数字通信系统的设计与实现

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1、通信原理课程设计报告题目数字通信系统的设计与实现学院电子信息工程学院专业电子信息工程（本）学生姓名万登　学号201210312105年级2012级指导教师杨洪军职称讲师二〇一四年十二月Ⅰ数字通信系统的设计与实现摘要：数字通信系统有很多种，我以2ASK数字频带通信系统的设计与实现为例。本次设计是基于quartusⅡ仿真平台，利用VHDL编程语言进行设计与仿真。二进制振幅调制（2ASK）就是用数字基带信号控制正弦载波的振幅，使载波振幅随着二进制数字基带信号的变化而变化。此次设计进一步学习了quartusⅡ软件的使用，并且把VHDL语言与数字通

2、信系统的知识联系起来设计了2ASK调制与解调，为之后通信系统的学习奠定一定的基础。关键词：2ASK；quartusⅡ；仿真ⅠⅠ目录第1章绪论11.1引言11.2选题的目的和意义11.3本课程设计的主要内容21.4设计工具2第2章2ASK原理22.12ASK信号的产生22.22ASK信号的功率谱与密度32.32ASK信号的解调及抗噪性能42.3.12ASK信号的相干解调4第3章ASK调制解调与调制的VHDL系统建模73.1软件平台的介绍73.2ASK调制系统的的具体设计73.2.1ASK调制建模原理73.2.2基于VHDL的ASK调制系统的

3、仿真分析83.2.3解调建模原理113.2.4基于VHDL的ASK解调系统的仿真分析11第四章总结14参考文献15Ⅰ成都学院（成都大学）课程设计报告第1章绪论1.1引言I数字基带信号是低通型信号，其功率谱集中在零频附近，它可以直接在低通型信道中传输。然而，实际的信道多是带通型的吗，数字基带信号无法直接通过带通型信道。因此，在发送端需要把数字基带信号的频谱搬移到带通信道的通带范围内，以便信号在带通信道中传输，这个频谱的搬移过程称为数字调制，频谱搬移前的数字基带信号称为调制信号，频谱搬移后的信号称为已调信号。相应地，在接收端需要将已调信号的频

4、谱搬移回来，还原为原数字基带信号，这个频谱的反搬移过程称为数字解调。数字基带信号通过带通型信道传输的系统如图1-1所示。和数字基带传输系统相对应，这个系统又称为数字频带传输系统。发送端的调制器完成数字基带信号频谱的搬移，接收端解调器完成已调信号频谱的反搬移。图1-1数字频带传输系统框图调制的目的就是实现频谱的搬移，而实现频谱搬移的方法是用基带信号去控制正弦波的某个参量，使这个参量随基带信号的变化而变化。由于基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号两种，因此，调制也分为数字调制和模拟调制两大类。由于正弦波有幅度、频率和相位三个参数，因此，数

5、字调制技术也有三种基本形式：数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。数字振幅调制又叫做幅移键控（ASK）,当基带信号为二进制数字信号时，它又叫称为二进制幅移键控（2ASK）.1.2选题的目的和意义16成都学院（成都大学）课程设计报告ASK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的热点。在实际应用当中，大型、复杂的系统直接实验的耗费相当的昂贵，而在通信系统中的研究也是一项十分复杂的技术。由于技术的复杂性，现在越来越重视采用计算机仿真技术进行系统的仿真与设计，

6、利用仿真可以大大的降低实验的成本。在实际的通信中，很多信道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，使载波的某些参量随基带信号的变化而变化，即正弦载波调制。数字调制传输在现代通信中发挥越来越重要的作用。1.3本课程设计的主要内容（1）介绍了二进制振幅调制2ASK的基本原理，包括调制与解调的基本方法。（2）在quartusⅡ软件平台编程实现2ASK的调制与解调，观察仿真波形并分析。1.4设计工具计算机和quartusⅡ软件第2章2ASK原理2.12ASK信号的产生二进制振幅调制就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的振

7、幅，使载波振幅随着二进制数字基带信号的变化而变化。由于二进制数字的基带信号只有两个不同的码元（符号），因此受控后的正弦波也只有两个不同的振幅，如图2-1所示。s(t)为调制信号，每个码元的持续时间为Ts,在二进制中，码元宽带等于比特宽度，所以在二进制数字调制中Ts=Tb。S2ASK(t)为已调信号，它的振幅受s(t)控制，也就是说它的振幅携带有s(t)的信息。图2-1二进制振幅调制波形16成都学院（成都大学）课程设计报告产生已调信号S2ASK(t)的部件称为2ASK调制器。图2-2是用相乘器实现的2ASK调制器框图及2ASK信号产生过程的

8、波形示意图。输入是二进制单极性全站空数字基带信号s(t)，载波信号c(t)，输出已调信号S2ASK(t)。图2-22ASK调制器及2ASK信号的产生2.22ASK信号的功率谱与密度由图2-2可