数字调制系统-2ASK
成绩
西安邮电大学
《通信原理》软件仿真实验报告
实验名称：数字频带系统--2ASK系统
院系：通信与信息工程学院
专业班级：
学生姓名：
学号：
（班内序号）
指导教师：张明远
报告日期：2013年10月13日
●实验目的：
1、掌握2ASK信号的波形和产生方法；
2、掌握2ASK信号的频谱特点；
3、掌握2ASK信号的解调方法；
4*、掌握2ASK系统的抗噪声性能。
●知识要点：
1、2ASK信号的波形和产生方法；
2、2ASK信号的频谱；
3、2ASK信号的解调方法；
4*、2ASK系统的抗噪声性能。
●仿真设计电路及系统参数设置：
采用模拟相乘法和键控法产生2ASK信号，经调制后用相干解调法和包络解波法进行解调系统框图：
时间参数：No. of Samples =8192；Sample Rate =10000Hz
单极性不归零码Rate = 200Hz，Amp =0.5V，Offset = 0.5V
载波Amp = 1V，Frep = 1000Hz；
图14为带通滤波器，Low Fc = 8000Hz，Hi Fc = 1200Hz
图18为全波整流器
图4和19为低通滤波器，截止频率为200Hz
图5和20为采样器，采样频率为200Hz
图8和21为保持器
图7和22为比较器，比较条件为a>=b,True Output=1v，False Output=-1v
●仿真波形及实验分析：
1.调制信号
原始信号，模拟相乘法得2ASK，键控法得2ASK瀑布图
原始信号频谱
模拟相乘法得2ASK
键控法的2ASK信号
分析：原始信号经模拟相乘法和键控法所得的2ASK信号波形相同，频谱也相同。所以两种方法均可获得2ASK信号
2.解调信号
原始信号、相干解调、包络解调瀑布图
相干解调时，比较器7所加直流分量=0.043V
比较器22所加直流分量=0.032V
相干解调频谱
包络解调频谱
分析：2ASK信号采用相干解调和包络解调所得波形和频谱均相同，故在无噪声存在的情况下对2ASK信号进行解调时两种方法均可。但包络解波法更易实现。
3.加入高斯噪声Density in 1 ohm=0.0001W/Hz
原始信号、相干解调、包络解调瀑布图
相干解调频谱
包络频谱
分析：由瀑布图可知，在加入一定值的噪声后，可明显看出相干解调出波形的误码率远少于包络解波法解调出波形的误码率，所以相干解调系统的抗噪声性能优于包络解波系统。
实验成绩评定一览表
系统设计与模块布局
系统设计合理，模块布局合理，线迹美观清楚
系统设计合理，模块布局较合理，线迹清楚
系统设计、模块布局较合理，线迹较清楚
系统设计基本合理，模块布局较合理，线迹较清楚系统设计不够合理，模块布局较合理，线迹较清楚
参数设置与仿真波形
参数设置合理，仿真波形丰富、准确
参数设置合理，仿真波形较丰富、较准确参数设置较合理，仿真波形较丰富
参数设置较合理，仿真波形无缺失、无重大错误参数设置较合理，仿真波形有缺失
参数设置不够合理，仿真波形有缺失或重大错误
实验分析
实验分析全面、准确、表达流畅
实验分析较全面、基本无误、表述清楚实验分析基本正确、个别地方表述不清实验分析无原则性错误、表述不清楚
实验分析有缺失或存在严重错误
实验成绩
2PSK数字信号的调制与解调
中南民族大学 软件课程设计报告 电信学院级通信工程专业 题目2PSK数字信号的调制与解调学生学号 42 指导教师 2012年4月21日
基于MATLAB数字信号2PSK的调制与解调 摘要：为了使数字信号在信道中有效地传播，必须使用数字基带信号的调制与解调，以使得信号与信道的特性相匹配。基于matlab实验平台实现对数字信号的2psk的调制与解调的模拟。本文详细的介绍了PSK波形的产生和仿真过程加深了我们对数字信号调制与解调的认知程度。 关键字：2PSK;调制与解调；MATLAB 引言 当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。因此，数字信号的调制就显得非常重要。 调制分为基带调制和带通调制。不过一般狭义的理解调制为带通调制。带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。 主要通过对它们的三个参数进行调制，振幅，角频率，和相位。使这三个参量都按时间变化。所以基带的数字信号调制主要有三种方式：FSK，PSK，ASK。在这三种调制的基础上为了得到更高的效果也出现了很多其它的调制方式，如：DPSK，MASK，MFSK，MPSK，APK。它们其中有的一些是将基本的调制方式用在多进制上或者引入了一些新的方式来解决基本调制的一些问题如相位模糊和无法提取位定时信号，另外一些由是组合多种基本的调制方式来达到更好的效果。 基带信号的调制主要分为线性调制和非线性调制，线性调制是指已调信号的频谱结构与原基带信号的频谱结构基本相同，只是占用的频率位置搬移了。而非线性调制则是指它们的结构完全不同不仅仅是频谱搬移，在接收方会出现很多新的频谱分量。在三种基本的调制中，ASK 属于线性调制，而FSK和PSK属于非线性调制。已调信号会在接收方通过各种方式通过解调得到，但是由于噪声和码间串扰，总会有一定的失真。所以人们总是在寻找不同的接收方式来降低误码率，其中的接收方式主要有相干接收和非相干接收。在接收方通过载波的相位信号去检测信号的方法称为相干检测，反之若不利用就称为非相干检测，而对于一些特别的调制有特别的解调方式，如过零检测法。 系统的性能好坏取决于传输信号的误码率，而误码率不仅仅与信道、接收方法有关还和发送端采用的调制方式有很大的关系。我们研究的ASK，FSK，PSK等就主要是发送方的调制方式。
实验四 2PSK调制与解调实验
