目录
1.实验要求及开发环境 (3)
2.
二、课程设计软件说明 (7)
三、基本原理 (2)
3.1调制方式简介 (2)
3.2OQPSK的含义 (3)
3.3同相正交环法（科斯塔斯环） (5)
四、实验框图原理说明 (12)
4.1实验总框图介绍 (12)
4.2五个子部分的介绍 (7)
4.2.1串并转换 (7)
4.2.2载波调制 (9)
4.2.3 科斯塔斯环解调 (15)
4.2.4 抽样判决 (17)
4.2.5 并串转换 (17)
五、实验结论 (18)
六、调试报告 (19)
6.1频率调制器F M参数设置 (19)
6.2低通滤波器参数设置 (19)
6.3脉冲串的参数设置 (20)
七、实验心得 (21)
八、参考文献 (22)
一、实验要求及开发环境
实验要求：1. 数字相关器子系统
2. 仿真结果分析
实验目的：1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理
2.掌握Systemview的使用
开发环境：PC机开发软件：Systemview
Systemview简介
Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。直到一般系统的数学模型建立等各个领域，systemview在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
利用systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统．可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。其特色是，利用它可以从各种不同角度、以不同方式，拉要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。它还
可以实时地仿真各种位真的DSP 结构，并进行各种系统的时域和频域分析、诺、谱分析，以及对各种逻辑电路、射频／模拟电路(混领器、放大器、RLC 电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析等。
2PSK 信号的调制与解调
1、 二进制相移键控（2PSK ）
二进制相移键控又称为BPSK ，通常用载波的相位0表示信号1，用载波相位π来表示信号-1（或者用相位0表示-1，用相位π表示1）
其表达式可写成：
t nT t g a t S c n
s n BPSK ωcos ])([)(∑-=
n
a 为双极性码元。
用Systemview 仿真得到的BPSK 波形如下
信息码如上图所示
由上图可以看出BPSK 信号相位为0时表示1相位为π时 表示-1
BPSK 信号调制器如下： 通常有两种调制方法 （1）相乘法：
（2）相位选择法
双极性 二进制信号
BPSK 已调信号
t c cos
2PSK 信号的解调通常采用相干解调法，其原理框图如下：
其中相干解调中如何得到与接收的信号同频同向的相干载波是一个关键点，将在后面Costas 环中提及这里不再赘述。 通过systemview 仿真解调过程如下所示：
其中随机码发生器频率为10kHz 调制载波与相干载波频率为100kHz 低通滤波截止频率为50kHz 其余参数默认
双极性码如下：
)
(2t e PSK 定时脉冲
带通 滤波器
低通 滤波器
抽样 判决器
t
c
ωcos
输出
开关电路
t
c ωcos
180
移相
π
s(t)
BPSK 已调信号
通过BPSK调制后波形如下：
通过相干解调后波形如下：
经过低通滤波器后恢复出原始信号如下：
设源信号为s(t)通过调制后信号为t t s c ωcos )( 经过想干解调后信号为
t t s c ω2
cos )(=
t t s t s c ω2cos )(2
1)(2
1+
通过低通滤波后信号变为
)(21t s
由上图可见通过想干解调后经过滤波正确的恢复出了原信号但是幅度变为原信号一半与理论相符
要恢复出与原信号相同幅度的信号只需加入一个2倍的增益放大器即可。
OQPSK 调制与解调系统的设计
一、课程设计目的
1、了解Systemview 的运行环境及应用领域；
2、通过本课程设计掌握OQPSK 调制及解调的原理及方法。
二、课程设计软件说明
SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。使用它，用户可以用图符（Token）去描述自己的系统，无需与复杂的程序语言打交道，不用写代码即可完成各种系统的设计与仿真。
利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
SystemView的图符资源十分丰富，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。还可进行CDMA通信系统和数字电视业务的分析；用户还可以自己用C语言编写自己的用户自定义库。
三、基本原理
3.1调制方式简介
在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。数字传输的常用调制方式主要分为：
正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。
键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。
编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。
世广数字卫星广播系统的下行载波的调制技术采用TDM QPSK调制体制。它比编码正交频分多路复用（COFDM）调制技术更适合卫星的大面积覆盖。
通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送，但如果要远距离传输时，特别是在无线或光纤信道上传输时，则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。如同传输模拟信号时一样，传输数字信号时也有三种基本的调制方式：幅移键控
(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来传递数字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上，数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都是属正弦波调制。但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制，而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
