实验四、振幅键控、移频键控、移相键控调制
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． 掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 信号的方法。 3． 掌握2ASK 、2FSK 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2ASK 、2FSK 信号波形。 3． 观察2ASK 、2FSK 的解调过程
三、实验器材
1． 信号源模块 2． 数字调制模块 3． 频谱分析模块
4． 20M 双踪示波器 一台 5． 频率计（选用） 一台
四、实验原理
调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK ）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。 1． 2ASK 调制原理。
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK ）。2ASK 信号典型的时域波形如图 1所示，其时域数学表达式为：
2()c o s A S K n c
S t aA t ω=? （ 1）
式中，A 为未调载波幅度，c ω为载波角频率，n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元：
?
??
=P P a n
－出现概率出现概率110
（ 2）
综合式 1和式 2，令A ＝1，则2ASK 信号的一般时域表达式为：
t nT t g a t S c n s n ASK ω
cos )()(2?
?
?
???-=∑ t t S c
ωcos )(= （ 3）
式中，T s 为码元间隔，()g t 为持续时间 [－T s /2，T s /2] 内任意波形形状的脉冲（分析
时一般设为归一化矩形脉冲），而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
0 T s 2T s 3T s 4T s
1 0 1 1
S 2AS K (t )A
-A
a r 2
t
t
图 1 2ASK 信号的典型时域波形
为了更深入掌握2ASK 信号的性质，除时域分析外，还应进行频域分析。由于二进制序列一般为随机序列，其频域分析的对象应为信号功率谱密度。设()g t 为归一化矩形脉
冲，若()g t 的傅氏变换为()G f ，()S t 则为二进制随机单极性矩形脉冲序列，且任意码元为0的概率为P ，则()S t 的功率谱密度表达式为：
)()0()1()()1()(2
2
22
f G P f f G P P f f P s
s s ζ
-+-= （ 4）
式中，s i n ()s s s T G f T f T πρπ??=???
?；1s s f T =Hz ，并与二进制序列的码元速率R s 在数值上相等。可以看出，单极性矩形脉冲随机序列含有直流分量。2ASK 信号的双边功率谱密度表
达式为：
[]
+
-++-=2
22)()()1(4
1)(c c s ASK f f G f f G P P f f P [])()()0()1(4
122
2c
c s f f f f G p f -++-ζ
ζ （ 5）
式（ 5）表明，2ASK 信号的功率谱密度由两个部分组成：（1）由()g t 经线性幅度调
制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。图 2为2ASK 信号的单边功率谱示意图。
f c -4R s f c -2R s f c f c +2R s f c +4R s
f c -3R s f c -R s f c +R s f c +3R s
P 2A S K (f )/d B
f
图 2 2ASK 信号的单边功率谱密度示意图
对信号进行频域分析的主要目的之一就是确定信号的带宽。在不同应用场合，信号带
宽有多种度量定义，但最常用和最简单的带宽定义是以功率谱主瓣宽度为度量的“谱零点带宽”，这种带宽定义特别适用于功率谱主瓣包含信号大部分功率的信号。显然，2ASK 信号的谱零点带宽为
20[()()]22/A S K c s c s s s
B f R f R f R T =+--==（Hz ） （ 6） 式中，R s 为二进制序列的码元速率，它与二进制序列的信息率（比特率）R b （bit/s ）在
数值上相等。
载波
基带信号
开关电路
2ASK 信号
图 3 2ASK 调制原理框图
2
1
D
C
+5
R40610k
3
2
1
U400A
TL 082
+5
R4051K R4041K
76
1
U401B LM 339
S402BN S401BN TP402TP
C403334
R4031K
C406334
C405104
C404
104R402
1K
+5
TP401TP
S403BN TP403TP
1
2
13
U402A
74HC4066
R421300K
R424300K
+5
ASK 载波输入ASK 基带输入ASK 调制输出
图 4 2ASK 调制电路原理图
2ASK 信号的产生方法比较简单。首先，因2ASK 信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列()S t 控制门的通断，()S t ＝1时开关导通；()S t ＝0时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。其次，2ASK 信号可视为S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK 调制也是很容易想到的另
一种方式，称其为乘积法。在这里，我们采用的是通－断键控法，2ASK 调制的基带信号和载波信号分别从“ASK 基带输入”和“ASK 载波输入”输入，其原理框图和电路原理图分别如图 3、图 4所示。
2． 2FSK 调制原理。
2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为0f 时代表传0，载频为1f 时代表传1。显然，2FSK 信号完全可以看成两个分别以0f 和1f 为载频、以n a 和n a 为被传二进制序列的两种2ASK 信号的合成。2FSK 信号的典型时域波形如图 5所示，其一般时域数学表达式为
t nT t g a t nT t g a t S n s n n s n FSK 102cos )(cos )()(ω
ω?
?
?
???-+??????-=∑∑ （ 7） 式中，00
2f πω=，112f πω=，n a 是n a 的反码，即
?
??=P
P a n
－概率为概率为110
?
??
