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多进制数字相位调制(MPSK)系统.doc

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(最新整理)cp7_9多进制数字调制系统QPSK和QDPSK

(最新整理)cp7_9多进制数字调制系统QPSK和QDPSK

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1
逻辑关系：
1 (1 )若 cn 1 d n 1 1 cn cn 1 an
《 通信原理》第七章 数字带通(2 传)若 输c 系n 1 统 d n 1 0 cn cn 1 b n
0
90
1
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d n d n 1 b n d n d n 1 an
码反变换器逻辑关系： 当 时： ck1dk1 0
ak dk dk1 bk ck ck1
当 时： ck1dk11 ak ck ck1 bk dk dk1
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
码反变换器电路
7-9-27
第9节多进制数字调制系统-QPSK和QDPSK
QDPSK信号的解调——相干解调+码反变换器方式
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统
7-9-7
第9节多进制数字调制系统-QPSK和QDPSK
7.9 多进制数字调制系统--MPSK、QPSK和QDPSK
1. MPSK 包括：定义、正交表示、带宽、频带利用率、功率谱 2. QPSK 包括：定义、矢量图、调制方法、正交相干解调 3. QDPSK 包括：定义、调制方法、码变换、解调方法、码反变换 4. QPSK及QDPSK系统的误码率性能 5. MPSK、MASK频带利用率和功率利用率的关系
QDPSK调制方法……（B方式）
差分编码器（绝对码变为相对 码的码转换器）将其编为四进
制差分码
双极性
绝对码
相对码
输入的二进制序列分为速 率减半的两个并行序列a
和b
《 通信原理》第七章 数字带通传输系统

多进制数字相位调制(MPSK)系统

多进制数字相位调制(MPSK)系统

AbstractMultiple Phase Shift Keying (MPSK - multiple phase shift keying) is also called multi-phase system, which is the promotion of the two-phase system. It is the modulation to characterize digital information using the different carrier’s phase state. Similar with the Binary Digital Phase Modulation, it has the absolute phase modulation (MPSK) and phase modulation (MDPSK) as the two kinds of modulation methods.This article is mainly about the Multiple Phase Shift Keying system (MPSK) based on Xilinx ISE simulation software design, setting 4PSK as an example. The modulation method is the simple phase-selection method. It only concentrates on the design of digital system, neglecting the analog circuit system.Keywords: Multiple Phase Shift Keying MPSK Xilinx ISEphase-selection method摘要多进制数字相位调制（MPSK - multiple phase shift keying）又称多相制，是二相制的推广。

fpga多进制数字相位调制(MPSK)

fpga多进制数字相位调制(MPSK)

学号：课程设计题目多进制数字相位调（MPSK）学院信息工程学院专业通信工程班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 多进制数字相位调制（MPSK）初始条件：（1） Quartus II 9.1软件（2）课程设计辅导书：《Xilinx FPGA 设计与实践教程》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、通信原理要求完成的主要任务:（1）掌握多进制数字相位调制（MPSK）解调原理；（2）掌握仿真软件Quartus II的使用方法；（3）完成用FPGA对多进制数字相位调制（MPSK）解调设计仿真，并对仿真结果进行分析。

时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract .......................................................... I I1. 绪论 (1)2. 基本原理及数学模型 (2)2.1 MPSK的调制原理 (2)2.2 4PSK信号 (3)3. 仿真及结果分析 (6)3.1 MPSK调制电路VHDL程序及仿真 (6)3.1.1 MPSK调制方框图 (6)3.1.2 MPSK调制电路符号 (7)3.1.3 MPSK调制程序注释 (7)3.1.4 MPSK调制程序仿真及注释 (8)3.1.5 MPSK调制程序RTL图 (9)3.2 MPSK解调电路VHDL程序及仿真 (10)3.2.1 MPSK解调方框图 (10)3.2.2 MPSK解调电路符号 (11)3.2.3 MPSK解调程序及注释 (11)3.2.4 MPSK解调程序仿真及注释 (12)3.2.5 MPSK解调程序RTL图 (13)4.设计及实现过程中遇到的问题 (14)5. 结论 (14)6．参考文献 (15)附录一：MPSK调制VHDL程序 (16)附录二：MPSK解调VHDL程序 (17)摘要多进制数字相位调制（MPSK - multiple phase shift keying）又称多相制，是二相制的推广。

