基于MATLAB的2ASK和2FSK调制仿真(通信原理实验报告)

实验三：2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书2012年11月一、实验目的1)对2ASK 与2FSK 数字调制系统进行建模仿真，了解其工作原理； 2)熟悉运用simulink 搭建完整信号调制解调系统；3)对比信号基带波形与解调后的波形差异，比较两种方法的优劣。

二、实验内容运用simulink 搭建完整的2ask 与2fsk 调制解调系统。

2ASK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由DSB AM 调制与解调器模拟2ASK 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器与显示器。

如果需要，也可加入频谱仪对前后的频谱进行分析。

2FSK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由基带M-FSK 调制与解调器模拟2fsk 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器及显示器构成。

如果需要，也可以加入频谱仪对前后频谱进行分析。

三、实验原理1 2ASK 调制解调原理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，使载波时断时续地输出。

有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

根据幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为：式1式中，ωc 为载波角频率， s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列式2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；αn 为二进制数字序列。

式32ASK 信号的产生方法（调制方法）有两种，如下图所示。

图（a ）是一般的模拟幅度调制方法，这里的由式2规定；图（b ）是一种键控方法，这里的开关电路受控制。

图（c ）给出了及的波形示例。

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）。

tt s t e c ωcos )()(0=∑-=n b n nT tg a t s )()(图1 2ASK 信号产生方法与波形示例2ASK 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。

基于MATLAB的2FSK数字通信系统仿真一、2FSK的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。

由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率fl和f2，fl对应数字信息“1 ”，f2对应数字信息’0”。

二进制数字信息及已调载波如图3-1所示。

图3-1 2FSK信号1、2FSK的产生在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的, 这种信号称为不连续2FSK信号。

相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图3-2所示：与「1fl图3-2 2FSK 信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。

调制器各点波形如图 3-3所示:店 [ [D a-ii :i | o:WWWVWWVM7 WW------ W- :wvwwww图3-32FSK 调制器各点波形由图3-3可知，波形g 是波形e和f 的叠加。

所以，二进制频率调制信号2FSK 可以看成是两个载波频率分别为fl 和f2的2ASK 信号的和。

由于1”、0” 统计独立，因此，2FSK 信号功率谱密度等于这两个 2ASK 信号功率谱密度之和,此欣CO “刃盒曲/牡+円31（/壮2FSK 信号的功率谱如图3-4所示:-AA f\ \■ —:图3-4 2FSK 信号的功率谱由图3-4看出，2FSK 信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两 个载波频率fl 和f2处，连续谱分布在fl 和f2附近，若取功率谱第一个零点以 内的成分计算带宽，显然2FSK 信号的带宽为空码瓷一％去片劄 （3-2）为了节约频带，同时也能区分fl 和f2，通常取|f1-f2|=2fs ，因此2FSK 信号的带 宽为「一 二「「二丁 当|f1-f2|=fs 时，图3-4中2FSK 的功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为月为i+砖M 对于功率谱是单峰的2FSK 信号，可采用动态滤波器来解调。

太原理工大学现代科技学院现代通信原理课程实验报告专业班级通信17-3 学号 2017101086 姓名丁一帆指导教师李化实验名称 2ASK 调制与解调Matlab Simulink 仿真 同组人专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩一、实验目的1．掌握 2ASK 的调制原理和 Matlab Simulink 仿真方法 2．掌握 2ASK 的解调原理和 Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理2ASK 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幅度，使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化，而其频率和初始相位保持不变。

信息比特是通过载波的幅度来传递的。

其信号表达式为：0()()cos c e t S t t ω=⋅，S(t)为单极性数字基带信号。

由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。

2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号S(t)通断变化。

所以又被称为通断键控信号 三、实验内容、步骤1 Simulink 模型的建立通过Simulink 的工作模块建立2ASK 二级调制系统，用频谱分析仪观察调制前后的频谱，用示波器观察调制信号前后的波形……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………正弦波源，这里使用的是Signal Processing Blockset\DSP Sources\Sine Wave，设定其幅度为2V，频率为2Hz。

基带信号源，使用的是Communications Blockset\Comm Sources\Random Data Sources\Bernoulli Binary Generator，可以产生随机数字波形。

实验二基于MATLAB的2ASK和2FSK调制仿真（综合性实验）要求编写2ASK和2FSK调制程序，任意给定一组二进制数，计算经过这两种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制波形要与理论计算出的波形一致。

