cp7_2二进制数字调制原理-2ASK
【2017年整理】2ASK和2PSK调制与解调实验
实验二2ASK和2PSK调制与解调实验（一）实验目的1、掌握振幅键控(ASK)调制与解调的原理，并会用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。
2、掌握相移键控(PSK)调制与解调的原理，并会用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。
（二）实验设备计算机、SystemView软件（三）实验内容1、振幅键控(ASK)调制与解调：掌握振幅键控(ASK)调制与解调的原理，并用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。
2、相移键控(PSK)调制与解调：掌握相移键控(PSK)调制与解调的原理，并用仿真软件绘制仿真的原理图，得出正确的波形图。
（四）实验原理1、2ASK调制部分：二进制幅度键控的调制器可用一个相乘器来实现。
对于2ASK 信号，相乘器则可以用一个开关电路来代替。
调制信号为1时，开关电路导通，为0时切断。
2ASK信号表达式：S（t）=a(n)Acos（ωct）式中：A-载波幅度，ωc -载波频率，a(n)-二进制数字信号2、2PSK二进制相移键控（2PSK ）就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在连个不同的数值之间不通的数值之间切换的一种相位调制方法。
通常，两个载波相位相差π个弧度。
PSK 信号可以写成如下形式：Spsk （t ）=a(n)Acos （ωct ）1.调制部分：在2PSK 中，通常用相位0°或180°来分别表示1或-1.这里用调相法来生成2PSK ：将数字信号与载波直接相乘。
这也是DSB 信号产生的方法。
S2PSK （t ）=cos(ω0t+φ)， φ=0或πS2PSK （t ）= ACOS(ω0) a(n)=1-ACOS(ω0) a(n)= -12.解调部分2PSK 必须采用相干解调，同步载波是个关键问题。
相干接收2PSK 系统组成如图所示：对2PSK 信号相干接收的前提是首先进行载波提取，可采用平方环或科斯塔斯环来实现。
为分析方便起见，在本实验中可直接在接收端设信道输出图3-2-1 2PSK 系统组成置一个与发送端严格同步的本地载波源。
二进制振幅键控(2ASK)
二进制振幅键控（2ASK）摘要: 振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）, 也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。
二进制振幅键控通常记作2ASK。
一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制...振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude shift keying）,也称通断键控（或开关键控），记作OOK(On-Off Keying)。
二进制振幅键控通常记作2ASK。
一、2ASK 信号时域与频域分析1．基本原理二进制振幅键控就是用代表二进制数字信号的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波。
有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”，由此可得2ASK 信号时间波形如图1 所示。
根据线性调制原理，一个2ASK 信号可以表示成一个单极性不归零序列和一个正弦载波相乘，即2ASK 信号的一般表达式为（1）其中是持续时间为的矩形脉冲，而的取值服从下述关系（2）现令（3）则式(1)变为（4）图1 2ASK 信号的时间波形2ASK 信号的产生方法：有键控法和模拟调制法，如图2 所示。
图2 2ASK 信号的产生2.功率谱密度和带宽由于2ASK 信号可以表示成若设的功率谱密度为，2ASK 信号的功率谱密度为。
因为是单极性的随机脉冲序列，即单极性不归零码，功率谱密度为此时，2ASK 信号的功率谱密度当概率时，同时又考虑到和，则2ASK 的功率谱密度为功率谱密度示意图图3 2ASK 信号的功率谱密度示意图（1）因为2ASK 信号的功率谱密度是相应的单极性数字基带信号功率谱密度形状不变地平移至处形成的，所以2ASK 信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。
它的连续谱取决于数字基带信号基本脉冲的频谱；它的离散谱是位于处的一对频域冲激函数，这意味着2ASK 信号中存在着可作载频同步的载波频率的成分。
（2）由图3 可以看出。
2ask解调方法
2ask解调方法（实用版2篇）目录（篇1）1.2ask 解调方法的背景和原理2.2ask 解调方法的具体步骤3.2ask 解调方法的优缺点4.2ask 解调方法的应用实例正文（篇1）一、2ask 解调方法的背景和原理2ask 解调方法是一种在无线通信系统中广泛应用的解调方法。
它的全称是“双差分相干解调”，英文名为 Differential Quadrature Phase Shift Keying，简称 DQPSK。
它是一种数字调制解调技术，主要用于数字通信系统中。
在数字通信中，信号传输过程中会受到各种干扰，导致信号失真。
因此，解调方法的重要性不言而喻。
2ask 解调方法正是在这种背景下应运而生，它的原理是利用相关性和互相关性来恢复原始信号。
二、2ask 解调方法的具体步骤2ask 解调方法的具体步骤可以分为以下几个步骤：1.首先，在接收端，需要对收到的信号进行处理，包括去除噪声、放大信号等操作。