=P
P a n
－概率为概率为101
S 2F S K
(t )A
-A
00 T s 2T s 3T s 4T s
1 0 1 1
a r 2
t
t
图 5 2FSK 信号的典型时域波形
因为2FSK 属于频率调制，通常可定义其移频键控指数为
s
s R f f T f f h /0101-=-= （ 8）
显然，h 与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影
响。2FSK 信号与2ASK 信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出，当h<1时，2FSK 信号的功率谱与2ASK 的极为相似，呈单峰状；当h>>1时，2FSK 信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为
s FSK R f f B 2012+-=（Hz ）
（ 9）
2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选
择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（10→或01→）时刻，2FSK 信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功
率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如图 6所示：
载波2基带信号载波1
相加器
倒相器
开关1
开关2
2FSK 信号
图 6 2FSK 调制原理框图
由图可知，从“FSK 基带输入”输入的基带信号分成两路，1路经U404（LM339）反相后接至U405B （4066）的控制端，另1路直接接至U405A （4066）的控制端。从“FSK 载波输入1”和“FSK 载波输入2”输入的载波信号分别接至U405A 和U405B 的输入端。当基带信号为“1”时，模拟开关U405A 打开，U405B 关闭，输出第一路载波；当基带信号为“0”时，U405A 关闭，U405B 打开，此时输出第二路载波，再通过相加器就可以得到2FSK 调制信号。
五、实验步骤
1． 将信号源模块、数字调制模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接
触良好。
2． 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的开关
POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D400、D401、L1、L2发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 3． ASK 调制实验
1将信号源模块产生的码速率为15.625KHz 的NRZ 码和64KHz 的正弦波（幅度为3V 左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“ASK 基带输入”和“ASK 载波输入”。以信号输入点“ASK 基带输入”的信号为内触发源，用示波器双踪同时观察点“ASK 基带输入”和点“ASK 调制输出”输出的波形，并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析，观察其频谱。
2改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。 4． FSK 调制实验 1 将信号源模块产生的码速率为15.625KHz 的NRZ 码和32KHz 正弦波（幅度为3V
左右）及64KHz 的正弦波（幅度为3V 左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“FSK 基带输入”、“FSK 载波输入1”和“FSK 载波输入2”。以信号输入点“FSK 基带输入”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“FSK 基带输入”和点“FSK 调制
输出”输出的波形，并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析，观察其频谱。
2改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。
5．PSK调制实验
1将信号源模块的信号输出点“BS”与数字调制模块的信号输入点“PSK-BS输入”相连接，将信号源模块产生的码速率为15.625KHz的NRZ码和64KHz的正弦波（幅
度为3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“PSK基带输入”和“PSK载波输
入”。以信号输入点“差分编码输出”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点
“PSK基带输入”与“差分编码输出”输出的波形。
2用双踪示波器同时观察点“差分编码输出”和点“PSK调制输出”输出的波形，并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析，观察其频谱。
3改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。
六、输入、输出点参考说明
1．信号输入点参考说明
ASK基带输入：ASK基带信号输入点。
ASK载波输入：ASK载波信号输入点。
FSK基带输入：FSK基带信号输入点。
FSK载波输入1：FSK第一路载波信号输入点。
FSK载波输入2：FSK第二路载波信号输入点。
PSK基带输入：PSK基带信号输入点。
PSK载波输入：PSK载波信号输入点。
PSK-BS输入：PSK差分编码时钟输入点。
2．信号输出点参考说明
ASK调制输出：ASK调制信号输出点。
FSK调制输出：FSK调制信号输出点。
PSK调制输出：PSK调制信号输出点。
差分编码输出：PSK基带信号经差分编码后的信号输出点。
七、实验数据
八、实验数据分析与思考题
数据分析
1.信号的调制就是将其搬移到一个较高的频谱，这样可以有效辐射电磁波，提高传输效率，减少频带的浪费。
2.在相对移相时，相邻码元之间的发生载波相位的跳变。这样在接受该信号时，如果利用监测此相位的变化以确定每个码元的其实位置，即可提供码元的定时信息，这正是B方式被广泛采用的原因。
3.本次实验只进行了ASK调制的实验，由于2FSK调制的原理与此类似。所以可以同ASK 调制的角度去理解数字信号的调制与解调ASK制的是振幅键控的方式。这种调制方式是根据信号的不同，调整正弦波的幅度来分别表示01序列幅度键控可以通过乘法器和开路开关电路来实现。载波在数字信号1或者0的控制下同段。可以看到图一就是经过2ASK调制后的信号
思考题
1分析2ask 、2fsk 的调制与解调原理
Ask 调制
ASK 解调
e 2ASK (t )
带通
滤波器
全波
整流器
低通滤波器
抽样
判决器输出a b c
d 定时脉冲
(a )
e 2ASK (t )
带通滤波器
相乘器低通滤波器
抽样
判决器定时脉冲
