基于System View的2ASK调制解调器设计

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趋完善，到现在数字调制技术的广泛应用。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。

本毕业设计主要是利用System View仿真软件平台，设计一个2ASK调制解调器系统，用示波器观察调制前后的信号波形，并将其记录下来，分析该系统的性能。通过System View的仿真功能模拟实际中的2ASK调制解调。

本课题研究的是基于System View的2ASK调制解调器设计。文中将调制解调器分成调制与解调两个部分进行设计，对调制、解调的两种方法进行简单的介绍，进而对比，选择出合适的方法完成设计。

关键词：System View；调制；解调；2ASK；

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常州工学院毕业设计论文 Abstract

The modern communication system requirements for communication distance, communication capacity, transmission quality. As one of its key technologies of modulation and demodulation techniques is an important direction for researchers. From the earliest analog AM FM technology is maturing to the extensive application of digital modulation techniques. Making transport more effective and reliable information. Binary digital amplitude shift keying is an ancient way of modulation, the basis of a variety of digital modulation.

This graduation system View simulation software platform designed a 2ASK modem system, use the oscilloscope before and after the observed modulation signal waveform, and record and analyze the performance of the system. By system view simulation of2ASK modulation and demodulation

Of this research project is based on the System View 2ASK modem design. Paper, the modem is divided into two parts of the modulation and demodulation design, a brief introduction on the two methods of modulation, demodulation, and then contrast, choose the appropriate method to complete the design.

Keywords：System View；Modulation；Demodulation；2ASK

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常州工学院毕业设计论文 目 录

摘 要 ························································································································· I ABSTRACT ···················································································································· II 第一章 绪论 ············································································································· 1

1.1通信系统模型 ································································································ 1 1.2数字通信系统 ································································································ 2 1.3 模拟通信系统 ······························································································· 3 1.4通行系统发展现状和趋势 ············································································· 4 1.5 数字通信发展的主要技术 ············································································ 6 1.6数字信号的频道传输····················································································· 8 第二章 SYSTEM VIEW的应用 ············································································· 10

2.1 SYSTEM VIEW的简介 ··············································································· 10 2.2 SYSTEM VIEW的操作 ··············································································· 11 2.2.1 SYSTEM VIEW的用户环境 ···································································· 11

2.2.2 SYSTEM VIEW的操作步骤 ······························································· 12 2.2.3 SYSTEM VIEW的应用领域 ······························································· 12 2.3 SYSTEM VIEW的特点 ··············································································· 13 2.4 SYSTEM VIEW的功能 ··············································································· 15 2.5 SYSTEM VIEW的基本使用 ······································································· 16 2.6 SYSTEM VIEW的系统定时窗口································································ 17 第三章 2ASK调制解调的基本原理 ······································································ 19

3.1 2ASK的定义 ······························································································· 19 3.2 2ASK的调制 ······························································································· 19 3.3 2ASK的解调 ······························································································· 20

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常州工学院毕业设计论文 3.4 2ASK功率谱密度 ······················································································· 21 3.5 2ASK的抗噪声性能···················································································· 22 第四章 基于SYSTEM VIEW的调制解调系统设计 ··············································· 24

4.1 2ASK的信号调制 ······················································································· 24 4.2 2ASK的调制解调 ······················································································· 25 4.3 2ASK调制解调的功能模版分析 ································································ 26 第五章 测试过程及结果 ·························································································· 31 小 结 ······················································································································· 37 参考文献 ··················································································································· 38 致 谢 ······················································································································· 40

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常州工学院毕业设计论文 第一章 绪论

如今社会通信技术的发展速度可谓日新月异，计算机的出现在现代通信技术的各种媒体中占有独特的地位，计算机在当今社会的众多领域里不仅为各种信息处理设备被使用，而且它与通信向结合，使电信业务更加丰富。随着人类经济和文化的发展，人们对通信技术性能的需求也越来越迫切，从而又打打推动了通信科学的发展。

在通信理论上，先后形成了“过滤和预测理论”、“香浓信息论”、“纠错编码理论”、“信源统计特性理论”、“调制理论”等。通信作为社会的基本设施和必要条件，引起的世界各国的广泛关注，通信的目的就是从一方向另一方传送信息，给对方以信息，但是消息的传送一般都不是直接的，它必须借助于一定形式的信号才能便于远距离快速传输和进行各种处理。

1.1通信系统模型

实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。图1-1描述了一个点与点之间的通信系统模型。通信的过程就是把发送端信息传送或交换到接收端的过程。

信息源发送设备信息接收设备受信者发送端噪声源图1-1 通信系统的一般模型

接收端 图中信息源产生信息流，其作用是把各种信息转换成原始电信号，称为消息信号或基带信号。电话机、电视机、摄像机等各种模拟终端设备和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。前者是模拟信源，输出模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的信息信号变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是常见的变换方式。对数字通信来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，

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常州工学院毕业设计论文 信道可以是大气，在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。有线与无线均有多种物理媒质。媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。根据研究对象的不同，需要对实际的物理媒质建立不同的数字模型，以及反映传输媒质对信号的影响，噪声是通信设备中各种设备以及信道中所固有的，通常是人们所不希望的。噪声的来源是多样的，它可以分为内部噪声和外部噪声，而且外部噪声往往是从信道引入。因此，为了分析方便，便把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道。接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路、受信者是传输信息的接收终端，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。

1.2数字通信系统

数字通信系统是传输数字信号的通信系统。数字通信涉及信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等技术问题。数字通信系统模型如图1-2所示。

信息源信源编码器信道编码器数字调制器信道数字解调器信道译码器信源译码器受信者噪声源图1-2 数字通信系统模型

（1）信源编码与译码

信源编、译码可以提高通信的有效性。通过信源编码减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩。码元速率将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的有效性。当信息源给出的是模拟语言信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。

（2）信道编码与译码

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常州工学院毕业设计论文 信源编、译码可以提高通信的可靠性。数字信号在信道传输时，由于噪声、衰弱以及人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码。从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。

（3）数字调制与解调

数字调制就是把数字基带信号的频谱向高频搬移，形成适合在信道中传输的频道信号的过程。基本的数字调制方式有振幅键控ASK、频移键控FSK、绝对相移键控PSK、相对（差分）相移键控DPSK。对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。但在一些有限信道中，传输距离不太远且通信容量不太大时，数字基带信号无需调制，可以直接传送，称为数字信号的基带传输，其模型中就不包括数字调制与解调环节，如计算机局域网络中的数据通信。