实验四 2PSK 调制与解调实验 1、 实验箱中2PSK 调制器用的调制方法是什么？ 答：移相键控调制的直接调相法。 2、 2PSK 调制能否用非相干解调方法？ 答：不能。 3、 相位模糊产生的原因和解决方法？ 答：①原因：在调制过程中采用了分频，而二分频器的输出电压有相差180度的两种可能相位，即其输出电压的相位决定了分频器的初始状态，这就是会导致分频出的载波存在相位模糊（2PSK 采用的是相移方式） ②解决办法：使用2DPSK 二相相对移相键控 4、 绝/相、相/绝变换的框图？ 答： 5、 绝/相、相/绝变换电路是怎么实现的。 答：绝/相变换电路是把数据信息源输出的绝对码变相对码，2DPSK 信号由相对码进行绝对调相得到。它由模二加10A U （74LS86）和D 触发器9A U （74LS74）组成，其逻辑关系为：i a ⊕i-1b =i b ，其中i a 是绝对码，i-1b 是延迟一个码元的相对码，i b 是相对码。 相/绝变换电路由14B U （74LS74）和15B U （74LS86）组成，其逻辑关系可表示为i-1b ⊕i b =i a ，其中i b 为相对码，i-1b 为延迟一个码元的相对码，i a 为绝对码。 6、 画出实验板中2PSK 、2DPSK 调制与解调器的原理框图； 答：
7、本实验中，2PSK 信号带宽是多少？用数字示波器如何测量？ 答：B=2 f=2/Ts。先按MATH按钮，再选择FFT选项。 s 8、测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？ 示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？ 答：绝对码波形。原始信号。触发源信号应该选择频率较低、稳定度高的信号。 9、解调电路各点信号的时延是怎么产生的？ 答：由滤波与抽样产生。 10、码再生的目的是什么？ 答：①防止噪声干扰的累加，恢复出基带信号。②把码元展宽。 11、用D触发器做时钟判决的最佳判决时间应该如何选择？ 答：眼图中眼睛张开最大时刻，即码元能量最大时刻，把各个信号叠加在一起。 12、解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？ 答：由滤波与抽样产生。 13、在接收机带通滤波器之后的波形出现了起伏是什么原因，带通滤波器的 带宽设计多大比较合适？ 答：符号切换造成了旁瓣的产生，0、1跳变使得高频成份丰富。π→0→π转换点导致的频谱扩展特别大，通过滤波器会缩小。带宽设计为2/Ts。
2PSK数字信号的调制与解调-分享版
信息对抗大作业
一、实验目的。 使用 MATLAB构成一个加性高斯白噪声情况下的2psk 调制解系统，仿真分析使用信道编 码纠错和不使用信道编码时，不同信道噪声比情况下的系统误码率。 二、实验原理。 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。 数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成 是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离 散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的 相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。 图 1相应的信号波形的示例 101 数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达 到零值，同时达到负最大值，它们应处于" 同相 " 状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不 相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为" 反相 " 。一般把信号振荡一次（一周）作为360 度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180 度，也就是反相。当传输数字信号时， "1" 码控制发 0 度相位， "0" 码控制发 180 度相位。载波的初始相位就 有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位0 和π分别表示二进制“1”和“ 0”。因此， 2PSK信号的时域表达式为 (t)=Acos t+) 其中，表示第 n 个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为
通信原理实验——2PSK调制与解调
贵州大学实验报告 学院：计信学院专业：网络工程班级：101 姓名学号实验组实验时间2013.06.16 指导教师成绩 实验项目名称实验二2PSK调制与解调 实 验目的1、掌握2PSK调制的原理及实现方法。 2、掌握2PSK解调的原理及实现方法。 实验原理 1、2PSK调制 2PSK信号产生的方法有两种：模拟调制法和数字调制法。 码型变换乘法器 NRZ输入双极性NRZ调制输出 载波输入 图16-1 2PSK调制模拟相乘法原理框图 上图16-1是2PSK调制模拟相乘法原理框图。信号源模块提供码速率96K的NRZ 码和384K正弦载波。在2ASK中数字基带信号是单极性的，而在2PSK中数字基带信号是双极性的。故先将单极性NRZ码经码型变换电路转换为双极性NRZ码，然后与384K正弦载波相乘，便得2PSK调制信号。乘法器的调制深度可由“调制深度调节”旋转电位器调节。 载波1 384K 开关电路2 调制输出 NRZ输入 开关电路1 反相器 图16-2 2PSK调制数字键控法原理框图 上图16-2是2PSK调制数字键控法原理框图。为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s的NRZ码数字基带信号和384KHz正弦载波信号，NRZ码为“1”的一个码元对应0相位起始的正弦载波的4个周期，NRZ码为“0”的一个码元对应π相位起始的正弦载波的4个周期。 实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ码用来