在数字通信的三种调制方式（ASK、FSK、PSK)中，就频带利用率和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，一般而言，都是PSK系统最佳。所以PSK 在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。OQPSK是PSK调制方式中的一种。
解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。对于多重调制需要配以多重解调。
3.2 OQPSK的含义
OQPSK也称为偏移四相相移键控（offset-QPSK），是QPSK的改进型。它与QPSK有同样的相位关系，也是把输入码流分成两路，然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。
由于两支路码元半周期的偏移，每次只有一路可能发生极性翻转，不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此，OQPSK信号相位只能跳变0°、±90°，不会出现180°的相位跳变。
OQPSK信号可采用正交相干解调方式解调，其原理如图5-49所示。由图看出，它与QPSK信号的解调原理基本相同，其差别仅在于对Q支路信号抽样判决时间比I支路延迟了/2，这是因为在调制时Q支路信号在时间上偏移了/2，所以抽样判决时刻也应偏移/2，以保证对两支路交错抽样。
OQPSK克服了QPSK的l80°的相位跳变，信号通过BPF后包络起伏小，性能得到了改善，因此受到了广泛重视。但是，当码元转换时，相位变化不连续，存在90°的相位跳变，因而高频滚降慢，频带仍然较宽。
QPSK数据码元对应的相位变化如图1-1所示，OQPSK数据码元对应相位变化
如图1-2所示。
图1-1 QPSK相位变化图图1-2 OQPSK相位变化图对于QPSK数据码元对的相位变换由图1-1求得为：
可见，在QPSK中存在过零点的180°跃变。
对于OQPSK数据码元对的相位变化由图1-2求得为：
可见，在OQPSK中，仅存在小于＝90°的相位跃变，而不存在过零点跃变。
所以OQPSK信号的带限不会导致信号包络经过零点。OQPSK包络的变化小多了，
因此对OQPSK的硬限幅或非线性放大不会再生出严重的频带扩展，OQPSK即使再
非线性放大后仍能保持其带限的性质。
OQPSK的调制和相干解调框图如图1-3、图1-4所示
(1,-1)(-1,1)
(1,1)(1,-1)(1,-1)
(-1,1)
()
4
π
-()
3
4
π
()
4
π
()
4
π
-()
3
4
π
()
4
π
-
2
π
-2
π
-ππ
π
码元对
相位及相位变化：
I信道
Q信道
＋1
－1
＋1
－1
Q信道
＋1
－1
＋1
－1
(－1,1)
(－1,－1)(1,－1)
(1,1) (－1,－1)
(－1,1)(1,1)
(1,－1)
I信道(1,-1)(1,1)
(-1,1)(1,1)(1,1)
(-1,-1)
()
4
π
-
码元对
相位及
相位变化：
(1,-1)(1,-1)
(-1,1)(1,1)
(-1,-1)
()
4
π
-()
3
4
π
-
2
π
-
()
3
4
π
()
4
π
()
4
π
-
()
3
4
π
()
3
4
π
-()
4
π
()
4
π
()
4
π
0°0°
2
π
-
2
π
-
2
π
-
2
π
-2
π
-
2
π
-
2
π
-
串并变换
电平产生
载波
发生器
移相90°
二进制信息
OQPSK信号
I(t)
延时Ts/2
cos
A t
ω
图1-3 OQPSK 调制器框图
图1-4 OQPSK 相干解调器框图
当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。这个相干载波的获取就称为载波提取，或称为载波同步。
提取载波的方法一般分为两类：一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称作导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，这类方法称为插入导频法；另一类是不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法。
3.3同相正交环法（科斯塔斯环）
利用锁相环提取载波的另一种常用方法如图所示。 加于两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的
正交信号
，因此，通常称这种环路为同相正交环，有时也被称为科斯
塔斯（Costas ）环。
并串变换
载波发生器
移相90o
二进制信息
OQPSK 信号
整形判决
整形
判决
位定时恢复
延时Ts/2
图同相正交环法提取载波
设输入的抑制载波双边带信号为，则
(7-4)
经低通后的输出分别为
(7-5)
乘法器的输出为
(7-6)
式中是压控振荡器输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差。当较小时，式（7-6）可以近似地表示为
(7-7)
式（7-7）中的大小与相位误差成正比，因此，它就相当于一个鉴相器的输出。用去调整压控振荡器输出信号的相位，最后就可以使稳态相位误差减
小到很小的数值。这样压控振荡器的输出就是所需要提取的载波。
四、实验框图原理说明
4.1实验总框图介绍
OQPSK调制与解调系统总框图
从上面的实验总框图可以看出，一是发射端，发射端包括串并转换和载波调制两部分；二是信道，信道中加了高斯白噪声，模拟真实；三是接收端，接收端包括科斯塔斯环解调、抽样判决和并串转换三个部分。
4.2五个子部分的介绍
4.2.1串并转换
如上图所示，首先介绍一下，信源以PN序列充当，它的频率为10Hz，周期
性脉冲的频率为5Hz。串并转换主要是通过两个采样保持器（图符3和4），同时利用频率为信源频率一半的脉冲作为时钟，对信源进行采样。值得说明的是，下面一路的时钟脉冲较上一路多经过了一个码元周期（T=1/f=1/10=100ms）的延迟，这样做的目的在于保证上下两路采样的数据分别为信源序列的单数和偶数个码元，从而实现了串并转换。