（4）同步与数字复接

同步是使收、发两端的信号在时间撒花姑娘保持步调一致，同步是保证数字通信系统有序、准确可靠工作的不可缺少的前提条件。按照同步的功用不同，可分为载波同步、为同步、群同步和网同步。数字复接就是一句时分复用基本原理把若干个低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输容量和提高传输效率。

需要指出的是，模拟通信与数字通信的区别仅在于信道中传输的信号种类。模拟信号经过数字编码可以在数字通信系统中传输，如数字电话系统就是以数字方式传输模拟语言信号的。数字信号经过模拟调制也可以子啊模拟通信系统中传输，计算机数据基带信号经过调制解调器（Modem）进行正弦调制，就可以通过模拟电话线路传输。

1.3 模拟通信系统

模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。我们知道，信源发出的原始电信号是基带信号的含义是指，信号的频谱从零频附近开始，如语言信号为300-3400Hz，图像信号为0-6MHz。由于这种信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接接触，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，并

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常州工学院毕业设计论文 可在接收端进行反变换。完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。经过调制以后的信号称为已调信号。已调信号有三个基本特征：一是携带有信息，二是适合在信道中传输，三是信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称为频带信号。

需要指出，消息从发送端到接收端过程中，不仅仅只有连续消息与基带信号和基带信号与频带信号之间的两种交换，实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。由于调制与解调两种变换对信号的变化起绝对性作用，而其它过程对信号不会发生质的变化，只是对信号进行了放大或改善了信号特征，因而被认为是理想的而不予讨论。模拟通信系统模型如图1-3所示。通过比较可知，图1-2中的发送设备和接收设备就是图1-3中的调制器和接收器。

信息源调制器信息调制器受信者噪声源 图1-3 模拟通信系统模型

1.4通行系统发展现状和趋势

（1）光纤通信系统

光纤通信系统具有容量大、成本低的优点。光纤通信是以光导纤维（简称光纤）作为传输媒质，以光波为运载工具（载波）的通信方式。与同轴电缆相比，光纤频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强，光纤通信发展迅速，已成为各种通信干线的主要船速手段。

目前，单波长光通系统速率已达10Gbit/s，采用密集波分复用（DWDM）技术来扩容是当前实现超大容量光纤传输的重要技术。近年来，DWDM技术取得了较大的进展，美国AT&T实验室等机构已成功完成了Tbit/s的传速试验。

光传送网是通信网未来的发展方向，它可以处理高速率的光信号，摆脱电子瓶颈，实现灵活、动态的光层联网，透明地支持各种格式的信号以及实现快速网络恢复。因此，世界上许多国家纷纷进行研究、试验、验证由波分复用、光交叉连接设备及色散位移光纤组成的高容量通信网今后的可行性。

（2）卫星通信系统

卫星通信的特点是：通信距离远、覆盖地域广，不受地理条件限制，传输容

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常州工学院毕业设计论文 量大，建设周期短，可靠性高。卫星通信系统是将通信卫星作为空中中继站，能够将地球上某一地面站发射来的无线电信号转发到另一个地面站，从而实现两个或多个地域之间的通信。根据通信卫星与地面之间位置关系，可以分为静止通信卫星（或同步通信卫星）和移动通信卫星。静止通信卫星是轨道在赤道平面上的卫星,它离地面高度35780km采用三个相差120°的静止通信卫星就可以覆盖地球的绝大部分地域（两级盲区除外）。卫星通信系统又通信卫星、地球站、上行线路及下行线路组成。上行线路和下行线路是地球站至通信卫星级通信卫星至地球站的无线电传播途径，通信设备集中于地球站和通信卫星中。

（3）数字移动通信

移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段。数字移动通信系统是将通信范围分为若干个相距一定距离的小区，移动用户还可以从一个城市漫游到另一个城市，甚至到另一个国家与原注册地的用户终端通话。数字蜂窝移动通信系统主要由三部分组成：控制交换中心、若干基地台、诸多移动端。通过控制交换中心进入公用有线电话网，从而实现移动电话与固定电话、移动电话与移动电话之间的通信。

目前广泛应用的是第二代移动通信系统，采用窄带时分多址（TDMA）和窄带码分多址（CDMA）数字接入结束，以形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS-95系统、日本的PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。

第二代移动通信系统实现了区域内的制式的统一，覆盖了大小城市，为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通信终端的普及，移动用户数量成倍的增加，第二代移动通信的缺陷也逐渐的显现，如全球漫游问题、系统容量问题、频谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此，从20世纪90年代中期开始，各国和世界组织又开展了第三代移动通信系统的研究，它包括地面系统和卫星系统。移动终端既可以在连接到地面的网络，也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在2000MHz频段。国际电信联盟正式将其取名为IMT-2000。IMT-2000的目标和要求是：统一频段，统一标准，达到全球无缝隙覆盖，提供多媒体业务，传输速率最高应打到2Mbit/s，其中车载为144kbit/s、步行为384kbit/s、室内为2Mbie/s；频谱利用率高，服务质量高，保密性能好；易于由第二代系统过度和演进；终端价格低。目前第三代移动通信系统有多个标准，我国提出的TD-SCDMA标准也是其中之一，这表明我国在移动通信领域以具有参与国际竞争的能力。

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常州工学院毕业设计论文 1.5 数字通信发展的主要技术

各个频段、各种用途的数字通信虽然千差万别，但归纳起来, 采用现代通信技术构成的典型的数字通信系统包括数字信号形成、调制与解调、同步系统、收发信机和信道。信号的处理和变换部分，包括信源编码与解码、加密与解密、信道编码与解码、多路分解与合成、扩频与解扩、多址技术等。

1．数字信号形成

主要用来把源信息，如文字或模拟信息变换成适应数字系统处理和传输的数字符号。技术上包含字母编码、抽样、量化、脉冲编码调制。变换以后则形成基带或低通信号。字母编码是把文字信息如英文字母用二元比特流来表示，常用的有ASCII码和E-BCDIC码，从而变成数字格式。然后再变换成多元的数字符号和相应的多元波形，以利于基带传输。对于模拟信息如语声，则先按照抽样定理抽样，抽样频率至少为信号上限频率的两倍。量化则是把模拟信号无限多可能的连续值用有限多可能的离散值来代替。这些有限的离散值通过脉冲编码调制变换成各种类型的PCM波形。选用哪一种波形决定于是否包含直流分量、定时信号的提取、差错检测和所需带宽等因素的考虑。对于噪声干扰下基带信号的传输，在接收端可用最大似然接收机、匹配滤波器或相关检测器进行信号检测。如果传输通带不能满足奈奎斯特定理的要求，则会出现信号波形的流散，产生码间串扰。对数字通信经常研究的问题之一即如何消除码间串扰。一般可采用脉冲整形以减少所需带宽，也可采用横向滤波器或各种自适应均衡技术。