输出cos c t
(b )
载波信号2A SK 信号s (t )
10
11T b
001
t
t
t
2FSK的解调原理
2分析2ask、2fsk的调制信号的频谱并做分析并分析两种调制方案的优缺点
九、参考文献
《电子信息专业实验》
十、实验体会
信号源输出的NRZ码经过ASK调制，耦合器的耦合作用，半流整波，低通滤波，最终通过解调获得非常理想的解调信号，在调制中通过观察示波器，我们可以非常清晰的看到每一步信号波形的具体形式，相比书本上枯燥的理论，更能直观的理解信号调制解调的过程，对我们了解ASK的工作原理非常有用。FSK/ASK的原理比较相近，调制解调的步骤也大体类似，通过其中一个实验就可以很轻松的得到另一种的方式
目录 前言 (1) 正文 (1) 2.1 课程设计的目的及意义 (1) 2.2 多进制数字调制 (1) 2.3 MFSK简介 (1) 2.4 MFSK信号的频谱、带宽及频带利用率 (2) 2.5 MFSK调制与解调的原理 (3) 3 仿真结果与分析 (3) 3.1 八进制的随机序列 (3) 3.2 调制后的信号 (4) 3.3 加入高斯白噪声后的已调信号 (5) 3.4 MFSK的解调 (6) 3.4.1 滤除高斯白噪声 (6) 3.4.2 相干解调后的信号 (7) 3.4.3 非相干解调后的信号 (7) 3.5 MFSK系统的抗噪声性能 (8) 3.5.1 相干解调时的误码率 (8) 3.5.2 非相干解调时的误码率 (8) 课程设计总结 (9) 致谢 (9) 参考文献 (10) 附录 (11)
前言 MFSK——多进制数字频率调制，简称多频制，是2FSK方式的推广。它是用不同的载波频率代表各种数字信息。在数字通信系统中，数字调制与解调技术占有非常重要的地位。随着MATLAB技术的发展，数字通信技术与MATLAB的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。文中介绍了MFSK调制解调的原理，并基于MATLAB实现MFSK调制解调的程序代码设计，仿真结果表明设计方案是可行的。 正文 2.1 课程设计的目的及意义 本次课程设计我所做的课题是一个多进制频移键控MFSK的调制与解调项目，这就要求我们需要完成信号的调制解调以及抗噪声性能的分析等问题。 通过我们对这次项目的学习和理解，综合运用课本中所学到的理论知识完成一个多进制频移键控MFSK的调制与解调项目的课程设计。以及锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。学会了运用MATLAB编程来实现MFSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，并且讨论了其调制和解调效果，分析了抗噪声性能，增强了我的动手能力，为以后学习和工作打下了基础。 2.2 多进制数字调制 二进制键控调制系统中，每个码元只传输1b信息，其频带利用率不高。而频率资源是极其宝贵和紧缺的。为了提高频带利用率，最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息。这就是将要讨论的多进制键控体制。多进制键控体制可以看作是二进制键控体制的推广。这时，为了得到相同的误码率，和二进制系统相比，接要用更大的发送信号功率。这就是为了传输更多信息量所要付出 的代价。由二进制数字调制系统的性能比较可得知，各种键控体制的误码率都决定于信噪比：r=a 2 2σn2 （r表示信号码元收信号信噪比需要更大，即需码元功率a 2 2 和噪声功率σn2之比）。 现在，设多进制码元的进制数为M,一个码元中包含信息K比特，则有k=log2M；若想把码元 功率a 2 2平均分配给每比特，则每比特分得的功率为P b=a2 2k ；这样每比特的信噪功率比为：r b=r k ； 在M进制中，由于每个码元包含的比特数K和进制数M有关，所以在研究不同M值下的错误率时，适合用r b为单位来比较不同体制的性能优劣。 所谓多进制数字调制，就是利用多进制数字基带信号去调制高频载波的某个参量，如幅度、频率或相位的过程。根据被调参量的不同，多进制数字调制可分为多进制幅度键控（MASK）、多进制频移键控（MFSK）以及多进制相移键控（MPSK或MDPSK）。也可以把载波的两个参量组合起来进行调制，如把幅度和相位组合起来得到多进制幅相键控（MAPK）或它的特殊形式多进制正交幅度调制（MQAM）等。 2.3MFSK简介 多进制数字频率调制（MFSK）简称多频制，是2FSK方式的推广。它是用不同的载波频率代表不同种数字信息。多进制频移键控（MFSK）的基本原理和2FSK是相同的，其调制可以用频率键控法和模拟调频电路来实现，不同之处在于使用键控法的时候供选的频率有M个。
前言 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。传统的2PSK （二进制相位键控）调制可采用直接调相法即双极性数字基带信号与载波直接相乘的方法，也可以采用相位选择法即由振荡器和反相器电路来实现调制的方法。对数字信息进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。 相移键控在数据传输中,尤其是在中速和中高速的数传机中得到了广泛的应用。相移键控有很好的抗干扰性,在有衰落的信道中也能获得很好的效果。二进制移相键控(2P SK)方式是载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式，和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方式。当两个载波相位相差180度时，此时称为反向键控，也称为绝对相移方式。 本次设计实验旨在将理论和实践地结合。依据所学知识，利用Multisim软件进行实验电路设计和仿真。
目录 一、设计实验目的 (1) 1．掌握二进制相移键控调制的概念。 (1) 二、设计指标 (1) 三、原理框图介绍 (1) 四、单元电路设计 (2) 1.载波发生器模块—555脉冲发生电路 (2) 2.载波倒相器 (5) 3.信码反相器 (5) 4.模拟开关CD4066 (5) 五、整体电路图设计与仿真 (6) 1.整体电路图设计说明 (6) 2.总电路图及仿真结果 (6) 六、设计总结 (8) 参考文献 (8) 附件二：元器件清单 (9)
课程设计任务书 学生姓名：王成刚专业班级：通信0906班 指导教师：许建霞工作单位：信息工程学院 题目: 设计一个4PSK调制解调系统 初始条件： 本设计基于数字信号处理技术基础实验，通过自行设计程序并在电脑上利用MATLAB软件进行仿真。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰 写等具体要求） 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 参考书目: [1]谢自美.电子线路设计·实验·测试(第三版).武汉：华中科技大学出版社 [2]康华光. 电子技术基础模拟部分.高等教育出版社，2005 [3]康华光. 电子技术基础数字部分.高等教育出版社，2005 [4]樊昌信. 通信原理（第五版）.北京：国防工业出版社，2005 时间安排： 第1周，安排任务（鉴主15楼实验室） 第1-17周，仿真设计（鉴主13楼计算机实验室） 第18周，完成（答辩，提交报告，演示） 指导教师签名: 年月日系主任签名:年月日