另外，我们可以看到，上面路采样保持后经过了一个码元周期的延迟（图符55），其目的在于保证上下两路信号能对齐。
这部分相关图符的参数设置如下：
①图符0（PN码随机序列）：
②图符2（脉冲串，也即采样时钟）：
③图符3、4（采样保持）：
④图符5、55（采样保持）：
4.2.2载波调制
如上图所示，载波调制部分没什么需要介绍的，就是把两路信号分别与COS 和SIN的两路载波相乘，将数据调制到载波上进行传输。
载波的参数设置如下：
4.2.3 科斯塔斯环解调
如图所示，科斯塔斯环的工作原理在前面已经介绍过了，它主要是通过频率调制器Fm，即图符72，并不断滤除载波中2wc的高频部分，不断循环，从而使解调时能与发射端的载波同频同相，准确解调的目的。
但是它的参数设置却是一个很难搞的部分。具体如何设置会在后面的调试报告中进行说明。
这部分中器件参数设置如下：
①图符72(频率调制器Fm)：
②图符59（增益）：
③图符69、70、71、73、74（低通滤波器）：
4.2.4 抽样判决
抽样判决部分的实现与前面的串并转换的结构比较相似，也是利用脉冲串（Q 路有一个码元周期的延迟），作为时钟脉冲，分别对解调出来的I、Q两路信号进行抽样判决，再通过图符24、27进行整流，将-1变为0,1保持不变。参数设置与前面串并转换部分相同。
4.2.5 并串转换
如图，并串转换的实现方法是利用脉冲串分别与I、Q两路信号相乘，其中，
脉冲串的频率为5Hz，同时将Q路经过一个码元周期的延迟，延迟的目的在于是I、Q两路序列错开，相当于插空，使两个序列在后面相加后能恢复出原始序列。其中的参数与前面设置相同。
五、实验结论
1、原始输入与最终输出波形：
输入和输出波形除延迟外完全一致，说明整个调制解调过程是正确的。
2、串并转换后的I、Q两路波形：
分别将I、Q两路序列波形与上面的输入波形对比，可以看出，I路是从原始输入序列的第一个码元开始，依次抽取序号为奇数的码元，Q路则相反，是依次抽取的序号为偶数的码元。
上一页图中的输入序列为101000110100100101111……，I路的序列为11010010011……，Q路序列为0001100111……，这也从数据的角度验证了串并转换的原理。
3、载波调制后的两路信号
4、调制后的I、Q两路信号：
从图中可以看出，当其中一路信号有值时，令一路信号就接近于零，这种现象表明解调成功。
5、并串转换后得到的两路信号以及相加后的结果：
可以看出，上面两个信号相加就可以得到最下面的序列，最下面的序列即为最终的输出序列，与发送序列只有延迟的区别。
六、调试报告
6.1 频率调制器Fm参数设置
频率调制器的参数设置依据主要是载波的频率，因为最终的目的是为了达到与载波同频同相，所以频率调制器的频率应该与载波的频率相同。所以将其频率设置为1KHz。
6.2 低通滤波器参数设置
低通滤波器的参数设置不像频率调制器Fm那么严格，但它也不能随便设置，我们设置时必须保证噪声能被滤除，同时又用信息必须保留。所以我认为在设置低通滤波器的截止频率时，应使之比又用序列的频率略大。在本实验中，由于经过串并转换后的信息序列的频率为5Hz，所以我将低通滤波器的截止频率设置为
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/XP SystemView5.0 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10 s f ，即200Hz 3）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
S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 调制信号波 图6 输入信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -2 -1.5 -1 -500.e -3 500.e -3 1 1.5 2 m T i m e i n S e c o n d s 已调信号波形 图7 2ASK 信号波形 S y s te mV iew 00 500.e -3500.e -3 1 1 1.51.5 2 2 -1 -500.e -3 500.e -3 1 A m T i m e i n S e c on d s 解调输出波形 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。
G F S K的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK(GaussfrequencyShiftKeying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency-shiftkeying)。但FSK带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调频。由于通常调制信号都是加在PLL频率合成器的VCO上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK调制特 另一部分则加在PLL的主分频器一端（基于PLL技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO进行分频）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量,不受环路带宽的影响。但是，两点调制增加了GFSK调制指数控制的难度。
实验题目——PSK（DPSK）调制与解调 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 2、掌握产生PSK(DPSK)信号的方法。 3、掌握PSK(DPSK)信号的频谱特性。 二、实验内容 1、观察绝对码和相对码的波形。 2、观察PSK(DPSK)信号波形。 3、观察PSK(DPSK)信号频谱。 4、观察PSK(DPSK)相干解调器各点波形。 三、实验仪器 1、信号源模块 2、数字调制模块 3、数字解调模块 4、20M双踪示波器 5、导线若干 四、实验原理 1、2PSK(2DPSK)调制原理 2PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如图所示。 2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般