控制门的通/断。当NRZ 码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，0相位起始的正弦载波通过门1输出；当NRZ 码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，π相位起始的正弦载波通过门2输出。门的输出即为2FSK 调制信号，如下图16-3所示。 NRZ输入 调制信号 1 1 00 1 PSK 图16-3 2PSK 调制信号波形 2、2PSK 解调 2PSK 信号的解调通常采用相干解调法，原理框图如下图16-4所示。 LPF 相乘器电压判决 抽样判决 调制输入 BS输入 PSK/DPSK 判决电压调节 载波输入相乘输出 滤波输出 解调输出 判压输出 图16-4 2PSK 解调相干解调法原理框图 设已调信号表达式为1()cos(())s t A t t ω?=?+（A 1为调制信号的幅值）， 经过模拟乘法器与载波信号A 2cos t ω（A2为载波的幅值）相乘，得 0121 ()[cos(2())cos ()]2 e t A A t t t ω??= ++ 可知，相乘后包括二倍频分量121 cos(2())2 A A t t ω?+和cos ()t ?分量（()t ?为时 间的函数）。因此，需经低通滤波器除去高频成分cos(2())t t ω?+，得到包含基带信号的低频信号。 然后再进行电压判决和抽样判决。此时，“解调类型选择”拨位开关拨到“PSK ”一端。 解调过程中各测试点波形如下图16-5所示。
数字调制系统的性能比较
衡量一个数字通信系统性能优劣的最为主要的指标是有效性和可靠性，下面主要针对二进制频移键控(2FSK)、二进制相移键控(BPSK)、二进制差分相移键控(DBPSK)以及四进制差分相移键控（DQPSK）数字调制系统，分别从误码率、频带利用率、对信道的适应能力以及设备的可实现性大小几个方面讨论。 1. 误码率 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，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。 在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式：相干解调时为互补误 差函数erfc形式（k只取决于调制方式），非相干解调时为指数函数形式。 图1和图2是在下列前提条件下得到： ①二进制数字信号“1”和“0”是独立且等概率出现的； ②信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，单边功率谱密度为0n，信道参 恒定； ③通过接受滤波器后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为2nσ； ④由接收滤波器引起的码间串扰很小，忽略不计； ⑤接收端产生的相干载波的相位差为0。
图1 各种数字调制系统误码率 图2 二进制数字调制系统的误码率曲线 DBPSK ()erfc r 12r e - DQPSK (2sin )2erfc r M π —
图3a MDPSK 信号误码率曲线 图3b MPSK 信号的误码率曲线 (1) 通过图1从横向来看并结合图2得到： 对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率，相干解调方式的抗噪声性能优于非相干解调方式。但是，随着信噪比r 的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显，误码率曲线有所靠拢。 (2) 通过图1从纵向来看： ①若采用相干解调，在误码率相同的情况下，2224ASK FSK BPSK r r r ==，转化成分贝表示为22()3()6()ASK FSK BPSK r dB dB r dB dB r dB =+=+，即所需要的信噪比的要求为：BPSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK 小3dB ；BPSK 和DBPSK 相比，信噪比r 一定时，若 ()e BPSK P 很小，则()()/2e DBPSK e BPSK P P ≈，若()e BPSK P 很大，则有()()/1e DBPSK e BPSK P P ≈，意味着()e DBPSK P 总是大于()e BPSK P ，误码率增加，增加的系数在1~2之间变化，说明DBPSK 系统抗加性白噪音性能比BPSK 的要差；总之，使用相干解调时，在二进制数字调制系统中，BPSK 的抗噪声性能最优。 ②若采用非相干解调，在误码率相同的情况下，信噪比的要求为：DBPSK
数字信号调制与解调技术论文---副本