目录 摘要 (3) Abstract (4) 1 引言 (5) 1.1 背景介绍 (5) 1.2 设计要求 (5) 2 4PSK调制解调的基本原理 (6) 2.12PSK数字调制原理 (6) 2.24PSK的调制和解调 (7) 3 4PSK调制解调系统仿真 (10) 3.1MATLAB软件介绍 (10) 3.22PSK调制解调系统仿真 (11) 3.34PSK调制解调系统仿真 (12) 4 4PSK误码率分析 (15) 4.1 4PSK误码率的计算 (15) 4.24PSK误码率的仿真 (16) 5 总结 (17) 参考文献 (18)
太原理工大学现代科技学院实验报告 一、 实验目的 1、了解QPSK 调制解调原理及特性。 2、了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。 二、 实验内容 1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。 2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。 3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 三、 基本原理 1、QPSK 调制原理 QPSK 又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。 QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表，后一信息比特用b 代表。双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。图1-1（a ）表示A 方式时QPSK 信号矢量图，图1-1（b ）表示B 方式时QPSK 信号的矢量图。 由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A 方式中：45°、135°、225°、315°， 则数据k I 、k Q 通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值±1、0。 表1-1 双比特码元与载波相位关系
太原理工大学现代科技学院实验报告 (0,1) (1,1) (0,0) 参考相位参考相位 (a) (b) 图1-1 QPSK 信号的矢 量图 下面以A 方式的QPSK 为例说明QPSK 信号相位的合成方法。 串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列，然后通过基带成形得到的双极性序列（从D/A 转 码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图1-2中虚 线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号，其相位编码关系如表1-2所示。 a(1)b(1) b(0) a(0) 图1-2 矢量图 表1-2 QPSK 信号相位编码逻辑关系 用调相法产生QPSK 调制器框图如图1-3所示。
1．某超外差接收机的中频为465kHz，当接收931kHz的信号时，还收到1kHz的干扰信号，此干扰为（ A ）A．干扰哨声B．中频干扰 C．镜像干扰D．交调干扰 2．MC1596集成模拟乘法器不可以用作（C ）A．振幅调制B．调幅波的解调C．频率调制D．混频 3．若载波u C(t)=U C cosωC t,调制信号uΩ(t)= UΩcosΩt，则调频波的表达式为（A ）A．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）B．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m p cosΩt）C．u FM(t)=U C（1＋m p cosΩt）cosωC t D．u FM(t)=kUΩU C cosωC tcosΩt 4．单频调制时，调相波的最大相偏Δφm正比于（ A ）A．UΩB．uΩ(t)C．Ω 5．某超外差接收机的中频f I＝465kHz，输入信号载频fc＝810kHz，则镜像干扰频率为 （C）A．465kHz B．2085kHz C．1740kHz 6．调频收音机中频信号频率为（ A ）A．465kHz B．10.7MHz C．38MHz D．不能确定 7．直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是（C）A．直接调频频偏较大，中心频率稳定B．间接调频频偏较大，中心频率不稳定C．直接调频频偏较大，中心频率不稳定D．间接调频频偏较大，中心频率稳定8．鉴频特性曲线的调整内容不包括（B）A．零点调整B．频偏调整 C．线性范围调整D．对称性调整 9．某超外差接收机接收930kHz的信号时，可收到690kHz和810kHz信号，但不能单独收到其中一个台的信号，此干扰为（D）A．干扰哨声B．互调干扰 C．镜像干扰D．交调干扰 10．调频信号u AM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）经过倍频器后，以下说法正确的是（C）A．该调频波的中心频率、最大频偏及Ω均得到扩展，但m f不变 B．该调频波的中心频率、m f及Ω均得到扩展，但最大频偏不变 C．该调频波的中心频率、最大频偏及m f均得到扩展，但Ω不变 D．该调频波最大频偏、Ω及m f均得到扩展，但中心频率不变 11．关于间接调频方法的描述，正确的是（B）A．先对调制信号微分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频 B．先对调制信号积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频 C．先对载波信号微分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频 D．先对载波信号积分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频 12、变频器的工作过程是进行频率变换，在变换频率的过程中，只改变_____A_____频率,而______C_____的规律不变。 （A）载波（B）本振（C）调制信号（D）中频 13、调频系数与___B__、A___有关,当调制信号频率增加时,调频系数____E____,当调制信号幅度增加时,调频系数___D_______。 A）UΩm B) ΩC)Ucm D)增大E)减小F)不变
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