不采用2PSK 方式，而采用差分移相（2DPSK ）方式。 2DPSK 方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。如图为对同一组二进制信号调制后的2PSK 与2DPSK 波形。 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1数字信息（绝对码）PSK 波形 DPSK 波形 相对码 从图中可以看出，2DPSK 信号波形与2PSK 的不同。2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK 信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK 方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK 与2DPSK 信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对移相而形成。 2DPSK 的调制原理与2FSK 的调制原理类似，也是用二进制基带信号作为模拟开关的控制信号轮流选通不同相位的载波，完成2DPSK 调制，其调制的基带信号和载波信号分别从“PSK 基带输入”和“PSK 载波输入”输入，差分变换的时钟信号从“PSK-BS 输入”点输入，其原理框图如图所示： 2DPSK 调制原理框图 2、2PSK （2DPSK ）解调原理
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。
目录 1.实验要求及开发环境 (3) 2. 二、课程设计软件说明 (7) 三、基本原理 (2) 3.1调制方式简介 (2) 3.2OQPSK的含义 (3) 3.3同相正交环法（科斯塔斯环） (5) 四、实验框图原理说明 (12) 4.1实验总框图介绍 (12) 4.2五个子部分的介绍 (7) 4.2.1串并转换 (7) 4.2.2载波调制 (9) 4.2.3 科斯塔斯环解调 (15) 4.2.4 抽样判决 (17) 4.2.5 并串转换 (17) 五、实验结论 (18) 六、调试报告 (19) 6.1频率调制器F M参数设置 (19) 6.2低通滤波器参数设置 (19) 6.3脉冲串的参数设置 (20) 七、实验心得 (21) 八、参考文献 (22)
一、实验要求及开发环境 实验要求：1. 数字相关器子系统 2. 仿真结果分析 实验目的：1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理 2.掌握Systemview的使用 开发环境：PC机开发软件：Systemview Systemview简介 Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。直到一般系统的数学模型建立等各个领域，systemview在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。 利用systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统．可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。其特色是，利用它可以从各种不同角度、以不同方式，拉要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。它还
GFSK 的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK (Gauss frequency Shift Keying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency- shift keying)。但FSK 带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz 频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK 调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK 调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK 调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调 频。由于通常调制信号都是加在PLL 频率合成器的VCO 上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK 调制特性，提出了一种称为两点调制的直接调频技术。 uc 图一 两点调制：调制信号被分成2部分，一部分按常规的调频法加在PLL 的VCO 端,另一部分则加在PLL 的主分频器一端（基于PLL 技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO 进行分频 ）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK 信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量, 鉴频器 PD 环路低通滤波器LF 压控振荡器VCO 载波信号 调制信号ui 调频信号uo 主分频器
