ASKFSKPSK的调制与解调

数字调制（ASK、FSK、PSK）2ASK（⼆进制幅移键控）⼜称OOKfunction askdigital(s,f)% 实现ASK调制% s——输⼊⼆进制序列；f——载波的频率,即：⼀个码元周期包括f个载波周期% 调⽤举例：askdigital([1 0 1 1 0], 2)t=0:2*pi/99:2*pi; %初始化定义,1*100的矩阵cp=[];mod=[];bit=[];for n=1:length(s); % 调制过程if s(n)==0;bit1=zeros(1,100); % 100是码元周期else % s(n)==1;bit1=ones(1,100);endc=sin(f*t);mod=[mod c];bit=[bit bit1];endask=bit.*mod;subplot(2,1,1);plot(bit,'k','LineWidth',1);grid on;ylabel('Binary Signal');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]);subplot(2,1,2);plot(ask,'k','LineWidth',1);grid on;ylabel('ASK modulation');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]); 2FSK：‘1’对应频率为ω1的载波，‘0’对应频率为ω2的载波。

function fskdigital(s,f0,f1)% 实现 FSK 调制% s——输⼊⼆进制序列 f0，f1——两个不同频率的载波% 调⽤举例 (f0 f1 必须是整数) ： fskdigital([1 0 1 1 0],1,2)t=0:2*pi/99:2*pi; %初始化定义cp=[];mod=[];bit=[];for n=1:length(s); % 调制过程if s(n)==0;cp1=ones(1,100);c=sin(f0*t);bit1=zeros(1,100);else %s(n)==1;cp1=ones(1,100);c=sin(f1*t);bit1=ones(1,100);endcp=[cp cp1];mod=[mod c];bit=[bit bit1];endfsk=cp.*mod;% fsk = mod;subplot(2,1,1);plot(bit,'k','LineWidth',1);grid on;ylabel('Binary Signal');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]);subplot(2,1,2);plot(fsk,'k','LineWidth',1);grid on;ylabel('FSK modulation');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]); 或⽤Matlab提供的函数fskmod调⽤格式 y= fskmod(x,M,freq_sep,nsamp); y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp,Fs);参数说明 x：消息信号 M：表⽰消息的符号数，必须是2的整数幂，M进制信号（0~M-1） freq_sep：两载波之间的频率间隔，单位Hz nsamp：输出信号的采样数，必须是⼤于1的正整数 Fs：根据奈奎斯特采样定理，(M-1)*freq_seq <= Fs M=2;freqsep=8;nsamp=8;Fs=32;x=randi([0,M-1],1000,1);y=fskmod(x,M,freqsep,nsamp,Fs);ly = length(y);%画2FSK的信号频谱freq= -Fs/2:Fs/ly : Fs/2-Fs/ly;Syy = fftshift(abs(fft(y)));plot(freq,Syy)PSKfunction bpskdigital( s, f )%实现BPSK% s:输⼊⼆进制序列，f:载波信号的频率(⼀个码元有⼏个载波周期）% 调⽤举例：bpskdigital([1 0 1 1 0], 2)t = 0:2*pi/99:2*pi;cp = [];mod = []; bit = [];for n=1:length(s)if s(n) == 0cp1 = -ones(1,100);bit1 = zeros(1,100);else %s(n)==1cp1 = ones(1,100);bit1 = ones(1,100);endc= sin(f*t);cp = [cp,cp1];mod = [mod,c];bit = [bit,bit1];endbpsk = cp .* mod;subplot(211);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;ylabel('Binary Signal');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]);subplot(212);plot(bpsk,'LineWidth',1.5);grid on;ylabel('BPSK modulation');axis([0 100*length(s) -2.5 2.5]);endProcessing math: 100%。

ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。

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。

而这些系统都使用到了数字调制技术，本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。

一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分，我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制，未经处理的数字信号源不能适应这些限制。

由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。

模拟通信很难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近一半的传输频带。

由于数字信号只有"0"和"1"两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。

在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式，并且可以清晰的描述与表达其数学模型。

所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，频带利用率从1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。

更有将幅度与相位联合调制的QAM技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz，八倍于2ASK或BPSK。

此外，还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术，为某些专门应用环境提供了强大的工具。

近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速MODEM中，为进一步提高传输效率奠定了基础。

总之，数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信，调制技术的种类也远远多于模拟通信，大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。

实验二十基带信号调制一. 实验目的1. 了解2FSK/2PSK调制的原理2. 掌握m序列产生器实现的方法3. 掌握用可编程逻辑器件实现2FSK/2PSK调制的方法二. 实验原理现代通信系统的发展方向是功能更强、体积更小、速度更快、功耗更低。

大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA在集成度、功能和速度上的优势正好满足通信系统的这些要求。