2．信源编码与解码

信源编解码的目的在于把所形成的数字信号在一定比特率下增加其信噪比， 或者在一定信噪比下减少比特率。换句话说，即尽量减少信源的多余度，用最少的比特来传送信息。信源编码的基本方法有三类。一类是匹配编码，它是根据信源中各元素的出现概率不同，分别给予不同长短的代码，使代码长度与概率分布相匹配，代码的平均长度比较短，数码也就少了。例如Huffman编码则属于这一类。另一类是变换编码，它是把信源从一种信号空间变换成另一种信号空间，然后对变换后的信号进行编码。

3．加密与解密

为了保证数字信号与所传信息的安全，一般应采取加密措施。数字信号比起模拟信号来易于加密，且效果也好。这是数字通信突出的优点之一。仙农曾论证了绝对保密(perfect secrecy)的条件是一次一密，且密钥的长度不小于明文的长度。

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常州工学院毕业设计论文 这样的加密方法在实际应用上有很大困难，特别是对多目标用户，密钥分配就难于解决。70年代以来，由于社会上的需求日增，密码学有了很大的发展。可以说, 美国国家标准局(NBS)颁布的数据加密标准（DES）和Diffie，Hellman 提出的公钥体制是其发展的两个里程碑。DEs属于块加密，它将明文先分组，然后与密钥用代换及转换的方法“充分搅拌”。由于多次搅拌，虽然密钥较短，密码分析者也不易将其破译。经NBS三次审查，决定可以用到1992年。公开密钥体制的特点是加密密钥与解密密钥不同，加密密钥可以公开，解密密钥则加以隐蔽，知道了加密密钥也难于推出解密密钥，对密文不易破译。公钥体制是建立在一类难解的、求逆困难的数字问题上的。现已提出多种算法:：Hellman和Diffie提出的算法基于离散对数求逆问题, Adleman，Shamir，Adleman提出的RSA体制是利用大素数难于进行因式分解；Merkle和Hellman的算法建立在背包问题基础上。目前, 有报导对背包体制已可破译，因而有效的还是RSA体制。数据通信网的加密解密问题，如数字签名、认证、密钥的管理以及分配等问题正引起人们越来越大的注意。

4．信道编码与解码

数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及人为干扰等，将会引起差错。仙农曾证明如果信源的速率低于信道容量，可采用编码和解码的方法，以任意小的差错概率在有噪声的信道上传输信息。数十年来提出了许多编解码的方法，以减小比特差错概率或者减小所需的比特能量与干扰功率谱密度之比。编解码带来的好处是以带宽的增加为代价的。采用大规模集成电路可实现运算量大、体积小、重量轻的编解码器，从而可获得8dB的性能改善。信道编码的一类基本方法是波形编码，或称为信号设计，它把原来的波形变换成新的较好的波形，以改善其检测性能。编码过程主要是使被编码信号具有更好的距离特性即信号之间的差别性更大。属于这类的编码有双极性波形、正交波形、多元波形、双正交波形等。另一类基本方法是结构化序列，在信息码外引入一定代数结构的冗余码，用以检出或纠正所发生的差错。这类编码方法可获得与波形编码相似的差错概率，但所需带宽较小。在这一大类编码方法中，又可分为分组码和卷积码。线性分组码中一个子类是循环码，它可用反馈移位寄存器来实现，易于检错和纠错，是一种很有效的编解码方法。目前分组码中著名的有汉明码、格雷码、BCH码、RS码等。卷积码的主要特点是有记忆特性，所编成的码不仅是当前输入的信息码的函数，而且与以前输入的信息码有关。卷积码的译码算法有多种序列译码、门限译码、Viterbi最大似然译码，以及反馈译码等。为了纠正成片突发差错，采用交织的方

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常州工学院毕业设计论文 法将其转变为随机差错。可以分组交织或卷积交织。此外, Viterbi采用译码的卷积码为内码，以RS码为外码的级连码，可以达到仅离仙农极限4dB。

5．多路及多址技术

在一个多用户系统中，为了充分利用通信资源和增加总的数据库的吞吐量，可以采用多路或多址技术。二者都是对多用户合理有效地分配通信资源。但前者是用户要求固定分配或慢变化地分享通信资源，后者则为远程或动态变化地共享资源，以满足每一用户的需要。基本的方法有频分、时分、码分、空分和极化波分。所有这些方式的共同点在于各用户信号间互不干扰，在接收端易于区分，它们都是利用信号间互不重叠，在频域、时域、空域中的正交性或准正交性。其中频分和时分是经典的，码分则是利用在时域或频域及其二者的组合编码的准正交性。空分和极化波分，则是在不同空域中频率的重用和在同一空域中不同极化波的重用。在实际系统中，又多为这些多路和多址技术的组合，如TDM/TDMA,FDM/FDMA 等。随着卫星通信网、信包无线通信网、局域计算机通信网的应用和发展，又出现了名目繁多的随机存取多址技术，如ALOHA及其各种变形，轮询技术，以及SPADE，CSMA/CD，Token-Ring等等，它们多适用于突发信息传输的系统。这些多址技术又称为各种算法和协议，它们的性能主要表现在系统传输信息的吞吐量和时延上。

除了上述5个主要技术问题外，还有多路及多址技术、调节与解调技术、扩展频谱技术、同步系统、有数字通信收发信机及数字信号在多径衰落信道传输的分析等问题。

1.6数字信号的频道传输

基带信号可以直接传输，但是目前大多数信道不适合传输基带信号。现有通信网的主体为传输模拟信号而设计的，基待数字信号不能直接进入这样的通信网。基带信号一般都包含有频率较低，甚至是直流的分量，很难通过有限尺寸的天线得到有效辐射，因而无法利用无线信道来直接传播。对于大量有线信道，由于线路中多半串接有电容器或并接有变压器等隔直流元件，低频或直流分量就会受到很大限制。因此，为了使基带信号能利用这些信道进行传输，必须使代表信息的原始信号经过一种变换得到另一种新信号，这种变换就是调制。实际中一般选正弦信号为基带信号，称为载波信号。代表所传信息的原始信号，使调制载波的信号。调制就是从载波的一个参量的变化来反映调制信号变化的过程。用载波幅度