1 引言 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术，计算机技术相互融合，已为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。 1.1 数字通信系统的模型 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，模拟信号有时也称连续信号。而数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。数字信号有时也称为离散信号。近年来数字通信的发展远远超过模拟通信，数字通信在各个领域的应用也越来越广泛。本文讨论的也是数字通信中调制解调原理。数字通信系统的一般模型如图1所示。 图1 数字通信系统模型 其中，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即设法减少码元数目和降低码元速率。二是完成数/模转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程。加密和解密是为了保证所传信息的安全。数字调制就是将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。图1为数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包含图中的所有环节。模拟信号经过数字编码后也可以在数字通信系统中传输。 1.2 数字通信的特点 目前，数字通信在不同的通信业务中都得到了广泛的应用，究其原因也是数字通信相较于模拟同通信具有以下的一些优点。 （1）数字通信系统抗干扰能力强，且噪声不积累。数字通信系统中传输的
频率调制信号的表示式为：()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞ =+ ? 其中，kf 为 调频灵敏度，m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中，先对输入参量的个数做出判断，少于则运行默认的。然后对信号进行调制，这里采样的调制信号是最简单的正弦信号，当然也可以为其他信号。调制过程中，积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的，当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。
下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形，可以发现信噪比对解调的影响。 而在语音信号的调频中，积分采用cumsum来完成，微分采用diff。因为经过调试发现，采用根据定义编写的程序由于循环运行需
要很多时间。另外，在经过微分器后，包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样，所以也可以在经过微分后调用AM包络检波的程序。对于调频信号来说，都会存在门限效应，使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大信噪比情况下。
下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号，发生了频谱搬移，还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题，读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献： [1]樊昌信，曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真
1 引言 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术，计算机技术相互融合，已为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。 1.1 数字通信系统的模型 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统，模拟信号有时也称连续信号。而数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。数字信号有时也称为离散信号。近年来数字通信的发展远远超过模拟通信，数字通信在各个领域的应用也越来越广泛。本文讨论的也是数字通信中调制解调原理。数字通信系统的一般模型如图1所示。 图1 数字通信系统模型 其中，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即设法减少码元数目和降低码元速率。二是完成数/模转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，信源译码是信源编码的逆过程。信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力，信道译码是信道编码的逆过程。加密和解密是为了保证所传信息的安全。数字调制就是将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。图1为数字通信系统的一般化模型，实际的数字通信系统不一定包含图中的所有环节。模拟信号经过数字编码后也可以在数字通信系统中传输。 1.2 数字通信的特点 目前，数字通信在不同的通信业务中都得到了广泛的应用，究其原因也是数字通信相较于模拟同通信具有以下的一些优点。 （1）数字通信系统抗干扰能力强，且噪声不积累。数字通信系统中传输的 信息源 信源编码 加密 信道编码 数字调制 信道 数字解调 信道译码 解密 信源译码 受信者 躁声源
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
PSK调制解调实验报告范文 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控
（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一）PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关 A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关 B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输