数字信号调制与解调技术 张海超(天津712) 摘要 调制技术是把基带信号变换成传输信号的技术。它将模拟信号抽样量化后，以二进制数字信号“1”或“0”对光载波进行通断调制，并进行脉冲编码（PCM）。数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。它的缺点是需要较宽的频带，设备也复杂。 调制技术又分为模拟调制技术与数字调制技术，其主要区别是：模拟调制是对载波信号的某些参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续估值，而数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送信息，在接收端只对载波信号的离散调制参量进行检测。与模拟调制系统中的调幅、调频和调相相对应，数字调制系统中也有幅度键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种方式，其中移相键控调制方式具有抗噪声能力强、占用频带窄的特点，在数字化设备中应用广泛，具体的数字调制方式有2FSK、2ASK、2PSK、QPSK、QAM、GSMK、MSK等。 数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。在现在文明高速发展的今天，人们越来越离不开数字信息，数字通信也越来越重要，因此数字调制解调技术越来越被广泛应用。 由于信道资源的紧张与人们越来越希望更快的通信速度与更好通信质量的要求的矛盾，将来必然还要寻找更加好的调制技术，它要求功率效率高，频带利用率高，并且易于实现，节能低碳，环保。激光调制通信、卫星通信、非恒包络调制等都是研究方向。数字调制解调的发展，必定会有力地推进通信、数字技术等各个领域的进步。 关键字：数字、调制方式、解调方式
一、概述 调制是将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号)，就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 调制技术分为模拟调制技术与数字调制技术，其主要区别是：模拟调制是对载波信号的某些参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续估值，而数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送信息，在接收端只对载波信号的离散调制参量进行检测。 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年代以后才开始的。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。常用的数字调制技术有2ASK（Amplitude Shift Keying，幅移键控）、4ASK、8ASK、BIT/SK（Phase Shift Keying，相移键控）、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（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM，其频带利用率可达8bit/s/Hz，8倍于2ASK或BIT/SK。此外，还有可采用减小相位跳变的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。 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，除此之外，数字调制抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。在现在文明高速发展的今天，人们越来越离不开数字信息，数字通信也越来越重要，因此数字调制解调技术越来越被广泛应用。
数字调制与解调 实验报告材料
计算机与信息工程学院实验报告 一、实验目的 1.掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2.掌握用键控法产生2FSK信号的方法。 3.掌握2FSK过零检测解调原理。 4.了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验仪器或设备 1.通信原理教学实验系统 TX-6（武汉华科胜达电子有限公司 2011.10） 2.LDS20410示波器（江苏绿扬电子仪器集团有限公司 2011.4.1） 三、总体设计 3.1数字调制 3.1.1实验内容： 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2FSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2FSK信号的频谱。 3.1.2基本原理： 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2FSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图1-1所示。 图1-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：
? CAR 2DPSK 信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 ? 2FSK 2FSK 信号测试点/输出点，V P-P >0.5V 用1-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对 应关系如下： ? ÷2（A ） U8：双D 触发器74LS74 ? ÷2（B ） U9：双D 触发器74LS74 ? 滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ? 滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ? 码变换 U18：双D 触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2FSK 调制 U22：三路二选一模拟开关4053 ? 放大器 V5：三极管9013 ? 