所以，今天无论是民用的移动电话、程控交换机、集群电台、广播发射机和调制解调器，还是军用的雷达设备、图像处理仪器、遥控遥测设备、加密通信机中，都已广泛的使用大规模可编程逻辑器件。

A. 2FSK基本原理在通信领域，为了传送信息，一般都将原始信号进行某种变换使其变成适合于通信传输的信号形式。

在数字通信系统中，一般将原始信号（图像、声音等）经过量化编码变成二进制码流，称为基带信号。

但数字基带信号一般不适合于直接传输。

例如，通过公共电话网络传输数字信号时，由于电话网络的带宽在4kHz以下，因此数字信号不能直接在其上传输。

此时可将数字信号进行调制，FSK即为一种常用的数字调制方式，其调制波形图如图20.1所示。

编码载频f1载频f2调制输出图20.1 2FSK数字调制波形图FSK又称频移键控，它是利用载频频率的变化来传递数字信息。

数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种。

若两个载频由不同的独立震荡器提供，他们之间的相位互不相关，就称为相位离散的数字调频信号；若两个频率由同一震荡信号源提供，只是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。

在二进制频移键控中载波频率随着调制信号1或0而变，1对应于载波频率f1，0对应于载频f2。

二进制频移键控已调信号可以看成是两个不同载频的幅度键控已调信号之和，因此它的频带宽度是两倍基带信号带宽（B ）与|f2-f1|之和，即122f f B f -+=∆二进制频移键控的调制可以采用模拟信号调频电路来实现，但更容易的实现方法是键控法，两个独立的载波发生器的输出受控于输入的二进制信号，按照1或0分别选择一个载波作为输出。

通信系统综合设计与实践题目ASK、FSK、PSK调制解调的对比仿真院（系）名称信息工程学院通信系专业名称11级通信工程专升本学生姓名朱海伟林豪訾马超学生学号1103100074 1103100028 1103100036 指导教师李利平2012 年 5 月17 日摘要数字调制解调技术的发展不断更新，如今在现实中应用的数字调制系统大部分都是经过改进的，性能较好的系统，但是，作为理论发展最成熟的调制解调方式，对ASK，FSK，PSK的研究仍然具有非常大的意义，而且这样可以更容易将其仿真结果与成熟的理论进行比较，从而验证仿真的合理性。

因此，我们选择了这几种调制解调方式进行对比仿真研究。

本次课程设计运用了MATLAB实现了2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程的仿真，在调制解调过程中观察了各个环节时域和频域的波形，还对比了这三种调制方式的频谱特点与误码率情况，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了频谱与误码率对调制性能的影响，以及仿真结果与预测结果的对比，从而得出此次仿真的可靠性，最终可以对比以上因素，在不同的场合中选择出信号传输的最佳调制解调方式。

1.序言 (4)1.1工具介绍 (4)1.2程序设计目的与意义 (4)1.3数字带通传输系统 (5)2.数字调制技术原理 (6)2.1二进制振幅键控（2ASK）原理 (6)2.2二进制频移键控（2FSK）原理 (9)2.3二进制相移键控（2PSK）原理 (11)3.数字调制系统的模拟 (14)3.1预测结果 (14)3.2仿真预测结果的意义 (14)4.数字调制系统的仿真 (15)4.1二进制振幅（2ASK）调制解调 (15)4.1.1设计流程 (15)4.1.2代码清单 (15)4.1.3运行结果 (17)4.2二进制频移（2FSK）调制解调 (18)4.2.1设计流程 (18)4.2.2代码清单 (19)4.2.3运行结果 (22)4.3二进制相移（2PSK）调制解调 (28)4.3.1设计流程 (28)4.3.2代码清单 (28)4.3.3运行结果 (30)4.4误码率 (32)4.4.1设计思路 (32)4.4.2代码清单 (32)4.4.3运行结果 (34)5.总结 (35)6.心得体会 (36)参考文献 (37)数字调制技术的发展日新月异现如今信息技术不断的推陈出新，信息的传输及通信起着支撑作用。