一．2FSK 调制原理： 1、2FSK 信号的产生： 2FSK 是利用数字基带信号控制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 式中，假设码元的初始相位分别为1θ和2θ；112 f 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 信号的产生方法有两种： （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 相分别控制两个开关门电路，以此对两个载波发生器进行选通。如图1-1（b ）所示。 这两种方法产生的2FSK 信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频器产生的2FSK 信号在相邻码元之间的相位是连续的，而键控法产生的2FSK 信号，则分别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一定是连续的。 (a) (b) 2FSK 信号产生原理图 由键控法产生原理可知，一位相位离散的2FSK 信号可看成不同频率交替发送的两个2ASK 信号之和，即 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。 其中，n a 为n a 的反码，即若1=n a ，则0=n a ；若0=n a ，则1=n a 。 2、2FSK 信号的频谱特性： 由于相位离散的2FSK 信号可看成是两个2ASK 信号之和，所以，这里可以直接应用2ASK 信号的频谱分析结果，比较方便，即 2FSK 信号带宽为 s s F S K R f f f f f B 2||2||21212+-=+-≈ 式中，s s f R =是基带信号的带宽。 二．2FSK 解调原理： 仿真是基于非相干解调进行的，即不要求载波相位知识的解调和检测方法。 其非相干检测解调框图如下 M 信号非相干检测解调框图 当k=m 时检测器采样值为： 当k ≠m 时在样本和中的信号分量将是0，只要相继频率之间的频率间隔是,就与相移值无关了，于是其余相关器的输出仅有噪声组成。 其中噪声样本{}和{}都是零均值，具有相等的方差 对于平方律检测器而言，即先计算平方包络
实验4 PSK(DPSK)及QPSK 调制解调实验 配置一：PSK(DPSK)模块 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试； 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK 调制模块，位号A 3．PSK 解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M 双踪示波器1 台 7．小平口螺丝刀1 只 8．频率计1 台（选用） 9．信号连接线4 根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK 或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK 调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s 伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。相位键控调制解调电原理框图，如图6-1 所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz 载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0 相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01 和37W02 调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0 相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066 的输入端（1 脚）、模拟开关B：CD4066 的输入端（11 脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A 的输入控制端（13 脚），它反极性加到模拟开关B 的输入控制端（12 脚）。用来控制两个同频反相载波的通断。当信码为“1”码时，模拟开关A 的输入控制端为高电平，模拟开关A 导通，输出0 相载波，而模拟开关B 的输入控制端为低电平，模拟开关B 截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关A 的输入控制端为低电平，模拟开关A 截止。而模拟开关B 的输入控制端却为高电平，模拟开关B 导通。输出π相载波，两个模拟开关输出通过载波输出开关37K02 合路叠加后输出为二相PSK 调制信号。另外，DPSK 调制是采用码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源（伪随机码序列）作为绝对码序列{a n}，通过码型变换器变成相对码序列{b n}，然后再用相对码序列{b n}，进行绝
深圳大学实验报告 课程名称：信号与系统实验 实验项目名称：数字调制技术——PSK调制解调学院：信息工程学院 专业：通信工程 指导教师：陈彬 报告人：学号班级 1 实验时间：2014/11/13 实验报告提交时间：2014/11/27
数字调制技术——PSK调制解调 一、实验目的 1. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法； 2. 掌握二相相位键控调制解调的工作原理及性能测试。 3. 学习二相相位调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。 二、实验仪器 1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．PSK调制模块，位号A 3．PSK解调模块，位号C 4．噪声模块，位号B 5．复接/解复接、同步技术模块，位号I 6．20M双踪示波器1台 7．小平口螺丝刀1只 8．频率计1台（选用） 9．信号连接线4根 三、实验原理 相位键控调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它具有优良的抗干扰噪声性能及较高的频带利用率。在相同的信噪比条件下，可获得比其他调制方式（例如：ASK、FSK）更低的误码率，因而广泛应用在实际通信系统中。 本实验箱采用相位选择法实现相位调制（二进制），绝对移相键控（PSK或CPSK）是用输入的基带信号（绝对码）选择开关通断控制载波相位的变化来实现。相对移相键控（DPSK）采用绝对码与相对码变换后，用相对码控制选择开关通断来实现。 （一） PSK调制电路工作原理 二相相位键控的载波为1.024MHz，数字基带信号有32Kb/s伪随机码、及其相对码、32KHz 方波、外加数字信号等。 相位键控调制解调电原理框图，如图2-1所示。 1．载波倒相器 模拟信号的倒相通常采用运放来实现。来自1.024MHz载波信号输入到运放的反相输入端，在输出端即可得到一个反相的载波信号，即π相载波信号。为了使0相载波与π相载波的幅度相等，在电路中加了电位器37W01和37W02调节。 2．模拟开关相乘器 对载波的相移键控是用模拟开关电路实现的。0相载波与π相载波分别加到模拟开关A：CD4066的输入端（1脚）、模拟开关B：CD4066的输入端（11脚），在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关A的输入控制端（13脚），它反极性加到模拟开关B的输入控