汕头大学实验报告 学院: 工学院系:电子系专业:通信工程年级: 2008 成绩: 姓名: 黄兰凤学号:08142013 组: 第一组实验时间:2010/12/11 指导教师签字: _____________________________________________________________________ 实验三：PSK移相键控实验 一，实验目的 1，学习了解PSK的调制信号2，掌握PSK调制原理3，熟悉PSK 调制载波包络变化4，掌握PSK解调的基本原理5，了解PSK 解调数据反向的现象6，掌握PSK数据传输的过程。 二，实验仪器 1，ZH7001（H）通信原理基础实验箱2,20MHz双踪示波器 三，实验原理 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号好称为脉冲调幅信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。抽样定理：fs>2fh,才能从抽样信号中可以无失真的恢复出原信号。 分路抽样电路的作用是：将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。N路抽样脉冲在时间上是互不相交，顺序排列的，各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号，本实验设置了两路抽样电路。 多路脉冲调幅系统中的路际串话，在一个理想的传输系统中，各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但如果传输PAM信号的通道频带是有限的，则PAM信号就会出现拖尾现象，当拖尾很严重，以致侵入领路时隙时，就产生了路际串话。
四，实验内容 2，BPSK的0/π的相位测量： 3，发射端I路和Q路调制信号的相平面信号观察
题目相移键控（PSK）和差分相移键控（DPSK）的仿真与设计 摘要 计算机仿真软件在通信系统工程设计中发挥着越来越重要的作用。利用MATLAB作为编程工具，设计了相移键控系统的模型，并且对模型的方针流程以及仿真结果都给出具体详实的分析，为实际系统的构建提供了很好的依据。数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。本文首先分析了数字调制系统的PSK和PSK的调制解调方法，然后，运用Matlab设计了这两种数字调制解调方法的仿真程序。通过仿真，分析了这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并考虑了信道噪声的影响。通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。最后，对两种调制解调系统的性能进行了比较。 关键词2PSK 2DPSK Matlab 设计与仿真
1、设计内容、意义 1.1了解MATLAB MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，雇佣MATLAB可以进行矩阵、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测等领域。目前，MATLAB集科学计算(computation) 、可视化(visualization)、编程(programming)于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法。MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一，近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和高等院校。 1.2设计内容 数字信号的传输可分为基带传输和带通传输，实际中的大多数的信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为基带信号往往具有丰富的低频分量，为了使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道相匹配，这种用基带信号控制载波，把数字基带信号变换成数字带通信号的过程称为数字调制。 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，而包括调制和解调的过程数字传输系统叫做数字带通传输系统。通过改变载波幅度、频率、相位，来传输数字基带信号，所以带通传输也叫做载波传输。利用数字信号的离散取值特点通过开关键控制载波，从而实现数字调制，此法通常称为键控法，根据键控的不同可分为振幅键控，频率键控和相位键控。 此次试验报告首先分析了数字调制系统的几种基本调制解调方法，然后，运用Matlab设计了两种数字调制解调方法的仿真程序，主要包括2PSK，2DPSK。通过仿真，分析了这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并考虑了信道噪声的影响。通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。最后，对这两种调制解调系统的性能进行了比较。 1.3设计意义 由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。因此，大部分现代通信系统都使用数字调制技术。另外，由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入综合业务
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
PSK移相键控调制电路设计与制作 一、目的 1．掌握二相BPSK（DPSK）调制的工作原理及电路组成。 2．了解载频信号的产生方法。 3．掌握二相绝对码与相对码的码型变换方法。 二、、原理 绝对移相键控（PSK）是采用直接调相法来实现，也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位键控。 图1是二相PSK（DPSK）调制器电路框图，图2是它的电原理图。 图1 二相PSK（DPSK）调制器电路框图 （一）电路基本工作原理 数字相位调制又称为移相键控。它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。通常又可把它分成绝对移相与相对移相两种方式。绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。那么，怎样才能让载波不同相位的绝对值来传递数字信息呢？如果让所需传输的数字基带信号控制载波相位改变，而载波的振幅和频率都不变，那么就得到载波的相位发生变化的已调信号，我们把这种调制方式称为数字相位调制。即移相键控PSK调制。 PSK在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。 当传送消息为一随机序列时，例如话音信号经过编码后的数字信号或其它数据信号，则传送的调相信号也相应的为一随机的振荡序列，其相位与传送消息相对应，如图3所示。下面对图2中的电路作一分析：