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常州工学院毕业设计论文 的变化来反映调制信号的称为振幅调制；用载波的频率、相位反映调制信号变化的调制分别成为频率调制和相位调制。而实现这些调制过程得设备成为调制器。从已调波形中恢复调制信号的过程称为解调，相应的设备成为解调器。一般将调制器和解调器做成一个设备，可用于双向传输，称为调制解调器。

调制的另一目的是便于线路复用。在进行夺路传输时，各路数据的原始基带型号的频谱往往是相互重叠的，不能在同一线路上同时出数。经过调制后，各路信号可已搬移到频带湖不重叠的频段去传输，从而避免多路传输中的相互干扰。基于这种目的，信号经调制后在传输的方式又称为频带传输。

调制信号时模拟信号的称为模拟调制，模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接受端则对载波信号的调制参量连续地估值；而数字调制则是用载波的某些离散状态来表征所传输的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。二进制数字调制所用调制信号由代表“0”“1”的数字信号脉冲序列组成。因此，数字调制信号也成为键控信号。在二进制振幅调制、频率调制和相位调制分别称为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。数字调制产生模拟信号，其载波参量的离散状态是与数字数据相对应的，这种信号适宜于在带通型的模拟信道上传输。

频率调制是利用载波的频率变化来传输信息的，其中最简单的一种方式是二进制频移键控（2FSK）调制，它是继振幅键控信号之后出现比较早的一种调制方式。由于它的抗衰减性能优于ASK，设备又不算复杂，实现也比较容易，所以一直在很多场合，例如在中低速数据传输，尤其在有衰减的无线信道中广泛应用。二进制频移键控（2FSK）用靠近在载波的两个不同频率表示两个二进制数。FSK信号有两种产生方法：载波调频法和频率选择法。载波调频法产生的是相位连续的FSK信号，相位连续FSK信号一般由一个振荡器产生，用基带信号改变振荡器的参数，使震荡频率发生变化，这时相位是连续的。频率选择法一般是相位不连续的FSK信号，相位不FSK信号一般由两个不同频率的振荡器长生，由基带信号控制着两个频率信号的输出。由于这两个振荡器是相互独立的因此在转换或相反的过程中，不能保证相位的连续。

本论文就是基于System View的通信系统的仿真，也就是在System View软件环境下进行二进制振幅键控（2ASK）系统的设计，具体System View软件的应用和通信系统的设计与仿真下面会具体介绍。

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常州工学院毕业设计论文 第二章 System View的应用

2.1 System View的简介

System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。

利用System View，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，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。

SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库（Optional Library），基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。

System View能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。

System View的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标之间的转换。

在系统设计和仿真分析方面，System View还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。

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常州工学院毕业设计论文 2.2 System View的操作

2.2.1 System View的用户环境

进入System View 后，屏幕上首先出现设计窗口，所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成的。

在设计窗口中间的大片区域就是设计区域，也就是供用户搭建各种系统的地方。在设计窗口的最上端一行是下拉式命令菜单行，通过调用这些菜单可以执行System View的各项功能；设计窗口中菜单行的下面，紧邻在设计区域上端一行是工具栏，它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮；在工具栏的最右端是提示信息，当鼠标置于某一工具按钮上时,在该处会显示对该按钮的说明和提示信息；紧邻在设计区域左端是各种器件图标库，下面介绍些常用的几个库图标，如表2-1所示。

表2-1 常用图标

图标 连接节点 名称 作用 用于多个图符输入输出信号的汇聚、连接，在图符连接点较多时使用该节点功能可使设计窗口内的连线美观，有利于检查。 用于产生用户系统所需的信号源。这个库中的图符只有输信号源 子系统 加法器 算子 函数 乘法器 用于实现信号的收集、显示、分析以及输出（包括输出到文接收器 件）等功能。它只有输入，没有输出。 11

出，没有输入。 它代表一个复杂的子系统、子函数或仿真的子过程的图符。 对输入信号进行加法操作。 对输入数据进行某一算子操作，如延时、平均、滤波等。 对输入数据进行某一指定函数操作。 对输入信号进行乘法操作。 常州工学院毕业设计论文 2.2.2 System View的操作步骤

（一）选择设置信号源（Source）

选中该图标并按住鼠标左键将其拖至设计区内，这时所选中的图标会出现在设计区域中。双击设计窗口中的图标后，弹出的对话框，通过 Periodic Noise/PN Aperiodic和Import按钮进行分类选择和调用。选中后单击对话框中的参数按钮Parameters，在出现的参数设置对话框中设置幅度、频率、相位。完成后分别单击参数设置和源库对话框的按钮OK，从而完成该图标的设置。

（二）选择设置分析窗（Sink）

当需要对系统中各测试点或某一图标输出进行观察时，则应放置一个分析窗（Sink）图标，一般将其设置为“Analysis”属性。Analysis图标相当于示波器或频谱仪等仪器的作用，它是最常使用的分析型图标之一。具体操作和信号源设置类似。

（三）系统定时（System Time） System View系统是一个离散时间系统。

在每次系统运行之前，首先需要设定一个系统频率。各种仿真系统运行时，是先对信号以系统频率进行采样，然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值，最后在输出时，在分析窗内，按要求画出各个点的值或拟合曲线。所以，系统定时是系统运行之前一个必不可少的步骤。如果这类参数设置不合理，仿真运行后的结果往往不能令人满意，甚至根本得不到预期的结果。

当在系统设计区域完成设计输入操作后，单击“系统定时”(System Time) 按钮，此时将出现系统定时设置（System Time Specification）对话框，如图1.19所示。用户需要设置几个参数框内的参数，包括 起始时间（Start Time）和终止时间（Stop Time），采样率（Sample Rate）、采样间隔（Time Spacing）和采样点数（No. of Samples），频率分辨率（Freq.Res.），自动标尺（Auto Set No.Samples），系统循环次数（No. of System Loops）。需要注意的是采样率，一般为了获得较好的仿真波形，系统的采样率应设为系统信号最高频率的5至7倍。当采样率为系统信号最高频率的10倍以上时，仿真波形就几乎没有失真了。