射随器 V3：三极管9013 2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，通过分频和滤波得到。 2FSK 信号（相位不连续2FSK ）可看成是AK 与AK 调制不同载频信号形成的两个2ASK 信号相加。时域表达式为 t t m t t m t S c c 21cos )(cos )()(ωω+= 式中m(t)为NRZ 码。 2FSK 信号功率谱 设码元宽度为T S ，f S =1／T S 在数值上等于码速率， 2FSK 的功率谱密度如图所示。多进制的MFSK 信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。 本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2FSK 也具有离散谱。 3.2 数字解调 3.2.1 实验内容 1、 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。 3.2.2 基本原理 2FSK 信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
2PSK调制与解调系统的仿真(1)
科类理工科编号（学号） 本科生毕业论文（设计） ＰＳＫ调制与解调系统的仿真 The simulation of PSK modulation and demodulation system 秦安东 指导教师：赵红伟（讲师） 云南农业大学昆明黑龙潭650201 学院：基础与信息工程学院 专业：电子信息工程年级： 论文（设计）提交日期：答辩日期： 答辩委员会主任： 云南农业大学 年月
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。ABSTRACT.. (5) 1.前言 (5) 2.设计原理 (5) 2.1 2PSK信号的调制与解调 (5) 2.1.1 2PSK信号的调制原理 (5) 2.1.2 2PSK信号的解调原理 (7) 2.2 4PSK信号的调制与解调 (5) 2.2.1 4PSK信号的调制原理 (5) 2.2.2 4PSK信号的解调原理 (7) 2.3 8PSK信号的调制与解调 (5) 2.3.1 8PSK信号的调制原理 (5) 2.3.2 8PSK信号的解调原理 (7) 3仿真结果 (8) 4.1 2PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 4.2 4PSK信号的仿真结果如下图所示 (7) 4.3 8PSK信号的仿真结果如下图所示......................................... 错误！未定义书签。 5.心得体会 (9) 参考文献 (10) 致谢··················································································································错误！未定义书签。 附录··················································································································错误！未定义书签。
数字调制系统(数字频带传输系统)
121 第六章 数字调制系统（数字频带传输系统） 6.1 引 言 在实际通信中，有不少信道都不能直接传送基带信号，而必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓调制。 数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。 数字调制信号也称键控信号。 在二进制时，有 ASK ~ 振幅键控 FSK ~ 移频键控 PSK ~ 移相键控 正弦载波的三种键控波形 见樊书P129，图6－1 6.2 二进制数字调制原理 6.2.1 二进制振幅键控（2ASK ） 一、一般原理及实现方法 2ASK 是用“0”，“1” 码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。 最早使用的载波电报就是这种情况。 数字序列{}n a ()t s 单极性基带脉冲序列 ()()t t s t e c ω=cos 0 与t c ωcos 相乘，()t s 频谱搬移到c f ±附近，实现2ASK 。 {}n a 信号 2ASK 调制的方框图 转换成 数字调制系统的基本结构图
122 带通滤波器滤出所需已调信号，防止带外辐射，影响邻台。 二、2ASK 信号的功率谱及带宽 ()()()() ∑∞-∞ =-=ω=n s n c nT t g a t s t Cos t s t e 0 ???-=p p a n 110，概率为，概率为随机变量 ()()()()()() ()()()s s T f j s a s T j s a s e fT S T f G e T S T G E t e S t s G t g 002 π-ω-?π=???? ??ω=ωω?ω?ω?或，设 ()()()[]c c S S E ω-ω+ω+ω=ω21 ()()()的功率为： 则在频率轴上互不重叠，，假如t e S S c c 0ω-ωω+ω ()()()[]()()()[] c S c S E c S c S E f f P f f P f P P P P -++=ω-ω+ω+ω= ω4 1 4 1 或 )(f P S 为)(t s 的功率谱， 可见，知道了)(f P S 即可知道)(f P E 。 由前面，二进制随机序列)(t s 的功率谱： 的门函数 12s 2 s t t t
二进制数字调制与解调系统的设计.