1）熟悉2ASK和2FSK调制原理。

2）编写2ASK和2FSK调制程序。

3）画出原信号和调制信号的波形图。

实验报告要求如下内容：1）2ASK和2FSK调制原理；对给定信号画出理论调制波形；实验原理1．2ASK二进制振幅键控（2ASK）信号码元为：S(t)=A(t)cos(w0t+θ) 0﹤t≤T式中w0=2πf0为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅，即╱A 当发送“1”时A(t)=╲0 当发送“0”时在式中给出的基带信号码元A(t)的波形是矩形脉冲。

产生2ASK的调制方法，主要有两种。

第一种方法采用相乘电路，用基带信号A（t）和载波cosw0t相乘就得到已调信号输出。

第二种方法是采用开关电路，开关由输入基带信号A（t）控制，用这种方法可以得到同样的输出波形。

2. 2FSK二进制频移键控（2FSK）信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送，而其振幅和初始相位不变。

故其表达式为；╱Acos（w1t+Φ1）发送“1”时S（t）=╲Acos（w0t+Φ0）发送“0”时式中，假设码元的初始相位分别为Φ1和Φ0；w1 =2πf1和w0 =2πf0为两个不同频率码元的角频率；A为一常数，表明码元的包络是矩形脉冲。

2FSK信号的调制方法主要有两种。

第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元。

第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。

2) 程序设计思想，画出流程图;编程思想：对于2ASK1首先假设一个随机序列来代表二进制基带信号：a=[1,1,0,0,1,0,1];2设定二进制载波信号为A cos（w1t+Φ1）为5cos（2*pi*t），则：╱5 cos（2*pi*t）当发送“1”时S(t)=A(t)cos(w0t+θ)=╲0 当发送“0”时设置周期T为13条件判断，如果a为1时，则在一个周期内，2ASK图像中对应一个5 cos（2*pi*t），a为0时，在一个周期内输出为0，并用plot画图画出来。

通信原理matlab课程设计--2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真南昌大学通信原理课程设计报告题目: 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK调制解调matlab仿真姓名：学院：信工学院专业：指导教师：完成日期：2013 年5 月5日一、设计要求课程设计需要运用MATLAB 编程实现2ASK,2FSK,2PSK ，2DPSK 调制解调过程，并且输出其源码，调制后码元以及解调后码元的波形。

二、基本原理二进制数字调制技术原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须使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的过程称为数字调制。

通常使用键控法来实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。

(1)振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和相位保持不变，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’。

OOK （通－断键控）是一种常用的二进制振幅键控式模拟调制器法 键控法包络检波法)开关电路2e2e同步检测法(2) 一个2FSK 信号可以看成是两个不同载波的2ASK 信号的叠加。

其解调和解调方法和ASK 差不多。

2FSK 信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK 频谱的组合。

2FSK 信号的产生方法采用模拟调频电路来实现：信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。

采用键控法来实现：相邻码元之间的相位不一定连续。

2FSK 信号的解调方法相干解调2e FSK2e FSK非相干解调(3) 2PSK 以载波的相位变化作为参考基准的，当基带信号为0时相位相对于初始相位为0， 当基带信号为1时相对于初始相位为180°。

调制器原理方框图如下：检控法2PSK 信号的解调器原理方框图(4) 2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。

实验三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较一、实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系。

二、实验内容设定噪声为高斯白噪声, 对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计, 并与理论值进行比较, 以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。

三、实验原理2ASK: 有两种解调方法: 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。

其中包络检波法不需相干载波, 利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点, 取出其包络, 经抽样判决即可恢复数码。

相干解调需要与相干载波相乘。

2FSK: 常用的解调方法: 非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。

将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。

其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小, 可以不专门设置门限。

判决规则应与调制规则相呼应。

例如,若调制时规定“1”-》载频f1, 则接收时应规定: 上支路样值>下支路样值判为1, 反之则判为0.2PSK: 该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变, 通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”。

2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。

解调时必须有与此同频同相的同步载波。

而2PSK信号是抑制载波的双边带信号, 不存在载频分量, 因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。

只有采用非线性变换, 才能产生新的频率分量。

2DPSK: 由于2DPSK信号对绝对码{an}来说是相对移相信号, 对相对码{bn}来说是绝对移相信号。

因此, 只需在2PSK调制器前加一个差分编码器即可产生2DPSK信号。

解调：1、极性比较法（码变换法）（相干解调）, 此法即是2PSK解调加差分移码。

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 通信原理课程设计报告学院名称：专业班级：学生姓名：学生学号：基于MATLAB的2FSK数字通信系统仿真一、课程设计目的要求学生掌握2FSK的调制与解调的实现方法；遵循本系统的设计原则，理顺基带信号、传输频带及两个载频三者间相互间的关系；加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理，学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标进行测试的方法。