2.然后，对接收到的信号进行相干解调。
这一步主要是利用相关性和互相关性，通过特定的算法，将收到的信号中的原始信号恢复出来。
3.最后，对解调后的信号进行检测，得到原始信号的信息。
三、2ask 解调方法的优缺点2ask 解调方法的优点主要有：解调准确度高、抗干扰能力强、系统性能稳定等。
同时，它也存在一些缺点，比如计算复杂度高、对载噪比较低的信号解调性能较差等。
四、2ask 解调方法的应用实例2ask 解调方法在无线通信系统中应用广泛，如卫星通信、无线局域网、蓝牙通信等。
目录（篇2）1.2ask 解调方法的概述2.2ask 解调方法的原理3.2ask 解调方法的优缺点4.2ask 解调方法的应用实例正文（篇2）一、2ask 解调方法的概述2ask 解调方法是一种在数字通信系统中广泛应用的解调方法。
它的全称是“2 进制振幅键控解调”，主要用于二进制数字调制信号的解调。
2ask 解调方法具有简单易行、解调精度高等优点，适用于许多通信场景。
二进制数字频带传输系统设计2ASK系统
目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1二进制振幅键控（2ASK） (1)2.2 2ASK调制原理及框图 (2)2.3 2ASK解调原理及框图 (2)3 建立模型描述 (3)3.1 用MA TLAB实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调 (3)3.2 用SystemView来实现二进制振幅键控（2ASK）的调制和解调 (4)4 模块功能分析及源程序代码 (4)4.1 MA TLAB源程序代码 (4)4.2 SytemView模块功能分析 (9)5 调试过程及结论 (12)5.1基于MATLAB的2ASK调制解调仿真过程及结论 (12)5.2 基于SystemView的2ASK调制解调仿真过程及结论 (15)6 心得体会 (18)7 参考文献 (18)二进制数字频带传输系统设计—2ASK系统1 技术要求设计一个2ASK数字调制系统，要求：（1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。
2 基本原理2.1二进制振幅键控（2ASK）振幅键控（也称幅移键控），记做ASK,或称其为开关键控（通断键控），记做OOK 。
二进制数字振幅键控通常记做2ASK。
对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，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，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。
根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。
2ASK信号可表示为式中,为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列其中，g(t)是持续时间为、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字2.2 2ASK 调制原理及框图通常，二进制振幅键控信号的产生方法有两种，如下图2.2所示。
2ASK信号的调制与解调
2ASK信号的调制与解调摘要：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。
在数字调制解调技术发展不断更新的今天，作为最古老、理论发展最成熟的调制解调方式，对2ASK的研究，仍具有非常大的意义。
本文主要是介绍2ASK调制与解调系统，并利用MATLAB集成环境实现对2ASK信号的调制与解调，观察调制前后的信号波形。
关键词：2ASK；振幅键控；调制；解调1、2ASK调制原理振幅键控（Amplitude Shift Keying，缩写为ASK）是载波的振幅随着数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时，则称为二进制振幅键控（2ASK），就是用代表二进制数字信号的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，有载波输出是表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”，当然，按照通信约定，上述二者也可取反。
二进制振幅键控信号可以表示成具有一定波形形状的二进制序列（二进制数字基带信号）与正弦型载波的乘积，其信号表达式为：由于调制信号只有0和1两个电平，相乘的结果相当于将载频关断或接通，它的实际意义是当调制的数字信号为1时，传输载波；当调制的数字信号为0是，不传输载波。
2ASK信号的时间波形随二进制基带信号通断变化，所以又被称为通断键控信号（On Off Keying，缩写为OOK）。
通常，二进制振幅键控信号的产生方法有两种：模拟幅度调制方法与数字键控方法，如图1所示。
（a）模拟幅度调制法（b）数字键控法图1 2ASK信号生成示意图2、解调原理信号接收端接收传来的2ASK信号，首先经过带通滤波器滤掉传输过程中产生的噪声干扰，再从中恢复原始数据信号。
常用的解调方法有两种：相干解调（同步检测法）和非相干解调（包络解调法）。
2ASK的相干解调又称为同步检测法，是在接收端利用本地载波与接收到的信号进行相乘得到包含基带信号频率分量的输出信号，然后通过低通滤波器滤除无用的频率分量让基带信号通过，并将其送至抽样电路进行判决，原理框图如图2所示。
通信原理-实验二2ASK调制与解调
六、实验报告要求
将信码设置为 11100110，记录以下测试点波形
1、2ASK调整