2.2.3 System View的应用领域

（1）信号处理、通信和控制系统。包括模拟、数字和混合模式的系统； （2）相位和频率锁相环；

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常州工学院毕业设计论文 （3）调制、解调和通信建模； （4）完整的DSP系统设计和测试；

（5）模拟到数字变换系统、量化和采样系统（包括D/S数据转换）、同相和正交系统；

（6）线性和非线性系统的设计和测试。

（7）线性和非线性微分方程的解（包括模糊理论）； （8）控制系统设计和测试。

2.3 System View的特点

System View是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器的设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般系统的数字模型建立等各个领域，System View在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。

（1）强大的仿真设计系统。

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，可用于各种线性或非线性控制系统的设计与仿真。其特点是，利用它可以从各种不同角度，以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标——如幅频特性（波特图）、传递函数、掇轨迹图等之间的转换。它还可以实时地仿真各种位真（Bit True）的DSP结构，并进行各种系统的时域和频域分析、谱分析、以及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混频器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析等。

（2）丰富的库资源。

System View的基本库中包括多种信号源、接受窗、加法器、乘法器、各种函数（包括多项式、三角函数、对数函数、指数函数、逻辑函数等常用函数）运算器等。另外，它还带有各种专业库（如通信、逻辑、数字信号处理、射频/模拟等）以备选择，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。随着现代通信技术的不断发展，无线移动通信技术已日趋完善。利用System View带有的IS-95和3GPP-FDD扩展哭，可方便地完成第二代无线移动通信Q-CDMA系统以及第三代无线移动通信WCDMA系统的设计和仿真。System View还专门提供了对Turbo编码的系统仿真功能。数字电视业务是近年发展起来的一个新领域，利用System View带有的DVB库可以对其信号传输方式等进行分析与仿真。

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常州工学院毕业设计论文 （3）开放友好的用户界面

利用System View，无须与复杂的语言语句打交道，不必写一句代码，即可完成对各种系统的设计与仿真。可以像搭积木一样，快速地建立和修改系统，访问与调整参数、极其方便地加入注释。System View操作简单，图标系统形象直观，方便了从思路仿真、方案论证到硬件设计的实现。同时它具有与外部文件的接口，可直接读入真实的数据，并对其进行处理。也可以将处理结果输出到外部数据文件。另外，它还提供了与编程语言Visual C++以及仿真工具Matlab的接口，用户可以很方便地调用其函数或自定义图标功能。

（4）灵活的硬件设计接口。

除了一般的方案论证外，System View还提供了与多种硬件设计工具的接口；与Xilinx公司的软件CORE Generaator配套，可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需要的数据文件；通过与TI公司的DSP设计工具CCS（Code Composer Studio）的接口，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码，或在系统仿真中嵌入实际硬件电路；通过与Xpedion公司的射频/微波仿真工具的接口，可以将系统级仿真与电路级仿真结合起来，对分立元器件的射频/微波特性进行仿真。

（5）智能化的辅助设计。

在系统仿真时，System View能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息。通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标，这个功能对用户系统的诊断十分有效。它还可以在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的APG功能可以利用Visual C++环境，将系统编译成可脱离System View独立运行的可执行文件，同时可大大提高运行速度和仿真效率，在内存较大时效果尤为明显。

（6）动态的分析和后处理

在系统仿真方面，System View还提供了一个灵活地动态探针功能，可以对真实的示波器或频谱分析仪进行仿真。另外，还有真实而灵活的分析窗口用以检查系统波形。内部数据的图形放大、缩小、滚动等，全部可以通过鼠标操作很方便地实现。其带的“接收计算器”功能强大，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波等。

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常州工学院毕业设计论文 2.4 System View的功能

System View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。

（1）能仿真大量的应用系统。

能在DSP、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库，允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP和射频／模拟功能模块。特别适合无线电话（GSM，CDMA，FDMA，TDMA，DSSS）、无绳电话、寻呼机和调制解调器以及卫星通信系统（GPS，DVBS，LEOS）等的设计；能够仿真（C3x，C4x等）DSP结构；可进行各种系统时域/频域分析和谱分析；对射频／模拟电路（混合器，放大器，RLC电路和运放电路）进行理论分析和失真分析。

（2）快速方便的动态系统设计与仿真。

使用熟悉的Windows界面和功能键（单击、双击鼠标的左右键），System View可以快速建立和修改系统，并在对话框内快速访问和调整参数，实时修改实时显示。只需简单用鼠标点击图符即可创建连续线性系统、DSP滤波器，并输入／输出基于真实系统模型的仿真数据。不用写一行代码即可建立用户习惯的子系统库（MetaSystem）。 System View图标库包括几百种信号源、接收端、操作符和功能块，提供从DSP、通信、信号处理、自动控制、直到构造通用数学模型等的应用。信号源和接收端图标允许在System View内部生成和分析信号，并提供可外部处理的各种文件格式和输入/输出数据接口。

（3）在报告中方便加入System View的结论。

System View通过Notes（注解）很容易在屏幕上描述系统；生成的System View系统和输出的波形图可以很方便地使用复制（copy）和粘贴（paste）命令插入微软word等文字处理器。

（4）提供基于组织结构图方式的设计。

通过利用System View中的图符和MetaSystem（子系统）对象的无限制分层结构功能，System View能很容易地建立复杂的系统。首先可以定义一些简单的功能组，再通过对这些简单功能组的连接进而实现一个大系统。这样，单一的图符就可以代表一个复杂系统。MetaSystem的连接使用也与系统提供的其他图符同样简单，只要单击一下鼠标器，就会出现一个特定的窗口显示出复杂的MetaSystem。

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常州工学院毕业设计论文 但是在学习版中没有MetaSystem图符功能，必须升级到专业版才有此功能。

（5）多速率系统和并行系统。

System View允许合并多种数据采样率输入的系统，以简化FIR 滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的通信系统的设计与仿真，有利于提高整个系统的仿真速度，而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可降低对计算机硬件配置的要求。

（6）完备的滤波器和线性系统设计。

System View包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的FIR/IIR滤波类型和FFT类型，并提供易于用DSP实现滤波器或线性系统的参数。