ASK__FSK__PSK频谱特性分析频移键控（FSK）、频移移相键控（FSK）和相移键控（PSK）是数字调制技术中常见的几种调制方式。

它们在通信领域被广泛应用，在频谱特性方面各有不同的特点。

本文将分析FSK、ASK和PSK的频谱特性。

首先，我们来看FSK的频谱特性。

FSK是通过改变载波频率来表示数字信号的一种调制方式。

形式上，FSK可以分为连续FSK和离散FSK。

连续FSK是指在调制信号中，载波频率在两个不同的值之间连续变化。

离散FSK是指调制信号中只有两个不同的载波频率。

在频谱特性上，FSK的频谱带宽与数据速率相关。

具体而言，FSK的带宽等于数据速率的两倍加上载波频率的差值。

这是因为FSK信号在频谱中产生两个副载波，分别位于上行频率和下行频率。

因此，FSK具有宽频带的特点，适用于对频谱带宽要求比较宽松的通信系统。

接下来，我们来分析ASK的频谱特性。

ASK是通过改变载波幅度来表示数字信号的一种调制方式。

在频谱特性上，ASK的频谱主要集中在载波频率附近。

具体而言，ASK信号频谱的能量集中在载波频率附近的频率成分，而没有副载波出现。

因此，ASK具有窄频带的特点。

这使得ASK在对频谱利用率要求较高的通信系统中具有优势。

然而，ASK的主要缺点是容易受到噪声和干扰的影响，因为它不能提供相位信息。

最后，我们来分析PSK的频谱特性。

PSK是通过改变载波的相位来表示数字信号的一种调制方式。

在频谱特性上，PSK信号的频谱由两个附属副载波构成，分别位于主载波的两侧，且与主载波相位差为180度。

因此，PSK信号的频谱在载波频率打上了两个窄带的峰值，代表不同的相位状态。

这使得PSK具有窄频带的特点，并且能够提供较好的抗噪声和干扰的能力。

综上所述，FSK、ASK和PSK在频谱特性上各有不同的优势。

FSK适用于频谱带宽要求较宽松的通信系统，ASK适用于对频谱利用率要求较高的通信系统，而PSK能够提供较好的抗噪声和干扰的能力。

ask,fsk,psk调制设计原理调制是无线通信中的重要环节，用于将原始信号转换为适合于传输的调制信号。

在调制的过程中，常用的调制方式包括ask、fsk和psk。

本文将介绍这三种调制方式的设计原理和特点。

一、ASK调制ASK（Amplitude Shift Keying）调制是一种基于振幅变化的调制方式。

在ASK调制中，原始信号通过改变载波的振幅来传输信息。

当原始信号为1时，载波的振幅增加；当原始信号为0时，载波的振幅减小或者为0。

ASK调制的设计原理是通过改变载波的振幅来实现信息的传输。

ASK调制的特点是简单易实现，但抗干扰能力较差。

由于ASK调制主要通过改变振幅来传输信息，当信号受到干扰时，容易导致信号失真。

因此，在实际应用中，ASK调制常常用于传输距离较短、抗干扰要求较低的场景。

二、FSK调制FSK（Frequency Shift Keying）调制是一种基于频率变化的调制方式。

在FSK调制中，原始信号通过改变载波的频率来传输信息。

当原始信号为1时，载波的频率为一个值；当原始信号为0时，载波的频率为另一个值。

FSK调制的设计原理是通过改变载波的频率来实现信息的传输。

FSK调制的特点是抗干扰能力较强，传输距离较长。

由于FSK调制主要通过改变频率来传输信息，即使在信号受到干扰时，也不容易导致信号失真。

因此，在实际应用中，FSK调制常常用于传输距离较长、抗干扰要求较高的场景。

三、PSK调制PSK（Phase Shift Keying）调制是一种基于相位变化的调制方式。

在PSK调制中，原始信号通过改变载波的相位来传输信息。

当原始信号为1时，载波的相位发生变化；当原始信号为0时，载波的相位保持不变。

PSK调制的设计原理是通过改变载波的相位来实现信息的传输。

PSK调制的特点是传输效率高，抗干扰能力较强。

由于PSK调制主要通过改变相位来传输信息，信号在传输过程中不易受到干扰，因此能够实现较高的传输效率。

调制和解调是现代通信系统中至关重要的过程，它们可以实现信息的传输和接收。

在数字通信中，有三种常见的调制和解调技术，分别是ask、psk和fsk。

本文将详细讨论这三种调制和解调技术的原理和应用。

一、ASK调制与解调原理1. ASK调制ASK（Amplitude Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。

在ASK调制中，数字信号被用来控制载波的振幅，当输入信号为1时，振幅为A；当输入信号为0时，振幅为0。

ASK 调制一般用于光纤通信和无线电通信系统。

2. ASK解调ASK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。

它通常是通过比较接收到的信号的振幅与阈值来实现的。

当信号的振幅高于阈值时，输出为1；当信号的振幅低于阈值时，输出为0。

ASK解调在数字通信系统中有着广泛的应用。

二、PSK调制与解调原理1. PSK调制PSK（Phase Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。

在PSK调制中，不同的数字信号会使载波的相位发生变化。

常见的PSK调制方式有BPSK（Binary Phase Shift Keying）和QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）。