调制模块CH1-T6（绝对码波形）;CH2- T24（2ASK输出） 2、非相干解调
解调模块 ：CH1-T17(2ASK入)；CH2-T31(放大出)
CH1-T17(2ASK入)；CH2-T36 CH1-T17(2ASK入)；CH2-T23（频带受限出）
三、实验仪器与设备
1、双踪示波器
一台
2、数字调制模块
3、数字解调模块
一块
一块
四、实验原理
1、调制
2ASK信号的产生方法主要有两种。一种 可以采用模拟调频电路来实现；另一种可以 采用键控法来实现，即在二进制基带脉冲信 号的控制下通过开关电路对两个不同的独立 频率源进行选通，使在每一个码元Ts期间输 出f1或f2两个载波之一。
2、非相干解调（过零检测）
2ASK 2ASK
放大出
畸变
① 将调制模块的P24（2ASK输出）信号送到解调模块的T17（2ASK入）。 CH1观测解调模块T17（2ASK入）的波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测解调模块T31（放大出）、T36的波形。
2ASK
2ASK
频带受限出
整形出
② CH1观测解调模块T17（2ASK入）的波形，并以CH1作为触发信号， CH2观测解调模块T23（频带受限出）、T37（整形出）的波形。
CH1-T17(2ASK入)；CH2-T37（整形出）
CH1-T37(整形出)；CH2-T38（相加出） CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T24（非相干解调低通出）
CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T19（过零检测出）
CH1-T6(绝对码，调制模块)；CH2-T20（ 2ASK过零检测再生出）
cp7_2二进制数字调制原理-2ASK
单极性NRZ矩形脉冲，周期TB
1, g (t ) 0, 0 t TB 其它
0, an 1,
发送概率为 P 发送概率为 1 P
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-4
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
则2ASK信号可表示为：
cos c t 0
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-8
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e (t)=s(t)cosω ct，则： Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。 证明： Ps(f)=F[Rs(τ )]， Pe(f)= F[Re(τ )] Re(τ )=E[e (t)e (t+τ )] = E[s(t)cosω ct·s(t+ τ )cosω c(t+τ )] = E{s(t) s(t+τ )·(1/2)[cosω cτ + cosω c(2t+τ )]} = (1/2) cosω cτ E[s(t)s(t+ τ )]
2ASK的解调
非相干解调(包络检波法) 相干解调(同步检测法)。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-16
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
非相干解调(包络检波法)
包络检波器
e 2ASK ( t ) 带通 滤波器 a 全波 整流器 b 低通 滤波器
输出信号的包络
c
抽样 判决器
d 输出
7-2-13
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
解：(1)
R B 103 B
3 103 每个码元内有 =3个载波波形 3 10
2PSK原理及调制解调仿真
2PSK原理及调制解调仿真2PSK(二相移键调制)是一种数字调制技术，它使用两个相位状态来表示数字数据。
在2PSK中，每个相位状态代表一个比特，即"0"或"1"。
2PSK的原理可以通过以下步骤进行说明：1.数据编码：将数字数据转换为二进制形式。
例如，将十进制数"7"编码为二进制数"0111"。
2.相位映射：将每个比特对应到不同的相位状态上。
在2PSK中，通常将"0"映射到相位0°，将"1"映射到相位180°。
3.载波调制：将相位状态映射到载波信号上。
通常使用正弦波作为载波信号，其频率可以根据需求设定。
4.发射信号：将调制后的载波信号发送到信道中。
5.接收端解调：接收信号后，使用相位解调的方法将信号恢复成数字数据。
这可以通过比较接收到的信号与预设的相位状态来实现。
6.数据解码：将恢复的二进制数据转换为原始的数字数据。
2PSK的调制解调可以通过软件仿真工具进行模拟。
对于调制过程，可以使用软件如MATLAB或Simulink来实现。
首先，需要生成要调制的数字信号，并将其转换为二进制形式。
然后，将每个比特映射到相应的相位状态，并将其表示为正弦波信号。
最后，将所有的正弦波信号叠加起来，形成最终的调制信号。
这个过程可以通过MATLAB或Simulink中的各种函数和模块来实现。
对于解调过程，可以使用相位解调器来还原接收到的信号。
相位解调器通常包括相位鉴频器和比较器。
相位鉴频器用于提取信号的相位信息，而比较器则将提取的相位信息与预设的相位状态进行比较，以确定每个比特的值。
这个过程可以通过MATLAB或Simulink中的函数和模块来实现。
通过仿真实验，可以观察到在不同信噪比（SNR）条件下的调制解调性能。
SNR的增加会提高解调的准确性，但当SNR较低时，解调错误率将增加。
