数字通信系统的设计与实现--150756659.doc

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  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  目录 第1章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 选题的目的和意义 1 1.3 本课程设计的主要内容 2 1.4 设计工具 2 第2章 2ASK原理 2 2.1 2ASK信号的产生 2 2.2 2ASK信号的功率谱与密度 3 2.3 2ASK信号的解调及抗噪性能 4 2.3.1 2ASK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 7 3.1 软件平台的介绍 7 3.2 ASK调制系统的的具体设计 7 3.2.1 ASK调制建模原理 7 3.2.2 基于VHDL的ASK调制系统的仿真分析 8 3.2.3解调建模原理 11 3.2.4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 15 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 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，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 2.1 2ASK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