PSK调制在数字通信系统中具有较高的频谱效率和抗噪声性能。

2. PSK解调PSK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。

它通常是通过比较接收到的信号的相位与已知的相位来实现的。

PSK解调需要根据已知的相位来判断传输的是哪个数字信号。

PSK调制技术在数字通信系统中被广泛应用，特别是在高速数据传输中。

三、FSK调制与解调原理1. FSK调制FSK（Frequency Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。

在FSK调制中，不同的数字信号对应着不同的载波频率。

当输入信号为1时，载波频率为f1；当输入信号为0时，载波频率为f2。

FSK调制常用于调制通联方式线路和调制调制解调器。

通信原理实验报告学院：电子信息学院班级08041102班实验日期：2014年 05月 27日（3）2ASK信号解调----2ASK属于100%的AM调制①包络检波法②相干检测法:2、FSK的调制与解调（1）定义：频移键控（FSK）属于数字频率调制，是用载波的频率不同来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。

（2） 2FSK信号的产生方法（调制方法）－－模拟法；键控法。

2FSK信号的实现方法核心思想：一路2FSK视为两路2ASK信号的合成（3）数字调频信号的解调方法很多，如:相干检测法、包络检波法、鉴频法、过零检测法、差分检测法①包络检波法②相干解调法③鉴频法思路：与FM的鉴频解调方法类似。

原理：鉴频器输出电压与输入信号瞬时频偏成正比。

3、PSK的调制与解调（1）定义：相移键控属于数字相位调制，是利用高频载波相位的变化来传送数字信息的。

二进制相移键控记作2PSK。

（2）2PSK信号的调制方框图（3）2PSK信号的解调----DSB信号，只可相干解调，不可包检。

五波形与数据……………………………………………………………第 4 页此次实验所用学号为“2011302009”，转换为二进制为“1010 1100 0111 0100 0111 1001”1、数字解调模块的ASK-IN和频谱2、信号源模块的FS、数字解调模块的ASK-OUT3、数字解调模块的FSK-IN和频谱4、数字解调模块的FSK-OUT5、数字调制模块的“PSK 调制输出”和频谱六 结论……………………………………………………………………第 6 页讨论ASK 、FSK 、PSK 的时域特性和频谱特性。

① 时域：2ASK 信号时域表达式：2()()cos ASK c S t s t w t =，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列2ASK 信号时域表达式：212()()cos()()cos()FSK n n S t s t w t s t w t ϕϕ=+++，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列2ASK 信号时域表达式：2()()cos PSK c S t s t w t = s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列ASK 信号用载波的幅值来携带调制信号，FSK 信号用载波的不同频率来携带调制信号，PSK 信号用载波的不同相位来携带调制信号。

《通信原理实验》ASK、PSK、BFSK等实验报告《通信原理》实验报告⼀、实验⽬的1、掌握⽤键控法产⽣ASK、FSK信号的⽅法。

2、掌握ASK、FSK⾮相⼲解调的原理。

3、掌握BFSK调制和解调的基本原理。

4、掌握BFSK数据传输过程，熟悉典型电路。

5、了解数字基带波形时域形成的原理和⽅法，掌握滚降系数的概念。

6、熟悉BPSK调制载波包络的变化。

7、掌握BFSK载波恢复特点与位定时恢复的基本⽅法。

⼆、实验器材1、主控&信号源模块，9号、13号模块各⼀块2、双踪⽰波器⼀台3、连接线若⼲三、实验原理1、ASK调制及解调实验原理框图2、FSK调制及解调实验原理框图3、BPSK调制及解调实验原理框图四、实验步骤实验项⽬⼀ASK调制１、分别观测调制输⼊和调制输出信号：以9号模块TH1为触发，⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和模块TH4，验证ASK调制原理。

调制输⼊信号和调制输出信号：由图可知，当输⼊为“1”时，输出为正弦信号；输⼊为“0”时，输出信号为0。

注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号。

调制输⼊信号频谱：调制输出信号频谱：2、将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发⽣变化。

调制输⼊信号和调制输出信号：将图与题1中的图作⽐较，可以发现，PN序列的输出频率改为64KHz时，载波的个数没有发⽣变化。

可以得出，ASK调制时，PN序列输出频率的改变，不会对载波产⽣影响。

注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号。

调制输⼊信号频谱：调制输出信号频谱：实验项⽬⼆ASK解调1、对⽐观测调制信号输⼊以及解调输出：以9号模块TH1为触发，⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和TH6，调节W1直⾄⼆者波形相同；再观测TP4（整流输出）、TP5（LPF-ASK）两个中间过程测试点，验证ASK解调原理。

解调信号输⼊和解调输出：整流输出和LPF-ASK：注：CH1（上⾯的波形）为调制输⼊信号，CH2（下⾯的波形）为调制输出信号；CH1（上⾯的波形）为整流输出，CH2（下⾯的波形）为LPF-ASK从调制输⼊信号和输出信号的波形对⽐来看，两个的波形⼀致，但是存在这相位差。

