所示。
其中编号7为加法器，编号8为高斯噪声，参数为Con=Std，Std=0.3V图11 信道模块4.1.3 解调模块解调使用了相干解调和非相干解调两种方式，如图12所示。
相干解调经过带通—相乘—低通—抽样判决后输出。
非相干解调经过带通—全波整流—低通—抽样判决后输出。
图12SystemView解调模块各元件具体情况见表2。
表2 SystemView解调元件参数表4.2 使用Simulink实现2ASK模型仿真4.2.1 调制及信道模块仿真模块实现模拟调制法：基带信号与载波相乘，以及信道加高斯噪声，模块图如图13所示。
各元件参数如表3所示。
图13 Simulink调制及信道模块表3 Simulink调制元件参数表4.2.2解调模块解调模块中，相干解调法经过相乘器—低通—抽样判决后输出；非相干解调经过整流—低通—抽样判决后输出。
这里调制信号省略了经过带通滤波器这一环节，影响不大。
低通滤波器后面整个部分是抽样判决器。
其中，抽样由同步冲激信号与解调信号相乘实现，信号值与开关门限值进行比较后，若信号值较大，则输出1，否则输出0，这样就实现了判决功能。
原理图如图14所示，参数表如表4所示。
图14 Simulink 解调模块表4 Simulink 解调元件参数表续表4 Simulink 解调元件参数表4.3使用Matlab编程实现2ASK模型仿真clear。
close all。
%%%%%%%%%%%%%%%%%随机生成原始信号t=0:0.0001:1-0.0001。
%取10000个采样点f=100。
%载波参数设置carrier=cos(2*pi*f*t>。
M=500。
p=length(t>/M。
%每500个点分成一份，共20份randNum=rand(1,p>。
%产生20个随机数Signal=zeros(1,length(t>>。
%产生10000个全0序列for i=1:p %将随机数判为1或0if randNum(i>>=0.5randNum(i>=1。
elserandNum(i>=0。
endendfor j=0:p-1。
%产生原始信号，共20个码元for n=1:M。
Signal(j*M+n>=randNum(j+1>。
endend%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制过程ASK_Signal=carrier.*Signal。
% 调制信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%信道noise=randn(1,10000>/5。
%噪声生成ASK1=ASK_Signal+noise。
%加噪处理%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%解调过程ASK2=ASK_Signal.*carrier。
%与本地载波相乘%低通椭圆滤波器fp=20。
fs=80。
Fs=8000。
%通带截止频率，阻带截止频率rp=1。
rs=40。
%通带波动，阻带衰减wp=2*pi*fp/Fs。
ws=2*pi*fs/Fs。
[N,Wn]=ellipord(wp,ws,rp,rs>。
%椭圆滤波器阶数选择函数[b,a]=ellip(N,rp,rs,Wn>。
%椭圆模拟滤波器原型ASK_out=filter(b,a,ASK2>。
%滤波%%判决器panjue=max(ASK_out>/2。