通信原理期末考试重要知识点2

通信原理期末考试重要知识点2

多进制数字调制系统多进制数字调制具有以下两个特点：（1）在相同的码元传输速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率比二进制高。

Rb=RB2 bit/sRb=logN bit/s(2) 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率比二进制低，, BN＜B2可增加码元的能量,减小干扰的影响。

1. 多进制数字振幅调制(MASK)(1)多进制数字振幅调制的原理。

——多进制数字振幅调制又称多电平调制。

*MASK表示式: (波形)eASK=bn=P1+P2+……..PM=1(2) 系统的带宽: BASK =(3)单位频带内有超过2bit/s.Hz的信息传输速率。

2. 进制数字频率调制(MFSK)(1)多进制数字频率调制的原理——MFSK调制简称多频制,是二进制数字频率键控方式的直接推广。

(2) 一个多频制系统的组成方框如图:●带通滤波器的中心频率就是多个载频的频率。

●抽样判决器-----在给定时刻上比较各包络。

(3) MFSK系统带宽:BFSK=|fM-fl|+ΔfΔf单个码元宽度。

3. 多进制数字相位调制(MPSK)(1) 多进制数字相位调制的原理——多进制数字相位调制又称多相制。

*利用载波的多种不同相位(或相位差)表征数字信息的调制方式。

也可分为绝对移相(MPSK)和相对(差分)移相(MDPSK)两种。

*多进制相位调制: M=2k K位码元。

一个相位表示K位二进码元.*以四相制为例(2) QPSK(QDPSK)信号调制的原理(A)QPSK:定义:用载波的四种不同相位来表征数列中的信息。

两个信息比特与载波相位关系如下,分为A方式, B方式。

(B) QDSK:定义:利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。

以前一码元相位作为参考,并令Δ为本码元与前一码元的初相差。

信息比特与载波相位变化Δ的关系如上所示,分为A方式, B方式。

(C) 波形:(D) 表达式:ePSK ==式中：——受调相位。

M进制用M种不同相位来表征。

8.14多进制数字相位调制(MPSK)系统

8.14多进制数字相位调制(MPSK)系统

if clk'event and clk='1' then
if start='0' then q<=0;
elsif q=0 then q<=1;f(3)<='1'; f(1)<='0'; xx(1)<=x;yy<=xx;
elsif q=2 then q<=3;f(2)<='0'; f(0)<='1';
注：电路符号图中没有包含模拟电路部分，输出信号为数字信号。 基带信号通过串/并转换器xx得到2位并行信号yy；四选一开关 根据yy的数据，选择载波对应的相位进行输出，即得调制信号 y。
MPSK调制电路符号
MPSK调制程序及注释
--文件名：MPSK --功能：基于VHDL硬件描述语言，对基带信号进行MPSK调制（这里
解调出的A和B再经并／串变换，就可还原出原调制信号。 若解调π／2移相系统的PSK信号，需改变移相网络及判决
准Байду номын сангаас。
π／4 系统判决器判决准则
MPSK调制电路VHDL程序及仿真
MPSK调制方框图
FPGA
clk
分频
start
0° 90° 180° 270°
基带信号 串/并转换 四选一开关
调制信号
MPSK解调电路VHDL程序及仿真
MPSK解调方框图
FPGA
clk
计数器
start
调制信号
译码1 加法器 译码2 并/串 基 带 信
号
注：a.图中没有包含模拟电路部分，调制信号为数字信号形式。
b.当调制为低电平时，译码器1根据q值，送入加法器xx相应