图2 PSK 移相键控调制实验电原理图 图3 二相PSK 调制信号波形 1． 内载波发生器 电路如图4所示。 图4 1.024MHz 内载发生器 C491p C160.1u C170.1u C30.033u C60.033u C110.033u R13150 R161K R12100 R171K R14100 R847K R1010K R15150 BG19013 TP5 TP4 TP10 TP9 TP8 TP7 R11100K SW1 R510K C37-25p 11 10 U1E 74LS04 5 6 U1C 74LS04 3 4 U1B 74LS04 1 2 U1A 74LS041 23 U2A 74LS861 2 13 U5A 4066 11 10 12 U5B 4066 D 2 Q 5 Q 6 CLK 34 1 P R E C L R U3A 74LS74 (PN32K) +5V (32K) SW2 1234 K3 PSKOUT 3 2 6 1 5 8 7 4U4LM318 123 K1 +12V -12V +12V R41K R91K (1024K)TP6C12200p C22200p L1330uH C12100p 载波一入 TP1 J1 C8150p C70.033u C100.033u R710K C97-25p 13 12 U1F 74LS04 R61K (512K) L2560uH 载波二入 TP2J2信码输入 TP3J3 123 K2 J5 相对码时钟入 调制波输出 TP11 J4 R15.6K D1LED(R)+12V R21K D2LED(O) +5V R330K D3LED(B) -12V C150.1u C180.1u C130.1u C140.1u +5V
通信对抗原理 实验报告 实验名称：四相移相键控（QPSK）调制及解调实 验 学生姓名： 学生学号： 学生班级: 所学专业： 实验日期:
1. 实验目的 1. 掌握QPSK 调制解调原理及特性。 2.. 熟悉Matlab 仿真软件的使用。 2. 实验内容 1、 编写Matlab 程序仿真QPSK 调制及相干解调。 2、 观察IQ 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。 3、 观察IQ 调制解调过程中各信号变化。 4、 观察功率谱的变化。 5、 分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。 3. 实验原理 1、QPSK 调制原理 QPSK 又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。 QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表，后一信息比特用b 代表。双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。图1-1（a ）表示A 方式时QPSK 信号矢量图，图1-1（b ）表示B 方式时QPSK 信号的矢量图。 由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A 方式中：45°、135°、225°、315°，则数据、 通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±；B 方 式中：0°、90°、180°、270°，则数据、通过处理后输出的成形波形幅度有三种取 值±1、0。 表1-1 双比特码元与载波相位关系 k I k Q 2/2k I k Q
P /4-DQPSK 调制解调硬件实现中的误码率分析 蒋 娜,钟洪声 (电子科技大学电子工程学院,四川省成都市610054) =摘 要> 介绍了全数字P /4差分四相移相键控的(DQPSK)调制解调电路原理,应用最新提出的1bit 解调算法成功实现解调,该算法大大简化了解调部分的数据处理。分析了新的1bit 解调算法理论误码率,比传统的8位P /4-DQPSK 差1.5dB 。当信噪比不低于15dB 时,该算法误码率可达10-7,仍是一有效解调方法。在Xilinx ise 5.2开发环境下用VHDL 语言实现调制解调,RTL 仿真结果有误码存在,分析发现实现过程中将1kHz 时钟用做210 (1024)进行分频引起了频率误差,对该误差带来的误码进行仿真分析,同时提出改进的方案,即分频设计时让计数器在0~2n -x 之间循环计数,通过仿真证明该方案达到了预期的减小误码率的效果。 关键词:差分四相移相键控,调制解调,误码率,现场可编程门阵列中图分类号:TN914.3 收稿日期:2004-09-14;修回日期:2004-10-21 0 引 言 P /4-差分四相移相键控(DQPSK)是一种正交相移键控调制方式,具有比正交相移键控(QPSK)更小的包络波动和比最小高斯相移键控(GMSK)更高的频谱利用率。在多径扩展和衰落的情况下,P /4-DQPSK 比交错正交相移键控(OQPSK)的性能更好。P /4-DQPSK 能够采用非相干差分解调,不必恢复相干载波。P /4-DQPSK 已应用于美国的IS -136数字蜂窝系统、日本的个人数字蜂窝系统(PDC)和美国的个人接入通信系统(PACS)中。 数字通信系统中,现场可编程门阵列(FPGA)的应用相当广泛,它的可编程特性带来了电路设计的灵活性,缩短了产品的投入市场的时间。本文主要讨论P /4-DQPSK 调制解调在FPGA 实现中的误码分析,提出了改进方案,通过仿真分析达到了改善其误码率的效果。 1 P /4-DQPS K 的1bit 解调 图1为全数字P /4-DQPSK 调制解调实现框图。 串行数据串/并变换分成I ,Q 两路信号,对其进行P /4-DQPSK 星座点的映射,为了与载波的速率相匹配,必须对I ,Q 两路信号增采样(内插),成形滤波可以减小码间干扰和抑制带外辐射,设计采用升余弦滚降滤波器,与载波的采样信号相乘完成调制部分。调制输出的信号经8bit 的D/A 转换器转换成为模拟中频信号, 送入后续的上变频电路处理。 图1 全数字P /4-DQPSK 调制解调实现框图 进行P /4-DQPSK 解调时采用1bit 算法[1]。该算法可以不需要与调制时的8bitD /A 转换器相应的8bit A/D 转换器,模拟中频信号经过电压比较器送入FPGA 芯片,解调输入端的数据为1bit 。经中频差分 检测、低通滤波后,I ,Q 通道的信号x ,y 为: x =E ] n =1 12n -1 2 cos [(2n -1)$U ] (1)y = E ] n=1 12n -12 cos (2n -1)$U -P 2 (2) 式中:$U =U k -U k -1 ,为前后两个码元的相位差。 从图2可以看出x 、y 与传统的P /4-DQPSK 解调的cos $U 、sin $U 具有相同的判决区间,因此,1bit 解调算法可以成功实现P /4-DQPSK 的解调,大大简化了解调部分的数据处理。 # 39#第30卷第12期 2004年12月 电子工程师 EL ECT RON IC EN GIN EER Vol.30No.12 Dec.2004