二进制数字调制与解调系统的设计 MATLAB 及SIMULINK 建模环境简介 MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和SIMULINK 两大部分。 Simulink 是MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink 。 Simulink 是MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 数字通信系统的基本模型 从消息传输角度看,该系统包括了两个重要交换,即消息与数字基带信号之间的交换,数字基带信号与信道信号之间的交换.通常前一种交换由发收端设备完成.而后一种交换则由调制和解调完成. 数字通信系统模型 一、2ASK 调制解调 基本原理 2ASK 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。 其信号表达式为： ，S (t)为单极性数字基带信号。 t t S t e c ωcos )()(0 ?=
数字调制技术
数字调制技术 一般情况下，信道不能直接传输由信息源产生的原始信号，信息源产生的信号需要变换成适合信号，才能在信道中传输。将信息源产生的信号变换成适合于信道传输的信号的过程称为调制。在调制电路中，调制信号是数字信号，因此这种调制称为数字调制。数字调制是现代通信的重要方法，它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、更强的抗信道损耗及更高的安全性。在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。主要的数字调制方式包括幅移键控（amplitude shift keying，ASK）、频移键控（frequency shift keying，FSK）、相移键控（phase shift keying，PSK）、多电平正交调幅（multi level quadrature amplitude modulation，mQAM）、多相相移键控（multiphase shift keying，mPSK），也包括近期发展起来的网格编码调制（trellis coded modulation，TCM）、残留边带（vestigial sideband，VSB）调制、正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）调制等。 1.幅移键控 幅移键控就是用数字信号控制高频振荡的幅度，可以通过乘法器和开关电路来实现。幅移键控载波在数字信号1或0的控制下通或断。在信号为1的状态下，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，在接收端就可以根据载波的有无还原出数字信号1和0。移动通信要求调制方式抗干扰能力强、误码性能好、频谱利用率高。二进制幅移键控的抗干扰能力和抗衰落能力差，误码率高于其他调制方式，因此一般不在移动通信中使用。 2. 频移键控 频移键控或称数字频率控制，是数字通信中较早使用的一种调制方式。频移键控广泛应用于低速数据传输设备中。它的调制方法简单、易于实现，解调不需要回复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落能力强。因此，频移键控成为在模拟电话网上传输数据的低速、低成本异步调制解调器的一种主要调制方式。频移键控是用载波的频率来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的
实验二 数字信号载波调制
数字信号载波调制实验指导书 数字信号载波调制实验 一、实验目的 1、运用MATLAB 软件工具仿真数字信号的载波传输．研究数字信号载波调制ASK 、FSK 、PSK 在不同调制参数下的信号变化及频谱。 2，研究频移键控的两种解调方式；相干解调与非相干解调。 3、了解高斯白噪声方差对系统的影响。 4、了解伪随机序列的产生，扰码及解扰工作原理。 二、实验原理 数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅度键控（ASK ），频移键控（FSK ）和相移键控（PSK ）。它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位，得到数字带通信号。在接收端运用相干或非相干解调方式，进行解调，还原为原数字基带信号。 在幅度键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在 二进制调制信号1或0的控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通—断键控（00K ）。二进制幅度键控信号的频谱宽度是二进制基带信号的两倍。 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f 1，0对应于载波频率f 2，二进制频移键控己调信号可以看作是两个不同载频的幅度键控已调信号之和。它的频带宽度是两倍基带信号带宽（B ）与21||f f -之和。 在二进制相移键控中，载波的相位随调制信号1或0而改变，通常用相位0°和180°来分别表示1或0，二进制相移键控的功率谱与通一断键控的相同，只是少了一个离散的载频分量。 m 序列是最常用的一种伪随机序列，是由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列。它具有最长周期。由n 级移位寄存器产生的m 序列，其周期为21,n m -序列有很强的规律性及其伪随机性。因此，在通信工程上得到广泛应用，在本实验中用于扰码和解扰。 扰码原理是以线性反馈移位寄存器理论作为基础的。在数字基带信号传输中，将二进制数字信息先作“随机化”处理，变为伪随机序列，从而限制连“0”
基于simulink 2psk调制概要