第十二部分：多进制数字调制系统

第十二部分：多进制数字调制系统

其正交表示形式为: sMQAM(t)= [∑ An g (t − nTS ) cosϑn ] cos wct − [∑ An g (t − nTS ) sin ϑn ] sin wct
n n
令
Xn=An cosφn Yn=Ansinφn
sMQAM(t)= [∑ X n g (t − nTS ) cosϑn ] cos wct − [∑ Yn g (t − nTS ) sinϑn ] sin wct
QAM星座图 星座图
(0,4.61) (0,2.61)
(－3,3)
(3,3)
(－3,1)
(3,1)
(－4.61,0)
(－2.61,0)
(2.61,0)
(4.61,0)
(－1,－1) (－3,－3)
(－1,1) (3,－3) (0,－2.61)
(0,－4.61)
(a)
(b)
(a) 方型16QAM星座； (b) 星型16QAM星座
Agenda
引言 多进制幅度键控 多进制频移键控 多进制相移键控 正交幅度调制 恒包络调制 Q&A
多进制相移键控（MPSK）
MPSK可以通过使用两个正交的载波分别对信 号复包络的相位和幅度进行调制而得到
g (t ) = Ac e jθ (t ) = x(t ) + jy (t )
• 其中x和y允许的值为：
对于星型16QAM，信号平均功率为
A2 p( s) = M
A2 2 2 ( cn + d n ) = (4 × 2.612 + 8 × 4.612 ) = 14.03 A2 ∑ 16 n =1
M
两者功率相差1.4dB。另外，两者的星座结构也有重要的 差别。一是星型16QAM只有两个振幅值，而方型16QAM有 三 种 振 幅 值 ； 二 是 星 型 16QAM 只 有 8 种 相 位 值 ， 而 方 型 16QAM 有 12 种 相 位 值 。 这 两 点 使 得 在 衰 落 信 道 中 ， 星 型 16QAM比方型16QAM更具有吸引力。

6.4.3 多进制数字相位调制系统[共5页]

第6章 数字信号频带传输系统 225（共2k M =种状态），每一个码对应于逻辑电路某个输出信号。

在一个码元宽度s T 内，当输入某组二进制数字序列时，逻辑电路将输出某个控制信号使相应的门电路打开，同时使其余门电路关闭，于是从M 个不同频率的正弦载波中选出相应的一个波形，经相加器相加后送出。

接收端采用非相干解调方式，先通过M 个中心频率分别为各载频频率1f ，2f ，…，M f 的带通滤波器把输入信号分离成M 个2ASK 信号，再经包络检波器检测，由判决器在给定时刻上比较各包络检波器输出的电压，并选出最大者作为输出。

2．MFSK 信号的带宽及频带利用率键控法产生的MFSK 可以看作由M 个振幅相同、载频不同、时间上互不相容的2ASK 信号叠加的结果，所以MFSK 信号的带宽为 MFSK 1s s s 12,M B f f R R T =−+= （6.4-6）其中，M f 为最高载波频率，1f 为最低载波频率，s R 为码元速率。

由此可见，MFSK 信号占有较宽的频带，因而它的信道频带利用率不高。

6.4.3 多进制数字相位调制系统多进制数字相位调制又称为多相位调制，是二相调制方式的推广。

它是利用载波的多种相位（或相位差）来表征数字信息的调制方式。

和二相调制相同，多相调制也分绝对移相MPSK 和相对（差分）移相MDPSK 两种。

1．多相制的表示式及相位配置设载波为c cos t ω，相对于参考相位的相移为n ϕ，则m 相调制波形可表示为MPSK s c s c s c ()()cos()[()cos ]cos [()sin ]sin n nn n n n e t g t nT t g t nT t g t nT tωϕϕωϕω=−+=−−−∑∑∑ （6.4-7）式中，()g t 是高度为1、宽度为s T 的门函数；c ω为载波角频率。