移频键控FSK调制与解调系统设计实验 一．实验目的 1．加深对数字调制中移频键控FSK调制器与解调器工作原理及电路组成的理解与掌握。 2．学会综合地、系统地应用已学到的知识，对移频键控FSK调制与解调系统电路的设计与仿真方法，提高独立分析问题与解决问题的能力。 二．实验任务与要求 构建并设计一个数字移频键控FSK传输系统，具体要求是： 主载波频率：11800HZ 载波1频率：2950HZ（四分频） 载波2频率：1475HZ（八分频） 数字基带信号NRZ：7位M序列，传输速率约为400波特。（32分频） FSK调制器可以采用数字门电路构成电子开关电路(或集成模拟开关)与采用集成模拟乘法器，利用键控法实现。 FSK解调器可以采用非相干解调法或过零检测法实现。 传输信道不考虑噪声干扰，采用直接传输。 整个系统用EWB软件仿真完成。 三、2FSK 调制与解调系统原理与电路组成 数字频移键控是用载波的频率的变化来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的频率。实现数字频率调制的方法很多，总括起来有两类。直接调频法和移频键控法。注意到相邻两个振荡器波形的相位可能是连续的，也可能是不连续的，因此有相位连续的FSK 及相位不连续的FSK之分。并分别记作CPFSK及DPFSK。 根据实验任务的要求,本次设计实验采用的是相位连续的FSK调制器与非相干解调器,其电路结构如图1-1所示.： 图1-1 2FSK调制与解调系统电路原理图
1）2FSK 调制系统设计 本次综合设计实验的调制系统主要由主载波振荡器、分频器、Ｍ序列发生器、调制器、相加器构成。其调制电路的组成框图如图1-2所示 由图可以看出，当信码为“１”时， 分频链作４分频，即输出频率 图1-2 FSK 调制器电路组成框图 为2950Hz 载波，信码为“０”时，分频链作８分频，输出频率为1475Hz 载波。如此一来，多谐振荡器输出的载波，通过不同次数的分频，就得到了两种不同频率的输出，经相加器后，从而在输出端得到不同频率的已调信号，即FSK 信号，完成了数字基带信号转换为数字频带信号的过程。 ①主载波振荡器电路设计 主要提供2FSK 的载波和信码的定时信号，本设计使用集成电路（555）构成多谐振荡器，产生的振荡频率为11800Hz 载波，其电路如图1-3。。 已知由（555）构成多谐振荡器的振荡频率为： 则R1=3.6K R2=4.7K （可调） 图1-3 555 定时器接成的多谐振荡器 C=0.033uf ②分频器电路设计 将主载波按设计要求，用D 触发器构成适当的分频电路，获得载频f1、f2和Ｍ序列所需的时钟信号，因一级D 触发器可实现二分频（选用74LS74双D3片），所以2FSK 系统所需的四、八及32分频器电路如图1-4所示： 图1-4 分频器电路 ③Ｍ序列发生器电路设计 实际的数字基带信号是随机的，为了实验和测试的方便，一般都用M 序列产生器产生的伪随机序列来充当数字基带信号。本次设计采用三级线性移位寄存器（选用74LS74双D2片），形成长度为23-1=7位码长的伪随机码序列，码率约为400bit/s ，如图1-5所示： 输出的信码为： 1110010 C R R T f )2(1121+= =
武汉大学教学实验报告 电子信息学院 ** 专业 2016 年 ** 月 ** 日 实验名称数字调制解调实验指导教师 *** 姓名 *** 年级 14级学号 20143012***** 成绩 图1 FSK调制电路原理框图
代表信号载波的恒定偏移。 FSK 的信号频谱如图2 所示。 图2 FSK 的信号频谱 公式给出：,其中B 为数字基带信号的带宽。假设信号带宽限制在主 FSK 的传输带宽变为：。 图3 FSK锁相环解调器原理示意图 锁相解调的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时， 此时对应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则对应的环路滤波器输出电压不为零，那末在锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。FSK锁相环解调器原理图如图3所示。FSK 。其中，压控振荡器的频率是由5C2.5R3.5R4.5U3等元件参数确定，中心频率设计在 电位器进行微调。当输入信号为32KHz时，环路锁定，经形成电路后，输出高电平；当输入信号为 失锁，经形成电路后，输出低电平，则在解调器输出端就得到解调的基带信号序列。
图4 PSK、DPSK调制电路原理框图 ，通过4P5和4P6两个铆孔输入到FPGA中，FPGA软件完成 解调器电路采用科斯塔斯环(Constas环)解调，其原理如图5所示。 图5 解调器原理方框图 输入电路由射随器和比较器组成，射随器是为了发送（调制器）和接收（解调器）电路之间的隔离，从而使它们工作互不影响。比较电路是将正弦信号转换为脉冲信号，目的是便于控制科斯塔斯特环中的乘法器。由于跟随器电源电压已调波信号幅度不能太大，一般控制在1.8V左右，否则会产生波形失真。 ）科斯塔斯环提取载波原理（原理中标号参见原理图） 采用科斯塔斯特环解调，科斯塔斯特环方框原理如图6所示。 图6 科斯塔斯特环电路方框原理如图 解调输入电路的输出信号被加到模拟门5U6C和5U6D构成的乘法器，前者为正交载波乘法器，相当于图 ，后者为同相载波乘法器，相当于框图中乘法器1。5U7A,5U7B周边电路为低通滤波器。 的作用是将低通滤波后的信号整形，变成方波信号。PSK解调信号从5U8的7脚经5U11B.C ,若5U10A两输入信号分别为A和B，因（A、B同为 5E2用来稳压，以便提高VCO的频率稳定度。VCO信号从7脚经5C21输出至移相90o90o移
16QAM调制与解调 一、实验目的 1 掌握16QAM调制与解调原理。 2 掌握systemview仿真软件使用方法 3 设计16QAM调制与解调仿真电路，观察同相支路、正交支路波形及16QAM 星座图。 二、仿真环境 Windows98/2000/XP SystemView5.0 三、16QAM调制解调原理方框图 1．16QAM调制原理 16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。 正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。这里采用正交调幅法。16QAM正交调制的原理如下图1所示。
图1 16QAM 调制器 图中串/并变换器将速率为R b 的二进制码元序列分为两路,速率为R b /2.2-4电平变换为R b /2的二进制码元序列变成速率为R S =R b /log 216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生16QAM信号.在两路速率为R b /2的二进制码元序列中,经2-4电平变换器输出为4电平信号,即M=16.经4电平正交幅度调制和叠加后,输出16个信号状态,即16QAM. R S =R b /log 216=R B /4. 2.16QAM 解调原理 16QAM 信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的16QAM 信号进行正交相干解调，一路与t c ωcos 相乘，一路与t c ωsin 相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器LPF 滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号。16QAM 正交相干解调如图2所示。 QAM 图2 16QAM 正交相干解调