实验6 FSK（ASK）调制解调实验一、实验目的：1．掌握FSK（ASK）调制器的工作原理及性能测试；2．掌握FSK（ASK）锁相解调器工作原理及性能测试；3. 学习FSK（ASK）调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。

二、实验仪器：1．信道编码与 ASK.FSK.PSK.QPSK 调制模块，位号： A,B 位2． FSK 解调模块，位号： C 位3．时钟与基带数据发生模块，位号： G 位4． 100M 双踪示波器三、实验内容：观测m序列（1，0， 0/1码）基带数据FSK （ASK）调制信号波和解调后基带数据信号波形。

观测基带数字和FSK（ASK）调制信号的频谱。

改变信噪比（S/N），观察解调信号波形。

四、实验原理：数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。

由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗群时延性能较强，因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。

（一） FSK 调制电路工作原理FSK 的调制模块采用了可编程逻辑器件+D/A 转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成，因此该模块不仅可以完成 ASK， FSK 调制，还可以完成 PSK， DPSK， QPSK， OQPSK 等调制方式。

不仅如此，由于该模块具备可编程的特性，学生还可以基于该模块进行二次开发，掌握调制解调的算法过程。

在学习 ASK， FSK 调制的同时，也希望学生能意识到，技术发展的今天，早期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代，因此学习应该是一个不断进取的过程。

下图为调制电路原理框图上图为应用可编程逻辑器件实现调制的电路原理图(可实现多种方式调制)。

基带数据时钟和数据，通过 JCLK 和 JD 两个铆孔输入到可编程逻辑器件中，由可编程逻辑器件根据设置的工作模式，完成 ASK 或 FSK 的调制，因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件，因此调制后输出需要经过 D/A 器件，完成数字到模拟的转换，然后经过模拟电路对信号进行调整输出，加入射随器，便完成了整个调制系统。

ASK、FSK调制分析数字调制是现代通信的重要⽅法，在卫星通信、移动通信等现代数字通信系统中，信道中传输的都是数字已调信号。

数字调制与模拟调制相⽐有许多优点。

数字调制具有更好的抗⼲扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使⽤差错控制技术，⽀持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术等。

在通信技术中，远距离传递信息是通信的最终⽬的。

在⽆线远距离传输过程中，需要将基带信号进⾏调制，通过调制，基带信号的频谱搬移到适合信道和噪声特性的频率范围内进⾏传输。

数字通信系统⼤致原理如下图所⽰：图1 数字通信系统原理框图在上图数字调制过程中，有三种基本的调制⽅式，ASK（振幅键控）、FSK（频移键控）和PSK（相移键控），分别利⽤载波的幅度、频率和相位来承载数字基带信号。

当基带信号为⼆进制时，也称为2ASK，2FSK，2PSK。

2ASK2ASK是最早出现的数字调制⽅式，较多应⽤于早期的莫尔斯电报系统，但容易受到增益变化的影响，抗⼲扰能⼒⽐较差，实际应⽤并不⼴泛，但是我们可以将2ASK作为理解其他数字调制的基础。

2ASK基本原理：在振幅键控中，⽤⼆进制数字基带信号中的”0”和”1”来控制载波幅度的有或⽆，使载波幅度随着数字基带信号的变化⽽变化。

如下图所⽰，载波信号直接加到开关输⼊端，数字基带信号加⼊到控制端，当数字基带信号为”1”时，载波信号输出，为“0“时，信号⽆输出。

图2 2ASK基本原理框图我们采⽤SDG6000X信号源以及SVA1015X频谱仪来模拟2ASK和2FSK数字调制、解调分析过程。

信号源设置：1. 在SDG6000X信号源中选择IQ波形输出，等待初始化完成；2. 在上位机软件EasyIQ设置要输出的数字调制信号，选择发送数据PN9随机⼆进制序列，发送信号的符号长度设置为256，符号速率为50K Symbol/s，调制类型选择2ASK，发送端滤波器选择根余弦滤波器（RootCosine），filter alpha选择0.8，然后在EasyIQ上⽅⼯具栏选择”Update”及”Download”把波形更新下载到信号源，具体如下图所⽰：图3 EasyIQ设置界⾯3. 在信号源中设置载波频率为100MHz，幅度为0dBm，连接信号源到SVA1015X频谱仪，此时信号源把调制信号通过线缆发送到频谱仪中；图4 SDG6000X设置界⾯在SVA1015X中点击”Mode”按键，进⼊调制分析模式，选择“ASK”，然后根据之前调制信号的设置，设置符号速率为50KS/s（接收速率和发送速率相等），滤波器设置为”Sqrt Nyquist”，参考滤波器设置为”Nyquist”（与发送端的发送滤波器相匹配，常⽤的滤波器选择规则可以参考SVA1015X⽤户⼿册），其它的 “Alpha” 和 “Filter Length” 保存和之前在EasyIQ上设置的设置⼀致，测量符号长度设置为100（最⾼可以查看到1500）。