1122n M MP P P θθϕθ⎧⎪⎪=⎨⎪⎪⎩…概率为概率为概率为，，， （6.4-8） 令 1122cos cos cos cos n n M M P P P a θθϕθ⎧⎪⎪==⎨⎪⎪⎩…概率为概率为概率为，，， （6.4-9）。

通信原理多进制数字调制系统)

数字通信原理
联合战术通信教研室 张伟明
理工大学通信工程学院
5.5 多进制数字调制系统
5.5.1 多进制振幅键控（MASK） 5.5.2 多进制频移键控（MFSK） 5.5.3 多进制相移键控（MPSK） 5.5.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 5.5.5 振幅相位联合键控系统（APK）
5.5 多进制数字调制系统
进制振幅调制信号叠加。
11 10
11
11
10
10
• 在符号速率（码元速率）相 01
01
00
00
01
0
等的情况下
t
BMASK＝ B2ASK
11
11
11
10
10
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01
01
01
00
00
0
t
11
11
11
10
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10
01
01
01
00
00
0
t
5.5.1 多进制振幅键控
五、MASK信号解调
对于M元确知信号的最佳接收可以描述为，在观察时间(0，Tb)内收到的波 形r(t)将包含M个信号si(t)（i=1，2，，M）中的一个
2
6
M＝2
E
1 4
h2Eg
M＝4
E
7 4
h2Eg
h' 7h
结论
➢ 在相邻幅值间距相等的情况下，平均能量随进制数的增加 而增加
➢ 在平均能量相等的情况下，进制数越大，则相邻幅值的间 距越小
➢ 因此在相同信噪比条件下，进制数越大，误码率也越大
MASK与2ASK比较
平均功率相同
11
01

多进制数字相位调制MPSK



–MDPSK误码率计算近似公式为
P e erfc 2 r sin 2M

式中
n ( t ) n c ( t ) cos c t n s ( t ) sin c t
并且，n(t)的方差为n2，噪声的两个正交分量的方差为

2 c

2 s

2 n
若把此QPSK信号当作两个2PSK信号分别在两个相干检测器中 解调时，只有和2PSK信号同相的噪声才有影响。由于误码率决 定于各个相干检测器输入的信噪比，而此处的信号功率为接收 信号功率的(1/2)倍，噪声功率为n2。若输入信号的信噪比为r， 则每个解调器输入端的信噪比将为r/2。在7.2节中已经给出 2PSK相干解调的误码率为
1 1 / 2 erfc
所以QPSK信号解调错误的概率为
1 Pe 1 1 erfc 2
r

2
r/2
上式计算出的是QPSK信号的误码率。若考虑其误比特率，则由于

2
正交的两路相干解调方法和2PSK中采用的解调方法一样。所以其
误比特率的计算公式和2PSK的误码率公式一样。
式中
可知，当QPSK码元的相位k等于45时，
a k bk 1 / 2
a k cos k
b k sin
k
故信号码元相当于是互相正交的两个2PSK码元，其幅度分别为接 收信号幅度的1/21/2倍，功率为接收信号功率的(1/2)倍。另一方面， 接收信号与噪声之和为
r ( t ) A cos( c t ) n ( t )
多进制数字相位调制MPSK
• QPSK系统的性能
– 噪声容限

第19讲 频带传输：MPSK、MQAM、MFSK、MSK


1(t)
2 Eg
gT
(t)
cos ct ,
2 (t)
2 Eg
gT
(t ) sin
ct
MQAM信号可被表示为：si (t) si11(t) si2 2 (t)
其中系数：
si1
Ts 0
si
(t)1(t)dt

aic
Eg 2
si2 ais
Eg 2
则其矢量为：
E(r2 | s1) 0
D(r1
| s1)

D(r2
| s1)