实用标准文案 uttt]V，π×10其数学表达式为())=10cos[2π×10 +6cos(21．有一调角波，45utt，指出该调角信号是调频信号还是调10())=3cos(2(1)若调制信号π×4Ω相信号？ 若 ut呢？π×10)(t)=3sin(24ΩfF是多少？载波频率是多少？调制信号频率(2)c utt时，)π×(1)当10( )=3cos(2解：4Ωutφttutut)，与2成正比，(()中的附加相位偏移△((π×)=6cos(210))= 4ΩΩ故为调相波。 utt时)( )=3sin(2π×当104Ω utφt=6×2π×10(2(π×)中的附加相位偏移△π×(t)=6cos(210 )44 tttt d =4π×10(2π×1010)d)444 φtutut)为调频波。()的积分成正比，则即△( )与(Ωωf=10 (H) 故(2)载波频率：=2π×10 (rad/s) 55Zcc F==10(H) 调制信号频率4Z uttK为2π×20×)=2sin10V，调频灵敏度10 ，．设调制信号2(34fΩ6V，载波振幅为若载波频率为10MH。试求：Z精彩文档． 实用标准文案 (1)调频波的表达式； Ωω；，调频波的中心角频率(2)调制信号的角频率 c
f；最大频率偏△(3)m m；(4)调频指数f (5)最大相位偏移为多少？ (6)最大角频偏和最大相偏与调制信号的频率变化有何关系？与振幅变化呢？解：(1)因调制信号为正弦波，故调频波的表达式为： utUωt-cos( () )= cFMcm 将各已知条件代入上式得 utt-) 10 )=6cos(2π×10×(6FM tt) π×10-25.12cos10 =6cos(2 47(2)调制信号角频率Ω=10 rad/s ；调频波的中心角频率4ω=2π×10×10 rad/s =2π×10 rad/s 76c f===4×10(H 最大频偏△(3)) 4Zm 精彩文档． 实用标准文案 m==25.12(rad) 调频指数(4)f (5)最大相位偏移可用调频指数表示，故为25.12rad
实验十五 振幅键控、移频键控、移相键控调制实验 一、实验目的 1、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。 2、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对波形与2DSPK信号波形 之间的关系 3、掌握掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 4、2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱特性。 二、实验内容 1、观察绝对码、相对码波形。 2、观察2ASK、2FSK、2DPSK信号波形 3、观察2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱 三、实验器材 信号源模块数字调制模块频谱分析模块20M双踪示波器频率计 四、实验原理 1、2ASK调制原理 控制下通或段，即用载波幅度的有无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号，这种二进制振幅键控方式称为通——段键控（OOK）。2ASK 信号典型的时域波形如图所示，其时在振幅键控中载波幅度是随着基带信号而变化的。将载波在二进制基带信号1或0的域数学表达式为 S2ASK(t)=a n*Acos c t
则S(t)的功率谱密度表达式为P S (f)=f s P(1-P)G(f)2+f s 2(1-p)2)0(G 2()f ? 2ASK 信号的双边功率谱密度表达式为 ()()()[]()()[] 2 2222222ASK )0()1(4 1)1(41P c c s c c s f f f f G p p f f f G f f G p p f f -++-+-++-= ?? 上式表明2ASK 信号的功率谱密度由两个部分组成：（1）由g （t ）经线性幅度调制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。 2ASK 信号的普零点带宽为B 2PSK =(f c +R s )-(f c -R s )=2R s =2/T s 2ASK 的原理框图 2、2FSK 调制原理 2FSK 信号时用载波频率的变化来表征被传信息上网状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载波为f 0时代表传0，载波为f 1是代表1。一般的时域数学表达式 载波 开关电路 基带信号
课程设计(论文)任务书 信息工程学院通信工程专业11-1 班 一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计 二、课程设计(论文)工作自2014 年6 月16 日起至2014 年 6 月27 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室（4-410）。 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理； （2）培养学生采用Simulink仿真软件对各种电路进行仿真的方法； （3）培养学生对二进制数字调制及解调电路的理解能力； （4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）学习Simulink仿真软件的使用； （2）对数字通信系统调制及解调电路各功能模块的工作原理进行分析； （3）提出数字通信系统调制及解调电路的设计方案，选用合适的模块； （4）对所设计系统进行仿真； （5）并对仿真结果进行分析。 a. 2ASK调制及解调 b. 2FSK调制及解调 c. 2PSK调制及解调 d. 2DPSK调制及解调 e. MASK，MFSK，MPSK，MSK，QAM（至少选做一种） 2）创新要求： 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等 （3）毕业论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩标准： （1）完成原理分析（20分） （2）系统方案选择（30分）
（3）仿真结果分析（30分） （4）论文写作（20分） 5）参考文献： （1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电出版社第1版 .2010.11.1 （2）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社 6）课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料 2 图书馆 仿真 5 实验室 撰写论文 3 实验室 学生签名： 2014年6月16日 课程设计(论文)评审意见 （1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统方案选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人：职称：副教授 2014 年6 月27 日