#include<stdio.h>#include<graphics.h>#include<math.h>#include<conio.h>#define N 63#define MAX 1024#define fs 8000#define PI 3.1415926#define L 640#define RAND_MAX 32768#define fc 1000void DFT_FFT(float x[],int xl) ;void Convolution( float x[], float y[], int xl, int yl );int p, a[4];int m,n;float H[N],R[MAX],e[MAX],u[MAX],s[MAX],x[MAX], y[MAX],UU[640];main(){ float U[640];int i;void student_number(),LPF(),GRAPH(),BPF(),modulate(),whitenoise(), panjue(); printf("input your number:");scanf( "%d",&p );student_number();DFT_FFT(u,L);GRAPH( u, 25, UU, 5 );LPF();DFT_FFT(H, L);GRAPH(H,1000, UU ,200);for(i=0;i<640;i++) x=u;for(i=0;i<63;i++) y=H;Convolution( x, y, L, N );DFT_FFT(R, L);GRAPH(R, 80, UU, 2 );modulate( R,L);DFT_FFT(s, L );GRAPH( s,30 ,UU, 3);whitenoise( s);DFT_FFT(s, L);GRAPH(s,25, UU, 3 );BPF() ;DFT_FFT( H, L );GRAPH( H, 150, UU, 20 );for(i=0;i<640;i++) x=u;for(i=0;i<63;i++) y=H;Convolution(x,y,L,N);DFT_FFT(R,L);GRAPH( R, 80, UU, 8 );modulate(R , L );DFT_FFT( s, L);GRAPH( s,80, UU, 8 );LPF();DFT_FFT( H, L);GRAPH( H, 500, UU, 50 );for(i=0;i<640;i++) x=u;for(i=0;i<63;i++) y=H;Convolution(x, y, L, N );DFT_FFT( R,L);GRAPH( R, 100, UU, 2 );panjue(R);DFT_FFT(R,L);GRAPH( R, 25, UU, 5 );}/******************************************基带信号.**********************/void student_number(){int i,j,A[16];a[0]=p/1000;a[1]=p%1000/100;a[2]=p%100/10;a[3]=p%10;for(i=0;i<4;i++){A[4*i+3]=a%2;A[4*i+2]=(a-A[4*i+3])/2;A[4*i+2]%=2;A[4*i+1]=(a-A[4*i+3]-A[4*i+2]*2)/4;A[4*i+1]%=2;A[4*i+0]=(a-A[4*i+3]-A[4*i+2]*2-A[4*i+3]*4)/8;A[4*i+0]%=2;}for(i=0;i<16;i++)for(j=0;j<40;j++){if(A==1) u[40*i+j]=1;else u[40*i+j]=0;}}/************************************低通***********************************/void LPF(){int i;float a,wn[N],hd[N];a=(N-1)/2;for(i=0;i<N;i++){if(i==a) hd=0.05;else hd=sin((PI/20)*(i-a))/(float)(PI*(i-a));}for(i=0;i<N;i++){wn=0.54-0.46*cos(2.0*PI*i/(N-1));H=wn*hd;}}/***************************卷积**********************************/ void Convolution( float x[], float y[], int xl, int yl ){int m,n; float sum;for(n=0;n<(xl+yl-1);n++){sum=0.0;for(m=0;m<=n;m++){if(m>=xl) x[m]=0.0;if((n-m)>=yl) y[n-m]=0.0;sum+=x[m]*y[n-m];}if(n>=(yl-1)/2&&n<(xl+(yl-1)/2))R[n-(yl-1)/2]=sum;}}/**************************带通**********************************/ void BPF(){int i;float a,wn[N]={0.0},hd[N]={0.0};a=(N-1)/2;for(i=0;i<N;i++){if(i==a) hd=0.1;else hd=sin((3*PI/10)*(i-a))/(float)(PI*(i-a))-sin((PI/5)*(i-a))/(float)(PI*(i-a)); }for(i=0;i<N;i++){wn=0.54-0.46*cos(2.0*PI*i/(N-1));H=wn*hd;}}/***********************画图*********************************/ void GRAPH(float x[],int AM,float y[],int PM){int gdriver,mode,i;gdriver=DETECT;initgraph(&gdriver,&mode," ");setbkcolor(0);setcolor(30);line(0,150,640,150);outtextxy(240,70,"------Time------");for(i=0;i<L;i++)line(i,150,i,150-x*AM);line(0,400,640,400);outtextxy(240,350,"------Frequency------");for(i=0;i<L;i++)line(i,400,i,400-y*PM);getch();closegraph();}/**********************调制***************************/ void modulate(float R[] ,int F){int i;for(i=0;i<F;i++){ s=R*cos(2*PI*fc*i/fs); }}/*********************噪声********************************/ void whitenoise( float s[]){int i, j;float r, ri, m[ 640 ],po=0.1;for ( j = 0;j < L;j++ ){m[ j ] = 0.0;for ( i = 0;i < 12;i++ ){r=rand();ri=po/2*(r-RAND_MAX/2)/(RAND_MAX/2);m[ j ] += ri;}s[ j ] = s[ j ] + m[ j ];}}/*********************DFT_FFT**************************/ void DFT_FFT(float x[],int xl){int i,j;float xr[MAX],xi[MAX];for(j=0;j<xl;j++){xr[j]=0.0;xi[j]=0.0;for(i=0;i<xl;i++){xr[j]+=x*cos(2*PI*i*j/xl);xi[j]+=(-1)*x*sin(2*PI*i*j/xl);}UU[j]=sqrt(pow(xr[j],2)+pow(xi[j],2));}}/******************判决*************************/void panjue(float R[]){ int i;for(i=0;i<L;i++){if(R>=0.5) R=1;else R=0.0;}}clear all%二进制随机序列x=[0 1 1 0 0 1 0 1 0 1];%定义一个二进制10元素数组，作为FSK信号输入数据。