实验 10 PSK 调制解调 一、实验目的 1.掌握 PSK 调制解调的工作原理及性能要求； 2.进行 PSK 调制、解调实验，掌握相干解调原理和载波同步方法； 3.理解 PSK 相位模糊的成因，思考解决办法。 二、实验原理 1.1 2PSK 调制原理 2PSK（二进制相移键控，Phase Shift Keying）信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0 相位载波和π 相位载波分别代表传“1”和传“0”。 NRZ输入 PSK 调制信号 图 10-1 2PSK 调制信号波形 PSK 调制由“信道编码与频带调制-A4”模块完成，该模块基于 FPGA 和 DA 芯片，采用 软件无线电的方式实现频带调制。 图 10-2 PSK 调制电路原理框图 上图中，基带数据和时钟，通过 2P6 和 2TP8 两个铆孔输入到 FPGA 中，FPGA 软件完成PSK 的调制后，再经 DA 数模转换即可输出相位键控信号，调制后的信号从 4TP2 输出。2.2PSK 解调原理 实验中 2PSK 信号的解调采用相干解调法，首先要从调制信号中提取相干载波，在实验中 采用数字 costas 环提取相干载波，二相 PSK(DPSK)解调器采用数字科斯塔斯环(Constas 环)解调，其原理如下图所示。 1 1 0 0 1
图 10-3 数字科斯塔斯特环原理图 设已调信号表达式为 s (t ) = A 1 ?cos(ωt +?(t ))（A 1 为调制信号的幅值），经过乘法器与载波信号 A 2 cos ωt （A2 为载波的幅值）相乘，得： e (t ) = 1 A A [cos(2ωt + ?(t )) + cos ?(t )] 0 2 1 2 1 可知，相乘后包括二倍频分量 2 A 1 A 2 cos(2ωt + ?(t )) 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(2ωt +?(t )) ，得到包含基带信号的低频信 号，然后同向端和正交端两路信号相乘，其差值作为环路滤波器的输入，然后控制 VCO 载波频率和相位，得到和调制信号同频同相的本地载波。 I 路输出（即同相端）滤波输出包含基带信号，因此进行抽样判决和基带同步后，即可解调出基带信号。 图 10-4 2PSK 解调各测试点波形 3. 实验框图及功能说明 实验框图说明
课程设计任务书 学生姓名：陈欢专业班级：通信0902班 指导教师：艾青松工作单位：信息工程学院 题目: 4PSK调制与解调系统仿真 设计任务与要求: （1）任务：设计一个4PSK调制解调系统 （2）要求： 1）4PSK信号波形的载频和相位参数应随机置或者可有几组参数组合供选择2）系统中要求加入高斯白噪声 3) 4PSK解调方框图采用相干接收形式 4）分析误码率 （3）说明：设计报告必须包括建模仿真结果。 参考文献： 1.《通信原理》王福昌熊兆飞黄本雄清华大学出版社 2006 2.《MATLAB仿真技术与应用教程》钟麟王峰国防工业出版社 2003 3.《MATLAB通信仿真与技术应用》刘敏魏玲国防工业出版社 2001 时间安排： 第18周安排任务，设计仿真，撰写报告。 第19周完成设计，提交报告，答辩。 指导教师签名： 2011 年月日系主任（或责任教师）签名： 2011 年月日
目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT .......................................... 错误!未定义书签。 1 基本原理与方法................................. 错误!未定义书签。 MATLAB软件介绍.............................. 错误!未定义书签。 4PSK的基本特点.............................. 错误!未定义书签。 4PSK调制解调原理............................ 错误!未定义书签。 4PSK调制原理............................ 错误!未定义书签。 4PSK解调原理............................ 错误!未定义书签。 误码率的分析................................ 错误!未定义书签。 2 基于SIMULINK的4PSK调制解调系统............... 错误!未定义书签。 信源的产生.................................. 错误!未定义书签。 串并转换.................................... 错误!未定义书签。 将非极性信号转换成极性信号.................. 错误!未定义书签。 调制........................................ 错误!未定义书签。 信号的传输.............................. 错误!未定义书签。 信号的解调.............................. 错误!未定义书签。 比特错误率统计.............................. 错误!未定义书签。 3 4PSK源程序及仿真分析........................... 错误!未定义书签。 4PSK调制.................................... 错误!未定义书签。 4PSK解调.................................... 错误!未定义书签。 4PSK误码率分析........................... 错误!未定义书签。 4 小结........................................... 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