（7）先进的信号分析与数据块处理。

System View提供的分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。分析窗口还提供一个能对仿真生成数据进行先进的块处理操作的接收计算器。 接收计算器块处理功能十分强大，内容也相当广泛，完全满足通常所需的分析要求。这些功能包括：应用DSP窗口，余切，自动关联，平均值，复杂的FFT，常量窗口，卷积，余弦，交叉关联，习惯显示，十进制，微分，除窗口，眼图模式，功能比例尺，柱状图，积分，对数基底，求模，相位，最大最小值及平均值，乘波形，乘窗口，非，覆盖图，覆盖统计，自相关，功率谱，分布图，正弦余弦，平滑（移动平均），谱密度，平方，平方根，窗口相减，波形求和，窗口求和，正切，层叠，窗口幂，窗口常数等。 System View还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查系统波形。内部数据的图形放大，缩小、滚动、谱分析、标尺以及滤波等，全都是通过敲击鼠标器实现的。

（8）可扩展性。

System View允许用户插入自己用C/C++编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到System View中，如同系统内建的库一样使用。

（9）完善的自我诊断功能。

System View能自动执行系统连接检查，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。

2.5 System View的基本使用

利用System View进行系统的设计、构建、仿真与分析，这一过程可概括为以

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常州工学院毕业设计论文 下3个步骤：

（1）根据设计要求与系统原理画出系统原理框图。

根据系统原理得到模拟框图，使用System View的基本步骤中，步骤（1）是实现仿真的基础。通过系统的微分方程，可以方便地画出其对应的系统模型框图。

（2）选择合适的图符和实现结构，把系统原理框图转化为System View模型，在System View设计窗口完成所设计的图形化仿真系统。

有了系统模拟框图，首先要选择合适的图符和实现结构把系统原理框图转化为System View模型。通过对系统原理的分析，确定了仿真所需要的图符后，就可以动手搭建这个系统的仿真模型。

（3）运行仿真程序，分析仿真结果。

仿真运行结束后，要对仿真结果进行分析，需要单击 按钮进入到分析窗口。

2.6 System View的系统定时窗口

System View系统是一个离散时间系统，也就是说，在每次系统运行之前，首先需要设定一个系统频率。各种系统在仿真时，首先对各信号以系统频率进行采样，然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值，最后输出时，在观察窗内按要求画出各个点的位置或拟合曲线。因此，系统定时是系统运行之前一个必不可少的步骤。

在设计窗口中单击工具栏中的“System Time”（系统定时按钮），就能打开如图2-1所示的系统定时对话框。

图2-1 系统定时对话框

在图2-1中，起始时间和终止时间控制了系统的运行时间范围。System View

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常州工学院毕业设计论文 对系统仿真运行时间基本没有限制，只要求终止时间大于起始时间。采样频率在仿真过程中控制着时间步长，因此采样频率决定了系统的仿真效果。一般为了获得较好的仿真波形，系统的采样频率应设为系统中的最高信号频率的5-7倍。当采样频率为系统信号最高频率的10倍以上时，仿真波形就几乎没有失真了。采样点数是由系统的运行时间和采样频率共同决定的，它们之间的关系如下：

采样点数=（终止时间-起始时间）*采样频率+1

因此，系统的运行时间、采样频率和采样点数三者之间也不是相互独立的。若用户修改了其中的某一个或某两个，则系统会根据新的参数，遵从下列规则自动修改相应的参数。在采样频率不变的情况下：

（1）如果用户改变了采样点数，那么System View不会改变起始时间，但会根据新的采样点数相应地修改终止时间。

（2）如果用户对起始时间和种植时间中的一个或全部都做了修改，则采样点数会被自动修改。

采样点数只能是整数。如果计算不能得到整数，System View将把近似的整数作为采样点数，系统就从所设置的起始时间开始完成所设定的采样点数。

（3）除非用户进行修改，否则系统会一直保持固定的采样频率。

另外，为了便于在数字信号处理等过程中进行FFT运算，系统还可以自动设置2的整幂次方的采样点数。用户更改了某一个时间参数后，单机“Update”（更新）按钮，系统会根据最新修改的参数对其他参数进行相应的修改，并在对话框的下端给出该系统运行所需要的大约时间级系统的总采样点数。

System View提供了循环运行的功能，目的是想用户提供系统自动重复运行的能力。在图2-1的“No.of System Loops：”（循环次数）中，可指定希望系统循环运行的次数。系统循环复位功能将控制系统每一次运行之后System View的操作。如果“Reset system on loop”（系统循环复位）被选中，则在每一个循环结束后，所有图标的参数都被复位；如果这个功能被关闭，则用户系统每次运行的参数都将被保存起来。例如，用户系统中有一个积分器，每一个用户系统运行的结果都简单地变为下次运行的起始条件。对于需要长时间的运行仿真，就可以通过无时间间断的方式进行仿真，而每次仿真的时间都不必很长。这样，再配合使用观察窗库中的“Averaging Sink”（平均接收器），就可以得到系统运行结果的统计平均数据。例如，在计算通信系统误码率曲线时，系统的信噪比可以通过循环运行功能加以改变。利用可变参数设计功能，可以在每次运行结束后，即可绘出一条误码率与信噪比的关系曲线。

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常州工学院毕业设计论文 第三章 2ASK调制解调的基本原理

3.1 2ASK的定义

数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。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。有载波输出时表示送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

eooktstcoswct （3-1）

2ASK信号可表示为：

stangtnTb （3-2）

n式中c为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列

an1出现概率为P （3-3）

0出现概率为(1P)其中，g(t)是持续时间为Tb、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；an为二进制数字。

二进制振幅键控信号时域波形如图3-1所示，可以看出2ASK信号的时间波形 随二进制基带信号 通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。

101101S(t)Tbt载波信号t2ASK信号t

图3-1 2ASK信号时域波

3.2 2ASK的调制

2ASK信号的产生方法（调制方法）有两种，一种是键控法，另一种是乘法器

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常州工学院毕业设计论文 实现法。

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”和“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控（On Off Keying）。所以2ASK又称为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。如图3-2所示 ，其中的开关电路受S(t)控制。

cos(ωt)e(t)S(t)

图3-2 数字键控法

另一种方法是乘法器模拟法，其输入是随机信息序号，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后额信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。带通滤波器的输出是振幅键控信号。乘法器长采用环形调制器。如图3-3所示。

S(t)乘法器e(t)cos(ωt)