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7-2-2
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
7.2 二进制振幅键控（2ASK, OOK）
ASK:Amplitude Shift Keying 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控2ASK。 2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
2ASK调制原理
开 关电 路 e2 AS K(t) cos ct e2 AS K(t )
s(t )
乘 法器 cos ct
s(t ) (b ) 数字键控
(a ) 模拟相乘
2ASK调制器原理框图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-2-15
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
n
单极性NRZ矩形脉冲，周期TB
1, g (t ) 0, 0 t TB 其它
0, an 1,
发送概率为 P 发送概率为 1 P
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-4
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
则2ASK信号可表示为：
cos c t 0
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
主要内容： 7.1
第七章 数字 带通传输系统
数字带通传输系统概述 二进制数字调制系统的抗噪声性能 二进制数字调制系统的性能比较
7.2-5 二进制数字调制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 7.7
7.8-9 多进制数字调制系统-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK 7.10-11 新型数字带通调制技术-正交振幅调制QAM 、最小移频键控MSK
离散谱表示含有载波分量 连续谱由基带信号波形 决定
P 2 ASK ( f )
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
0 dB
-2 fb
－fc －fb
－fc
－fc ＋fb －fc +2 fb O
fc -2 fb
fc －fb
B 2 fb
fc
fc ＋fb
fc +2 fb
f
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-7
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
2ASK信号的功率谱
基带信号:s(t)=∑ang(t-nTs), 2ASK信号:e (t)=s(t)cosω ct 若s(t)是确定信号，则: E(w)=1/2[S(w+wc)+ S(w-wc)] 。 而s(t)是随机信号，不存在S(w)，应该用功率谱密度Ps(f) 若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e(t)=s(t)cosω ct， 则：Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。
OOk信号e(t)的功率谱密度为：
Tb 2 Sa (f fc )TB S a (f fc )TB 16 1 (f fc ) (f fc ) 16
2
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-10
2ASK信号e2ASK(t)的功率谱密度 Ps(f)¼后->左移、右移到载频fc处--P2ASK(f)
传信号“1” 传信号“0”
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-5
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
2ASK信号的时间波形
1 s(t ) T TBb 载 波信 号 t 0 1 1 0 0 1
t
2 ASK信 号 t
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-6
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-12
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
[7.2-1] 已知某OOK系统的传码率为103B,所用的载波信号为 Acos(6π×103t),问： （1）设传送数字信息为1011001，画出相应的2ASK信号波形。
（2）求2ASK信号的带宽。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
= (1/2) cosω cτ Rs(τ )
Pe(f)= F[Re(τ )]= F[(1/2)cosω cτ Rs(τ )] = (1/4) [Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
得证。
7-2-9
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
1 1 2 PS ( f ) TB Sa (fTB ) ( f ) 4 4
2ASK的解调