2ASK 的调制与解调一、实验目的1．加深理解2ASK 调制与解调原理。

2．学会运用SystemView 仿真软件搭建2ASK 调制与解调仿真电路。

3．通过仿真结果观察2ASK 的波形及其功率谱密度。

二、仿真环境Windows98/2000/XPSystemView5.0三、2ASK 调制解调原理方框图1．2ASK 调制原理图1 2ASK 键控产生图2 2ASK 相乘法产生2．2ASK 解调原理图3 2ASK 相干解调四、2ASK 调制解调仿真电路1．仿真参数设置1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==T R B 波特，2ASK 信号中心载频设为Hz f s 20=。

(说明：中心载频s f 设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。

)2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率应大于等于10倍的载频。

本次仿真取10s f ，即200Hz3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。

为能够清晰观察每个码元波形及2ASK 信号的功率谱密度，在仿真时对系统Stop time必须进行两次设置，第一次设置一般取系统Stop time=6T~8T，这时可以清楚地观察到每个码元波形；第二次设置一般取系统Stop time=1000T~5000T，这时可以清楚地观察到2ASK信号的功率谱密度。

2．2ASK信号调制与解调的仿真电路图图4 2ASK信号调制与相干解调仿真电路图5 2ASK信号调制与包络检波仿真电路五、仿真结果参考图6 输入信号波形图7 2ASK信号波形图8 解调输出波形图9已调信号的频谱（载频为50Hz）六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务2FSK调制与解调一、实验目的1. 掌握2FSK调制与解调原理；2. 掌握仿真软件Systemview的使用方法；3. 完成对2FSK调制与解调仿真电路设计，观察2FSK波形及其功率谱密度。

二、仿真环境Windows98/2000/XPSystemView5.0三、2FSK 调制解调原理1．2FSK 调制原理2FSK 信号的产生方法主要有两种，其方框图分别如下图1(a)、(b)所示(a) 调频法 (b)开关法图1 FSK 信号的产生方法2．2FSK 解调原理2FSK 信号的接收也分为相干和非相干接收两类。

实验四 ASK/FSK调制解调实验一、实验目的1．掌握ASK/FSk调制器的工作原理及性能测试；2．学习基于软件无线电技术实现ASK/FSK调制、解调的实现方法。

二、实验仪器1．RZ9681实验平台2．实验模块：●主控模块●基带信号产生与码型变换模块-A2●信道编码与频带调制模块-A4●纠错译码与频带解调模块-A53．信号连接线4．100M双通道示波器5．PC机（二次开发）三、实验原理3.1调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

然而，实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。

这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程称为数字调制（digital modulation）。

在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调（digital demodulation）。

通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字频带传输系统。

数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制可分为二进制调制和多进制调制。

在二进制调制中，信号参量只有两种可能的取值；而在多进制调制中，信号参量可能有M（M>2）种取值。

本章主要讨论二进制数字调制系统的原理。

3.2 2ASK调制振幅键控（Amplitude Shift Keying，ASK）是利用载波的幅度变化来传递数字信号，而其频率和初始相位保持不变。

在2ASK中，载波的幅度只有两种变换状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

2ASK信号的产生方法通常有两种：数字键控法和模拟相乘法。

实验中采用了数字键控法，并且采用了最新的软件无线电技术。

结合可编程逻辑器件和D/A转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完成，因此该模块不仅可以完成ASK，FSK 调制，还可以完成PSK，DPSK，QPSK，OQPSK等调制方式。