图3-3 乘法器模拟法

3.3 2ASK的解调

2ASK信号的解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检波法。包络检波法的原理如图3-4所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整的通过，经包络检测后，输出其包络。低通滤波器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，通过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

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常州工学院毕业设计论文 响时，带通滤波器输出为2ASK信号，即y(t)e0(t)b(t)cosct,包络检波器输出为

b(t)。经抽样、判决后将码元再生，即可恢复出数字序列{an}。

输出带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器定时脉冲

图3-4 包络检波法

相干检波法原理方框图如图3-5所示。相干检测就是同步调解，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。利用此载波与收到的已调信号相乘，输出为

z(t)y(t)coswctb(t)cos2wct1b(t)(1cos2wct)211b(t)(1cos2wct)22 （3-4）

经低通滤波器滤除第二项高频分量后，即可输出b(t)信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。

输出带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲cos(ωt)

图3-5 相干检波法

3.4 2ASK功率谱密度

由于二进制序列一般为随机序列，其频域分析的对象应为信号功率谱密度。设g(t)为归一化矩形脉冲，若g(t)的傅氏变换为G(f)，S(t)则为二进制随机单极性矩形脉冲序列，且任意码元为0的概率为P，则S(t)的功率谱密度表达式为：

Ps(f)fsP(1P)G(f)fs2(1P)2G(0)(f) （3-5）

21

22常州工学院毕业设计论文 sinTs1式中，G(f)Ts；Hz，并与二进制序列的码元速率Rs在数fsTsfTs值上相等。可以看出，单极性矩形脉冲随机序列含有直流分量。2ASK信号的双边功率谱密度表达式为：

122fs(1P)G(ffc)G(ffc)4 （3-6）

12 fs2(1P)2G(0)(ffc)(ffc)4P2ASK(f)表明，2ASK信号的功率谱密度由两个部分组成：（1）由g(t)经线性幅度调制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。图3-6为2ASK信号的单边功率谱示意图。

P2ASK(f)/dBffc-4Rs fc-2Rs fc fc+2Rs fc+4Rsf-3Rf-Rfc+Rs fc+3Rs cs cs

图3-6 二进制振幅键控信号的功率谱密度

对信号进行频域分析的主要目的之一就是确定信号的带宽。在不同应用场合，信号带宽有多种度量定义，但最常用和最简单的带宽定义是以功率谱主瓣宽度为度量的“谱零点带宽”，这种带宽定义特别适用于功率谱主瓣包含信号大部分功率的信号。显然，2ASK信号的谱零点带宽为：

B2ASK(fcRs)fcRsf02Rs2Ts（Hz） （3-7） 式中，Rs为二进制序列的码元速率，它与二进制序列的信息率（比特率）Rb（bit/s）在数值上相等。

3.5 2ASK的抗噪声性能

通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系统中，加性噪声可能使传输码元产生错误。其错误程度一般用误码率来衡量。

（1） 非相干解调的误码率

22

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非相干接收时的误码率为：

P11erfc(r2)er4 （3-8） 22其中rA222为解调器的输入信噪比。当信噪比r>>1时，P1er4。

（2）相干解调的误码率

相干接收时的误码率为：

P12erfc(r2) 其中rA222为解调器的输入信噪比。当信噪比r>>1Pr41re。

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r （3-9） ，上式变成

时

常州工学院毕业设计论文 第四章 基于System View的调制解调系统设计

通过对前面两个章节简单的介绍了2ASK的调制与解调和System View的工作原理，下面将用System View实现2ASK的调制、解调系统，并进行仿真

4.1 2ASK的信号调制

由第三章的调制框图可以得出，对于2ASK调制我们有两种方法：键控法和乘法实现法。故两种仿真如图4-1，4-2所示

图4-1 键控法

4-2 乘法实现法

这两种方法都能得到我们所需要的调制信号，因此，在这里，我主要是使用的乘法实现法来进行信号的调制工作。

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常州工学院毕业设计论文 其中系统的时间设置为：采样频率1000Hz，采样点数为512.

4.2 2ASK的调制解调

因为信号的解调也有两种方法，所以可以有两种2ASK调制解调器。经过优化后的处理，可以得到2ASK调制解调器的总体电路图。

（1）包络检波解调法

调制部分：采用乘法模拟法调制，包含的元件序号是：1、9、10、11、14； 解调部分：采用包络检波解调法（也即非相干解调法）解调，包含的元件序号是：13、15、16、17；

如图4-3所示；

图4-3 包络检波解调

模块说明：1为正弦载波，11为随机NRZ信号（也即是二进制基带信号），13和16是滤波器，14是乘法器，15是半波整流器，17是判决器。

2）相干解调法

调制部分：采用乘法模拟法调制，包含的元件序号是：20、21、22、23、24； 解调部分：采用相干解调法解调，包含的元件序号是：26、27、28、29、30； 如图4-4所示；

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图4-4 相干检波解调

模块说明：22和30是正弦载波，23是随机NRZ信号（也即是二进制基带信号），13和14是滤波器，21和29是乘法器，28是判决器。

经滤波滤除第二项高频分量后，即可输出s(t)信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。

虽然2ASK信号中确实存在着载波分量，原则上可以通过窄带滤波器或锁相环来提取同步载波，但这会给接收设备增加复杂性。因此，实际中很少采用相干解调法来解调2ASK信号。

所以，本次设计我所采用的是包络解调的方法。

4.3 2ASK调制解调的功能模版分析

1) 非相干解调模块 Token 11

是产生二进制的随机基带信号，选用的是Source Library里的PN

Seg，其参数为：Amp=0.5V，Offset=0.5V，Rate=10Hz，Levels=2，Phase=0 deg。如图4-5：

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图4-5 Token 11参数设置

Token 14是乘法器，将载波和基带信号相乘，产生调制信号。选用的是

Multiplier，默认没有参数可以设置。

Token 9、10

是时间延时器，是将信号延迟一段时间再传送出去。选用

的是选用的是Operator Library里的Delays里的Delay。其参数如图4-6所示；

图4-6 Token 9、10参数设置

Token 1 是正弦载波产生器，选用的是Source Library里的Sinusoid，其参

数为：Amp=1V，Freq=50 Hz，Phase=0 deg，output 0=Sine t14。如图4-7所示：

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图4-7 Token 1参数设置

Token 13 是带通滤波器，滤除有效信号以外的噪声，选用的是Operator

Library里的Liner Sys Filters。它的详细的参数设置如图4-8所示：

图4-8 Token 13参数设置

Token 15 是半波整流器，作用是将2ASK信号的下半部分载波翻转到正

半轴，选用的是Function Library里的Half Rctfy，参数为Zero Point =0V，Max Rate=500Hz。它的详细的参数设置如图4-9所示：