1.项目的目的、要求 1.1 目的 （1）掌握课程设计涉汲到的相关知识、概念及原理。 （2）仿真图设计合理、能够正确运行。 （3）按照要求撰写课程设计报告。 1.2 要求 （1）通过利用matlab simulink ，熟悉matlab simulink 仿真工具。 （2）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉2PSK 的调制与解调。 （3）更好的了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等 各方面能力。 2.项目设计正文 2.1 2PSK 2.1.1 2PSK 的基本原理 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位为0和π表示二进制的“1”和“0”。因此2PSK 的信号的时域表达式为： ｅ2psk (t)=Acos(ωc t+φn ) (2-1) 其中，φn 表示第n 个符号的绝对相位： 发送“0”时 φn = (2-2) π 发送“1”时 因此，上式可改写为 Acos ωc t 概率为P (2-3) - Acos ωc t 概率为1-P ｅ2psk (t)=
图 2-1 2PSK信号的时间波形 由于表示信号的两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK信号一般可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘，即 ｅ2psk(t)=s(t)cosωc t (2-4) 其中 s(t)= ∑a n g(t-nT s) (2-5) 这里，g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，而an得统计特性为 1 概率为P a n= (2-6) -1 概率为1-P 即发送二进制符号“0”时（an取+1），ｅ2psk(t)取0相位；发送二进制符号“1”时（an取-1），ｅ2psk(t)取π相位。 2.1.2 2PSK的产生 二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。图2-2为2PSK波形图（为方便作图，在一个码元周期内画两个周期的载波）。
各种数字调制方法对比
调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。 如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。 幅移键控（ASK）和频移键控（FSK） 调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。 图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。在图1a中 ,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。 图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行： 幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相 干的。 AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。 频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即： m = Δf（T） Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者： Δf = fs –fm T是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。
基于matlab的数字信号调制与解调
一matlab常用函数 1、特殊变量与常数 ans 计算结果的变量名computer 确定运行的计算机eps 浮点相对精 度Inf 无穷大I 虚数单位inputname 输入参数名NaN 非 数nargin 输入参数个数nargout 输出参数的数目pi 圆周 率nargoutchk 有效的输出参数数目realmax 最大正浮点数realmin 最小正浮点数varargin 实际输入的参量varargout 实际返回的参量操作符与特殊字符+ 加- 减* 矩阵乘法 .* 数组乘（对应元素相乘）^ 矩阵幂 .^ 数组幂（各个元素求幂）\ 左除或反斜杠/ 右除或斜面杠 ./ 数组除（对应元素除）kron Kronecker张量积: 冒号() 圆括[] 方括 . 小数点 .. 父目录 ... 继续, 逗号（分割多条命令）; 分号（禁止结果显示）% 注释! 感叹号' 转置或引用= 赋值== 相等<> 不等 于& 逻辑与| 逻辑或~ 逻辑非xor 逻辑异或 2、基本数学函数 abs 绝对值和复数模长acos,acodh 反余弦，反双曲余弦acot,acoth 反余切，反双曲余切acsc,acsch 反余割，反双曲余割angle 相角asec,asech 反正割，反双曲正割secant 正切asin,asinh 反正弦，反双曲正 弦atan,atanh 反正切，双曲正切tangent 正切atan2 四象限反正 切ceil 向着无穷大舍入complex 建立一个复数conj 复数配 对cos,cosh 余弦，双曲余弦csc,csch 余切，双曲余切cot,coth 余切，双曲余切exp 指数fix 朝0方向取整floor 朝负无穷取整*** 最大公因数imag 复数值的虚部lcm 最小公倍数log 自然对数log2 以2为底的对数log10 常用对数mod 有符号的求余nchoosek 二项式系数和全部组合数real 复数的实部rem 相除后求余round 取整为最近的整数sec,sech 正割，双曲正割sign 符号数sin,sinh 正弦，双曲正弦sqrt 平方根tan,tanh 正切，双曲正切 3、基本矩阵和矩阵操作 blkding 从输入参量建立块对角矩阵eye 单位矩阵linespace 产生线性间隔的向量logspace 产生对数间隔的向量numel 元素个数ones 产生全为1的数组rand 均匀颁随机数和数组randn 正态分布随机数和数组zeros 建立一个全0矩阵colon) 等间隔向量cat 连接数组diag 对角矩阵和矩阵对角线fliplr 从左自右翻转矩阵flipud 从上到下翻转矩阵repmat 复制一个数组reshape 改造矩阵roy90 矩阵翻转90度tril 矩阵的下三角triu 矩阵的上三角dot 向量点集cross 向量叉 集ismember 检测一个集合的元素intersect 向量的交 集setxor 向量异或集setdiff 向是的差集union 向量的并集数值分析和傅立叶变换cumprod 累积cumsum 累 加cumtrapz 累计梯形法计算数值微分factor 质因子inpolygon 删除多边形区域内的点max 最大值mean 数组的均 值mediam 中值min 最小值perms 所有可能的转 换polyarea 多边形区域primes 生成质数列表prod 数组元素的乘积rectint 矩形交集区域sort 按升序排列矩阵元 素sortrows 按升序排列行std 标准偏差sum 求