实验十四 2ASK调制与解调实验实验目的：1.了解数字调制与解调的概念。

2.掌握2ASK调制的原理与实现方法。

3.掌握2ASK解调的原理与实现方法。

实验内容：1.采用数字键控法2ASK调制，观测2ASK调制信号的波形。

示波器双踪观察NRZ输入与调制输出测试点波形。

其中NRZ输入码型为000011111101100011110101，调制输出符合2ASK调制波形。

由频谱图可知，2ASK调制带宽为190KHz，满足分析结果192KHz。

实验现象记录8-1 方波频率8KHz，占空比50% 8-2 方波频率16KHz，占空比50%8-3 方波频率为4KHz时的还原信号8-4 方波频率为16KHz时的还原信号8-5 方波频率8KHz，占空比10% 8-6 方波频率8KHz，占空比20%8-7 方波频率8KHz，占空比50% 8-8 方波占空比为10%时的还原波形8-9 方波占空比为20%时的还原波形实验分析1、由于采样信号的频谱以Sample函数为包络，并以采样频率为周期进行延拓，因此，对于图8-1，当方波频率为8KHz，占空比为50%时，Sample函数的第一个过零点在16KHz处；而当方波频率为16KHz，占空比为50%时，Sample函数的第一个过零点在32KHz处。

且两种情况下原信号的频谱均以采样频率8KHz为周期进行延拓。

2、由图8-3和8-4可知，当抽样频率大于奈奎斯特频率时，PAM信号通过低通滤波器后能很好地还原出原信号，且随着抽样频率的升高，恢复得到的波形越接近原波形，但当抽样频率高过一定值时，再提高抽样频率也不会使信号得到更好的恢复，而此时对抽样脉冲的要求则大大提高了，因此过高的采样频率是没有必要的。

3、由图8-5,8-6和8-7可看出，随着抽样占空比的增加，采样信号频谱包络的第一个过零点逐渐减小，且两个过零点之间包含的延拓信号的周期数也随之减小。

4、由图8-8和8-9可以看出，在抽样频率满足抽样定理的前提下，随着抽样信号占空比的增大，恢复出来的信号越接近于原波形。

分析ASK 、FSK 、PSK 调制信号的频谱特性ASK(Amplitude-shift Keying)：幅移键控ASK 指的是振幅键控方式。

在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。

但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。

与二进制数字调制系统相比，多进制数字调制系统具有如下两个特点： 第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携带log2M 比特信息，因此，当信道频带受限时可以使信息传输率增加，提高了频带利用率。

但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。

第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。

加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。

ASK 这种调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度。

幅度键控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。

那么在接收端我们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。

设S(t)频谱为S(ω)，S2ASK(t)频谱为：21()[()()]2ASK c c S w s w w s w w =++-2ASK 信号的频谱是将数字基带频谱中心搬移到载频处，带宽为基带带宽的两倍；又由()()n s ns t a g t nT =-∑ 可知，基带信号是由若干基本脉冲组成的，因而基带信号的带宽完全由基本脉冲带宽决定。

2ASK 信号的带宽取决于基带基本脉冲的带宽，是基本脉冲带宽的两倍。

设矩形脉冲：1,||/2()()()20,s s t T Tf tg t f t ≤⎧=⇒=-⎨⎩其它对其傅里叶变换得()f t 频谱为：sin(/2)()/2S wT F w W =由傅里叶变换位移性质：/2/2()[()][()]()2sin(/2)/2s s jwT s jwT S T G w F g t F f t F w wT w e e==-==功率谱：*/2/22()()()sin(/2)sin(/2)/2/2sin(/2)()/2s s G jwT jwT S S S P w G w G w wT wT w w wT W ee -===在M 元ASK 调制中，信号序列表示为：)2cos()()(θπ+=f t x t s∑∞-∞=-=n T nnT t g at x )()( }1,...,2,1,0{-∈M a n其中)(t g T 是信号码型 若n a 是等概率分布的，则有：21][-==M a E m n a 12122-=M a σ 假设信号码型中TfTf ATf G T ππ)sin()(=则有： )}()({)41(})()(sin )()(sin {481)(222222c c c c c c S f f f f A M f f T f f T f f T f f T T A M f P ++--++++---=σσππππ在M 元ASK 传输中，符号率：M R R TR B b B 2log ,1==比特率 所以频谱利用率为：M B R Tb2log 5.0==η,当M=2是，5.0=η对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，是在基带信号频谱基础上做简单的线性搬移。