本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。

通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。

要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。

能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。

对一个实际课题的软件设计有基本了解，能进一步掌握高级语言程序设计基本概念，掌握基本的程序设计方法，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。

二、课程设计内容在信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。

可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。

也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。

本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB软件，仿真一2FSK 数字通信系统。

2FSK数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。

在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。

因此，一个2FSK信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。

可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。

三、2FSK的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。

实验报告（一）一、实验名称：基于MATLAB 的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制仿真 二、实验目的：（1）熟悉2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制原理。

（2）学会运用Matlab 编写2ASK 、2FSK 和2PSK 调制程序。

（3）会画出原信号和调制信号的波形图。

（4）掌握数字通信的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制方式。

三、实验原理分析3.1二进制振幅键控（2ASK ）振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，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化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。

二进制振幅键控的表达式为：s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0＜t ≤T式中，w 0=2πf 0为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅，即A(t) = ⎩⎨⎧0A 典型波形如图所示：2ASK 信号的产生方法通常有两种：相乘法和开关法，相应的调制器如图2。

图2（a ）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图2（b ）是一种数字键控法，其中的开关电路受s(t)控制。

在接收端，2ASK 有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统方框图如图：3.2、二进制频移键控（2FSK ）二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送，而其振幅和初始相位不变。

故其表达式为：=)(s t ⎪⎩⎪⎨⎧++时"0发送“),cos(”时1发送“),cos21(ϕωϕωn n t A t A图4 2FSK 信号时间波形由图可见，2FSK 信号的波形（a ）可以分解为波形（b ）和波形（c ）,也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。

2FSK 信号的调制方法主要有两种。

第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元。

课程设计课程名称通信原理系别：运算机科学系专业班级：通信一班目录一、设计题目 (3)2、设计原理 (3)3、实现方式 (4)4、设计结果及分析 (7)五、参考文献 (10)Ⅰ.设计题目基于Matlab 的2FSK 调制及仿真Ⅱ.设计原理数字频率调制又称频移键控，记作FSK ；二进制频移键控记作2FSK 。

2FSK 数字调制原理：一、2FSK 信号的产生：2FSK 是利用数字基带信号操纵在波的频率来传送信息。

例如，1码用频率f1来传输，0码用频率f2来传输，而其振幅和初始相位不变。

故其表示式为{)cos()cos(21122)(θωθωϕ++=t A t A FSK t时发送时发送"1""0"式中，假设码元的初始相位别离为1θ和2θ；112f π=ω和222f π=ω为两个不同的码元的角频率；幅度为A 为一常数，表示码元的包络为矩形脉冲。

2FSK 信号的产生方式有两种：（1）模拟法，即用数字基带信号作为调制信号进行调频。

如图1-1（a ）所示。

（2）键控法，用数字基带信号)(t g 及其反)(t g 相别离操纵两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。

如图1-1（b ）所示。

这两种方式产生的2FSK 信号的波形大体相同，只有一点不同，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是持续的，而键控法产生的2FSK 信号，那么别离有两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不必然是持续的。

(a) (b)图1-1 2FSK 信号产生原理图由键控法产生原理可知，一名相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即)cos(])([)cos(])([)cos(·)()cos()()(221122112θωθωθωθωϕ+-++-=+++=∑∑∞-∞=∞-∞=t nT t g a t nT t g a t t g t t g t n s n n s n FSK其中)(t g 是脉宽为s T 的矩形脉冲表示的NRZ 数字基带信号。

MATLAB2psk通信系统仿真报告自查报告，MATLAB 2psk通信系统仿真。

在本次仿真中，我使用MATLAB对2psk通信系统进行了仿真，并进行了相关的自查工作。

在仿真过程中，我主要关注了信号的调制、解调、信道传输和误码率等方面的性能。

首先，我对2psk调制和解调进行了仿真，并通过绘制星座图和眼图来验证信号的调制和解调过程。

通过观察星座图和眼图，我确认了信号的正确调制和解调过程，并对其性能进行了评估。

其次，我进行了信道传输的仿真工作，主要关注了信号在加性高斯白噪声信道下的传输情况。

通过绘制信号经过信道后的波形图和频谱图，我对信号在信道传输过程中的性能进行了评估，并与理论分析进行了对比。

最后，我对系统的误码率进行了仿真，并通过绘制误码率曲线来评估系统的性能。

通过对误码率曲线的观察，我对系统的性能进行了分析，并对系统的改进提出了一些建议。

总的来说，通过本次仿真工作，我对MATLAB中2psk通信系统的仿真有了更深入的了解，并对系统的性能进行了评估和自查。

在今后的工作中，我将进一步完善仿真模型，提高系统的性能，并进行更深入的研究和分析。