2psk调制通信系统
2psk 调制通信系统 一，设计任务与要求 课程设计需要运用MA TLAB 编程实现2PSK 调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，讨论其调制和解调效果。 二，实验基本原理 数字调制技术的两种方法： ①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理。 ②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（2PSK ）基本的调制方式。相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK 中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。 2psk 调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器就模拟调制法而言，与产生2ASK 信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ 或双极性NRZ 脉冲序列信号均可。2PSK 信号属于DSB 信号。 本次实验采用的的模拟相乘法即通过载波和双极性不归零码的相乘得到2psk 信号，则2psk 信号产生的调制原理框图和时域表达式如下： ?? ?-±=p t P t t p s k e -,c o s ,c o s c o s 2_概率为概率为ωωω 图1时域表达式 图2调制原理框图 2psk 典型波形如下：
三，仿真方案和参数设置 参数设置如下所示： 每码元采样点数Fn=500； 码元数m=50； 载波频率fc=2； 码元速率Rm=1； 加入的白噪声的信噪比snr分别为10,30,50 MATLAB产生2psk信号的程序框图如下：
数字调制系统-2ASK
成绩 西安邮电大学 《通信原理》软件仿真实验报告 实验名称：数字频带系统--2ASK系统 院系：通信与信息工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： （班内序号） 指导教师：张明远 报告日期：2013年10月13日
●实验目的： 1、掌握2ASK信号的波形和产生方法； 2、掌握2ASK信号的频谱特点； 3、掌握2ASK信号的解调方法； 4*、掌握2ASK系统的抗噪声性能。 ●知识要点： 1、2ASK信号的波形和产生方法； 2、2ASK信号的频谱； 3、2ASK信号的解调方法； 4*、2ASK系统的抗噪声性能。 ●仿真设计电路及系统参数设置： 采用模拟相乘法和键控法产生2ASK信号，经调制后用相干解调法和包络解波法进行解调系统框图： 时间参数：No. of Samples =8192；Sample Rate =10000Hz 单极性不归零码Rate = 200Hz，Amp =0.5V，Offset = 0.5V 载波Amp = 1V，Frep = 1000Hz； 图14为带通滤波器，Low Fc = 8000Hz，Hi Fc = 1200Hz 图18为全波整流器 图4和19为低通滤波器，截止频率为200Hz 图5和20为采样器，采样频率为200Hz 图8和21为保持器 图7和22为比较器，比较条件为a>=b,True Output=1v，False Output=-1v ●仿真波形及实验分析： 1.调制信号 原始信号，模拟相乘法得2ASK，键控法得2ASK瀑布图
原始信号频谱 模拟相乘法得2ASK 键控法的2ASK信号 分析：原始信号经模拟相乘法和键控法所得的2ASK信号波形相同，频谱也相同。所以两种方法均可获得2ASK信号
数字调制解调的MATLAB仿真设计
青海师范大学毕业论文 论文题目：数字调制解调的MATLAB仿真 系别：物理系 专业：电子信息工程 班级：05 B 学生姓名：梁俊花 学号：20050811217 指导教师姓名：李文全 职称：教授 最后完成时间：2009-5-10
【内容摘要】 设计了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控(2FSK) 、二进制移相键控(2PSK)调制解调系统的工作流程图,并得用了MATLAB软件对该系统的动态进行 了模拟仿真,得用仿真的结果,从而衡量数字信号的传输质量. 【关键词】 调制解调、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB 【Abstract】 The work stream diagrams of 2ASK、2FSK、2PSK are designed .MATLAB softwave is used to simulate the modem system by the scatter diagrams and wave diagrams, then the transmit quality of digital signal can be measured. 【Keys】 Amodulate and ademodulate 、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB 一、数字调制解调的概述 在通信系统中,信道的频段往往是很有限的,而原始的通信信号 的频段与信道要求的频段是不匹配的,这就要求将原始信号进行调制 再进行发送.相应的在接收端对调制的信号进行解调,恢复原始的信号,而且调制解调还可以在一定程度上抑制噪声对通信信号的干扰. 调制解调技术按照通信信号是模拟的还是数字的可分为模拟调 制解调和数字调制解调。数字调制的基本方式可以归结为3类：振幅 键控（ASK）、频率键控（FSK）和移相键控（PSK）。此外还有这3 类的混合方式。 对于数字调制信号，为了提高系统的抗噪声性能，衡量系统性