2 r

N0 2
则r1与r2的联合条件概率密度为：
p(r1r2
|
s1 )

122 r Nhomakorabea exp
(r1

Es )2
2
2 r

r22


1
2
2 r
exp


r12

r22
2r1
2
2 r
Es
(t) sin
ct
由si(t上) 的式能若量将为si(：t)看作是两个波形的叠加，则其能量是gT这(t)两 个2TE波s s 形的能量之和，则
Es
Ts 0
ai2c
gT2
(t)
cos2
ctdt

Ts 0
ai2s gT2 (t) sin2
ctdt

1 2
Ts 0
ai2c
16ASK
MQAM
上图中所表示的信号可被称为振幅相位联合键控调制信号，简称APK调制信号 ，APK调制中的MQAM调制应用最广泛
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多进制数字相位调制(MPSK)系统
多相移键控(MPSK -多相移键控)也被称为多相位系统,它是二相系统的推广。

它是利用不同载波的相位状态来表征数字信息的调制。

与二进制数字相位调制相似,它有绝对相位调制(MPSK)和相位调制(MDPSK)两种调制方式。

本文以4PSK为例,主要介绍基于Xilinx ISE 仿真软件的多相移键控系统(MPSK)的设计。

调制方法是简单的相位选择方法。

它只专注于数字系统的设计,而忽略了模拟电路系统。

关键词:多相移键控MPSK西林ISE选相方法摘要多进制数字相位调制(MPSK -多相移键控)又称多相制,是二相制的推广。

它是利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。

与二进制数字相位调制相同,多进制数字相位调制也有绝对相位调制(MPSK)和相对相位调制(MDPSK)两种。

本文主要研究基于Xilinx ISE仿真软件设计的多进制数字相位调制(MPSK)系统,以4PSK系统为例。

调制方法采用简便的相位选择法,且略去模拟电路系统部分,仅对数字系统进行设计。

关键字: 多进制数字相位调制MPSK锡林郭勒ISE相位选择法武汉理工大学《FPGA课程设计》说明书目录摘要1摘要11 多进制数字相位调制11.1 MPSK概念11.2 MPSK原理12 四相相位调制(4PSK) 22.1 4PSK调制22.1.1相位选择法22.1.2直接调相法32.2 4PSK解调42.3 4PSK调制与解调系统设计53 ISE设计与仿真73.1 ISE操作环境73.1.1输入（设计条目)73.1.2综合（综合83.1.3)实现（实施83.1.4)验证（验证83.1.5)下载（下载)93.2 ISE程序设计93.2.1调制系统程
序设计93.2.2解调系统程序设计103.3仿真结果114总结125参-省略部分-cess；结束行为；MPSK2_TEST文件:LIBRARY ieee使用ieee.std_logic_1164 .全部；使用IEEE。

标准逻辑无符号。

所有；使用ieee.numeric_std .全部；实体MPSK2 _ TEST _ vhd ISEND MPSK2 _ TEST _ vhd；MPSK2_TEST_vhd的体系结构行为是组件MPSK2端口（标准逻辑中的clk :启动:输入标准逻辑；x :输入标准逻辑；y : OUT 标准逻辑)；最终组件；-图书馆电气电子工程师协会；使用ieee.std_logic_1164 .全部；使用IEEE。

标准逻辑无符号。

所有；使用ieee.numeric_std .全部；实体MPSK2 _ TEST _ vhd ISEND MPSK2 _ TEST _ vhd；MPSK2_TEST_vhd的体系结构行为是组件MPSK2端口（标准逻辑中的clk :启动:输入标准逻辑；x :输入标准逻辑；y : OUT 标准逻辑)；最终组件；以下内容以下内容:解调系统仿真波形图以下内容以下内容:
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谢谢！单纯的课本内容,并不能满足学生的需要,通过补充,达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手,不教用手的人用脑,所以一无所能。

教育革命的对策是手脑联盟,结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。