非相干解调(包络检波法) 相干解调(同步检测法)。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-16
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
非相干解调(包络检波法)
包络检波器
e 2ASK ( t ) 带通 滤波器 a 全波 整流器 b 低通 滤波器
输出信号的包络
c
抽样 判决器
d 输出
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
相干解调(同步检测法) 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。
e 2ASK ( t )
y(t)
带通 滤波器 相乘器 cos c t 低通 滤波器 抽样 判决器 定时 脉冲
截止频率与基带数字信号 的最高频率相等
输出
恰好使2ASK信号 完整地通过 与发送载波同频同 相的本地载波
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-8
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
若s(t)的功率谱为Ps(f)，且e (t)=s(t)cosω ct，则： Pe(f)=1/4[Ps(f+fc)+ Ps(f-fc)]。 证明： Ps(f)=F[Rs(τ )]， Pe(f)= F[Re(τ )] Re(τ )=E[e (t)e (t+τ )] = E[s(t)cosω ct·s(t+ τ )cosω c(t+τ )] = E{s(t) s(t+τ )·(1/2)[cosω cτ + cosω c(2t+τ )]} = (1/2) cosω cτ E[s(t)s(t+ τ )]
2ASK信号的功率谱密度
s(t)--单极性不归零矩形随机脉冲序列，等概（P=1/2）时的功率 谱密度为：（例6.3-1） s(t) Ps (f )
1 1 2 PS ( f ) TB Sa (fTB ) ( f ) 4 4
B fb T1B
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
恰好使2ASK信号 完整地通过
定时 脉冲
ASK非相干解调(包络检波法)原理框图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-2-17
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
a
b
c
d
2ASK信号非相干解调过程的时间波形
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-2-18
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-1
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
7.2 二进制数字调制原理-2ASK 2ASK 信号的表示、时间波形 2ASK 信号的功率谱密度 2ASK 信号的调制原理 2ASK 信号的解调 2ASK 调制与解调的 LabVIEW仿真
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
2ASK信号的功率谱密度示意图
7-2-11
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
2ASK信号功率谱密度特点
二进制振幅键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱两部分组成。
离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定。 二进制振幅键控信号的带宽 B2ASK 是基带信号波形带宽的两倍 , 即 B2ASK=2B基=2fB=2RB。 因为系统的传码率RB=fB(Baud)，故2ASK系统的频带利用率为
7-2-13
第21)
R B 103 B
3 103 每个码元内有 =3个载波波形 3 10
(2)2ASK信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的两倍 B 2R B 2 103 2000Hz
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-2-14
2ASK相干解调器原理框图
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统 7-2-19
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
相干解调：
e ASK (t) s(t) cos c t
低通滤波器的截止频率与基带数字信 号的最高频率相等。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-20
为通（on）、断(off)键控OOK。
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-2-3
第2节 二进制数字调制原理-2ASK
2ASK信号的表示
二进制符号序列:设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的
概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表 示为： 其中
s(t ) an g (t nTB )