实验五 2PSK 调制解调仿真 （院、系） 专业 班 课程 一、实验目的 1．熟悉2PSK 调制解调原理。 2．掌握编写2PSK 调制解调程序的要点。 3．掌握使用Matlab 调制解调仿真的要点。 二、实验内容 1．根据2PSK 调制解调原理，设计源程序代码。 2．通过Matlab 软件仿真给定信号的调制波形。 3. 对比给定信号的理论调制波形和仿真解调波形。 三、实验原理 1. 2PSK 的调制原理 所谓的二进制相移键控（2PSK ）信号，是指在二进制调制中，正弦载波的相位随着二进制数字基带信号离散变化而产生的信号。已调信号载波可以用“0”和“π”或者“+π/2”和“-π/2”来表示二进制基带信号的“0”和“1”。 2PSK 信号的时域表达式为：)cos(2 n c PSK t A e ?ω+= 其中， n ?表示第n 个符号的绝对相位： 时 发送时 发送”“”“0 １０n ?? ?=π ? 即2PSK 表达式也可以为： P P t A t A t e c c P S K -???-=1c o s c o s )(2概率为概率为ω ω 即发送二进制符号“0”时（取＋1），取0相位；发送二进制符号“1”时（取－1），取π相位。所以二进制绝对相移，则是以载波的不同相位直接去表示相应 二进制数字信号。 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的相乘。 由于2PSK信号是双极性不归零码的双边带调制，所以如果数字基带信号不是双极性不归零码时，则要先转成双极性不归零码，然后再进行调制。调制方法有模拟法和相位键控选择法。2PSK调制原理图如图1和图2所示。模拟法使源信号如果不是双极性不归零，则转成双极性不归零码后与本地载波相乘即可调制成2PSK信号。相位键控选择法则是通过电子开关来实现的，当双极性不归零码通过电子开关时，遇低电平就以180度相移的本地载波相乘输出，遇高电平，电子开关则连通没相移的本地载波上然后输出。 图1 2PSK信号的模拟调制原理框图 图2 2PSK信号的相位键控调制原理框图 2. 2PSK的解调原理 2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调器原理框图如图3所示。在相干解调中，如何得到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波是个关键问题。至于解调的方式，因为双极性不归零码在“1”和“0”等概时没有直流分量，所以2PSK信号的功率谱密度是无载波分量，必须用相干解调的方式。 过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波相乘，然后通过低通滤波器，再进行抽样判决恢复数据。当恢复相干载波产生180度倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象
多进制数字相位调制（MPSK） 1前言：VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可是部分,及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。 2设计主题 2.1设计目的 （1）.掌握MPSK的设计原理 （2）.掌握MPSK的VHDL设计 2.2 MPSK的设计原理 多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代 表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波有2k 个相位，它可以代表 k位二进制码元的不同码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移 键控和多进制相对（差分）相移键控。 下面以四相相位调制为例进行讨论。四相调相信号是一种四状态符号，即符号有00、01、10、11四种状态。所以，对于输入的二进制序列，首先必须分组，每两位码元一组。然后根据组合情况，用载波的四种相位表征它们。这种由两个码元构成一种状态的符号码 元称为双比特码元。同理，k位二进制码构成一种状态符号的码元则称为k比特码元、四 相PSK（4PSK）信号实际是两路正交双边带信号。串行输入的二进制码，两位分成一组。若前一位用A表示，后一位用B表示，经串/并变换后变成宽度加倍的并行码（A、B码元在时间上是对齐的）。再分别进行极性变换，把单极性码变成双极性码，然后与载波相乘，形成正交的双边带信号，加法器输出形成4PSK信号。显然，此系统产生的是π／4系统PSK信号。如果产生π／2系统的PSK信号，只需把载波移相π／4后再加到乘法器上即可。
基于SystemView的二进制相位键控（2PSK）的键控调制、 相干解调的仿真实现及其性能分析 一、实验目的 1、了解2PSK系统的电路组成、工作原理和特点； 2、分别从时域、频域视角观测2PSK系统中的基带信号、载波及已调信 号； 3、熟悉系统中信号功率谱的特点。 二、系统仿真任务： 1. 码元传输速率：20kBd； 2. 设计一数字频带传输系统，并使用SystemView软件进行仿真； 3. 获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击 相应和幅频特性曲线； 4. 获取主要信号的功率谱密度； 5. 获取不同信噪比下的眼图（至少5个）及星座图（星座图为选作内容）； 6. 测试不加噪声条件下的误码率，获取误码率曲线； 7.数据分析及心得体会要求手写； 8. 相干载波的提取为选作内容。 三、原理简介 1、2PSK的产生： 模拟法和数字键控法，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。 图1、2psk信号键控调制产生 2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。
2、2PSK的解调系统： 2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下： 图2、2psk信号解调各点时间波形 四、系统组成框图及图符参数设置 4.1 2PSK信号的产生 图3、键控法产生2PSK信号框图 表1：2psk产生图符参数设置