2ASK调制解调课程设计论文(简单版)

目录1 引言1.1课题研究的背景和意义………………………………………………1.2研究现状………………………………………………………………1.3论文的内容安排…………………………………………………………2 系统原理及设计方法2.1 2ASK调制的原理…………………………………………………………Y2.2 ASK解调原理及设计方法……………………………………………………3 ASK调制与解调的VHDL系统建模3.1软件平台介绍…………………………………………………………………3.2整体方案设计…………………………………………………………………4 2ASK调制系统VHDL建模4.1 2ASK调制系统仿真模型………………………………………………………4.1.1 m序列原理…………………………………………………………4.1.2 m序列的实现……………………………………………………4.1.3分频器原理………………………………………………4.2 调制程序实现……………………………………4.2.1 M序列的实现…………………………………………4.2.2分频器的实现……………4.3 2ASK调制系统仿真……………4.3.1 M序列伪随机码仿真…………………………………………4.3.2分频器仿真……………………………………………4.3.3 2ASK调制仿真……………………………………………………5 2ASK解调系统VHDL建模与仿真5.1 2ASK解调系统仿真模型………………………………………………………5.2 2ASK解调系统的实现…………………………5.2.1 2ASK解调系统的VHDL设计…………………………………………5.2.2 2ASK解调系统的仿真结果………………………………5.2.3 2ASK解调仿真的误码……………………………………………5.3 本章小结…………………………………………………………1 引言1.1课题研究的背景和意义通信即传输信息，进行信息的时空转移。

通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。

实现通信的方式和手段很多，如手势、语言、旌旗、烽火台和击鼓传令，以及现代社会的电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等，这些都是消息传递的方式和信息交流的手段。

伴随着人类的文明和科学技术的发展，电信技术也是以一日千里的速度飞速发展，如今，在自然科学领域涉及“通信”这一术语时，一般指“电通信”。

现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。

改革开放以来，我国的通信建设有了迅速的发展，但与一些发达国家相比还是比较落后。

随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像，通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。

现有的传输媒介电缆，微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。

传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。

目前，数字通信已经成为当代通信技术的主流。

下图为数字通信系统的一般模型图1.1 数字通信系统的一般模型与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点：1 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累; 2 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性;3 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网。

4 在数字通信中，各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输。

在系统中对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号。

5 数字信号易于加密处理，所以数字通信保密性强。

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通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响。

从模拟调制到数字调制，从二进制发展到多进制调制，虽然调制方式多种多样，但都是朝着使通信系统更高速、更可靠的方向发展。

一个系统的通信质量，很大程度上依赖于所采用的调制方式。

因此，对调制方式的研究，将直接决定着通信系统质量的好坏。

ASK（Amplitude－Shift Keying）作为一种简单高效便捷,易于实现的特点, 在目前的通信领域中有着其独特的位置，对基于ASK 的通信系统的研究与应用也是众多研究项目中的热点。

在实际应用当中，大型、复杂的系统直接实验是十分昂贵的，而通信系统设计研究是一项十分复杂的技术。

由于技术的复杂性，在现代通信技术中，越来越重视采用计算机仿真技术来进行系统分析和设计。

利用仿真，可以大大降低实验成本。

在实际通信中，很多信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓正弦载波调制。

1.2研究现状ASK（Amplitude－Shift Keying）振幅调制作为数字调制传输的一种常用方式，具备上述所有的优点，所以ASK的应用是非常广泛的，如在基于ASK的神经网络解调器研究上与传统解调器相比,它有一些很重要的特点:第一,基于ASK的神经网络算法用于解调处理,其抗干扰性能优于传统方法;第二,基于ASK的神经网络解调器有和传统解调器相似的处理单元,但在神经网络中,这些功能被整合在多个神经元中,无需对每个处理单元和功能进行单独设计,这些处理功能都是在其学习过程中自己获得的;第三,解调系统为并行结构,所以处理速度比传统速度更快。

还有开发多信道通信系统时针对ASK中频信号发生器和接收机的FPGA设计及实现的研究,研究结果表明能增加系统的冗余性,提高系统的可靠性。

有较为广泛的市场前景的应用于智能系统包括家庭保安系统、自动化控制系统、汽车门禁系统以及RFID等领域的工作于超高频(UHF)的射频接收机也常使用于ASK数字调制方式。

在其它应用中还有如基于ASK无线射频收发模块的安防系统，无线射频数据传送电路和EMC微处理器设计为一体,构成具有检测不同信号和无线数据传输的功能模块,并通过无线接收模块与电话网络连网,应用于家庭及单位的安防系统。

通信系统的发展日新月异。

20世纪末，EDA（Electronic Design Automation电子设计自动化）技术获得了飞速的发展。

它的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术。

采用EDA技术来设计并测试通信系统，能有效地缩小了系统的体积,降低了成本,增加了可靠性。

EDA技术中的VHDL语言使得设计具有良好的可移植性及产品升级的系统性。

1.3论文的内容安排本文论述了基于VHDL实现ASK数字调制系统的方法，和在QUARTUS上的仿真调试。

具体内容安排如下：第一章介绍课题研究的背景，意义以及ASK的发展现状；第二章研究2ASK 调制解调系统的原理及设计方法；第三章根据各个系统的总体功能与硬件特点，设计总体框图；第四章根据VHDL 语言特点，对调制系统进行VHDL 建模与仿真；第五章对解调系统进行vhdl建模与仿真。

2 系统原理及设计方法2.1 2ASK调制的原理幅度键控2ASK（Amplitude-shift keying）技术是一种数字调制技术，它是连续波调制。

2ASK指的是振幅键控方式。

其调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度。

2ASK技术主要是用在数据传输方面，它的优点是有效性好，随着输入信噪比的增加，系统的误码率将更迅速地按指数规律下降。

幅度键控的调制可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。

幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。

在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。

使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号，二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。

2ASK信号典型的时域波形如图2所示图2.1 2ASK信号典型的时域波形2ASK信号的时域数学表达式为：e aAK t=s t cosωc t (2.1)式中,ωc为载波角频率，s(t)为随机的单极性二进制基带脉冲序列。

s t=a n g(t−nT b)（2.2）其中，g(t)是持续时间为T b、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数，a n为二进制数字0，出现概率为（1−p）（2.3）1，出现概率为p2ASK信号的产生方法（调制方法）有两种，如下图2.1所示：图2.22ASK信号的产生方法图（a）是一般的模拟幅度调制方法，不过这里的s(t)由式（2.2）规定；图（b）是一种键控方法，这里的开关电路受s(t)控制。

图（c）给出e0(t)的波形示例。

二进制幅度键控信号，由于一个信号状态始终为0，相当于处于断开状态，故又常称为通断键控信号（OOK信号）。

2.2 ASK解调原理及设计方法ASK信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。

包络检波法的原理方框图如图2.3所示:2.3 包络检波法的原理方框图带通滤波器（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y t=e0t=s t cosωc t，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{an}。

相干检测法原理方框图如图2.4所示:2.4相干检测法原理方框图相干检测就是同步解调，要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干载波。

包络检波法是一种非相干解调，信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，然后进行解调和抽样判决。

采用包络检波法的接收系统通常工作在大噪比的情况下，最佳门限值为接收信号包络值的一半，也就是说对于2ASK的包络检波法来说，最佳门限值和接收信号的包络值有关，这个特性使得2ASK不适用于变参信道。

同步检测法也称相干解调，信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，相乘器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。

低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰，通常判决电平取A/2。

由于信号只有1和0两种状态，因此只需要在每个信号间隔内做出一次判决即可，由采样判决电路完成。