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图4-9 Token 15参数设置

Token 16 是低通滤波器，滤除有效信号以外的噪声，选用的是Operator

Library里的Liner Sys Filters。它的详细的参数设置如图4-10所示：

图4-10 Token 16参数设置

Token 17 是缓冲器，起到的作用是抽样判决器。选用的是Logic Library

子目录Gates/Buffer里的Buffer。如图4-11所示：

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图4-11 Token 17参数设置

2) 相干解调模块

Token 23是产生二进制的随机基带信号，选用的是Source Library里的PN Seg，其参数为：Amp=0.5V，Offset=0.5V，Rate=10Hz，Levels=2，Phase=0 deg。如图4-5：

Token 21和Token 29是乘法器，将载波和基带信号相乘，产生调制信号。选用的是Multiplier，默认没有参数可以设置。

Token 22和Token 30是正弦载波产生器，选用的是Source Library里的Sinusoid，其参数为：Amp=1V，Freq=50Hz，Phase=0 deg，output 0=Sine t21。

Token 26和Token 27是滤波器，滤除有效信号以外的噪声，选用的是Operator Library里的Liner Sys Filters。它们的参数设置同图4-8和图4-10。

Token 7是缓冲器，起到的作用是抽样判决器。选用的是Logic Library的子目录Gates/Buffer里的Buffer。

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常州工学院毕业设计论文 第五章 测试过程及结果

按照以上的设置的参数，使用键控法调制后显示的调制信号与已调制信号如图5-1和5-2所示；

图5-1 键控法调制信号

图5-2 键控法已调制信号

使用乘法模拟法显示的调制信号与已调制信号分别如图5-3、5-4

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图5-3 模拟法调制信号

图5-4 模拟法已调制信号

在包络检波解调中的NRZ信号波形，如图5-5所示；

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图5-5 NRZ信号波形

在包络检波解调中的2ASK信号波形，如图5-6所示；

图5-6 2ASK信号波形

在包络检波解调中经带通滤波器后信号波形，如图5-7所示；

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图5-7 经带通滤波器后的的信号波形

在包络检波解调中经半波整流器后信号波形，如图5-8所示；

图5-8 经半波整流器后的信号波形

在包络检波解调中经包络检波器后输出波形，如图5-9所示；

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图5-9 经包络检波器后的输出波形

在包络检波解调中经抽样判决器后输出波形，如图5-10所示；

图5-10 经抽样判决器后的输出波形

综合上述，包络检波解调法对2ASK调制信号与解调信号进行比较,如图5-11所示；其中a为调制信号，b为解调信号

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常州工学院毕业设计论文

(a)调制信号

(b)解调信号

图5-11 2ASK调制信号与解调信号波形比较

二进制的基带信号和正弦载波经过乘法模拟器得到调制信号，即为2ASK信号。已调信号经过信道时，受到不同噪声的干扰，导致在解调接收端出现的已调信号中混入了噪声，该已调信号经过半波整流器和抽样判决器后会输出二进制基带信号。

最后的接收端的解调输出波形和原始NRZ信号相比，虽然有着部分的不吻合，但其参量是相同的。表明该系统可以实现2ASK数字调制系统的调制和解调功能，符合设计要求。

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常州工学院毕业设计论文 小 结

本次毕业设计主要有以下几个方面收获，以下全部都是在本次毕业设计中的解决的问题和学到的东西：

System View软件的学习。以前没有接触这个软件，这个第一次接触这个软件，对于这个软件的了解及其熟悉是一个非常重要的方面。System View在仿真软件中也是具有分出重要的地位的，作为我们通信工程的专业的人来说，熟悉使用一款以上的电路仿真软件是必须得。电路仿真时我们通信系统在检测我们的设计是一个重要的工具，当我们设计的电路能够在电路上实现时，我们的设计的电路才有可能能够在实际中实现，也许实际更难实现，有很多的环境等因素我们在仿真时时很难考虑到得。所以这次对于我来说是一个非常好的机会来学习这款软件，通过自己把这些电路图实现，能够基本掌握了其中一些常用的软件的相关知识。对于以后进一步去掌握这款软件打下坚实的基础。

提高了动手能力。在这次课程设计中，我通过由不熟悉这款软件，到自学其中的知识，并且在网络上查找窗口中的界面的介绍，结合老师所给的参考的资料书目内容，自学这款软件，并独立完成全部的仿真的内容，仿真的结果与预想中的一样，符合我们所学的内容。

提高了思维能力。在这次毕业设计中，老师虽然提供了全部的仿真图，但是通过自己的检测和利用我这学期在这一章的数字通信系统的学习的掌握。我非常好的利用了课本的知识，结合课本的知识，把原来的电路做了很多的改进。有些器件按照自己的设计的思维去做，最终实现了全部的结果的仿真。学以致用，这次的课程设计是一个非常好的一门毕业设计，同时，是对于课本的知识的更深的理解。

通过本次设计，更使我明白了学习和实践之间的密切关系，同时也为我在以后的工作岗位上能够更好的发挥自己的能力，累积了不少的经验

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常州工学院毕业设计论文 致 谢

在论文即将完成之际，我首先感谢学校为我四年的大学生活提供一个良好的学习和生活环境，以及丰富的教育、教学资源，让我对System view仿真有了一个系统地学习过程，也使我从一个不懂事的新生成为了一名合格的大学生。

感谢在校期间教过我的老师们，特别是赵泓扬老师，他们在教给我知识的同时，还传授给了我许多学习的方法，引导我用发散性思维去考虑问题，而不局限于问题的表面。同时，我还我相信在这个过程中从老师身上学到的对于做学问的态度，踏实的心态将会给我以后工作有很大的帮助。

要感谢在本次毕业设计中相互帮助，相互讨论，共同学习的各位同学.他们为我的毕业设计提供了许多宝贵的建议，也帮助我解决了一些技术上的难题。

另外我要衷心感谢在百忙之中评审我毕业论文的各位教授、专家！感谢所有曾给我帮助的人！

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