通信原理实验——2PSK调制与解调

实验四2PSK调制解调系统实验一、实验目的1、熟悉使用System View软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。

2、通过实验进一步掌握2PSK调制原理。

3、通过实验进一步掌握2PSK相干解调原理。

二、实验内容用System View建立一个2PSK调制解调系统仿真电路，信道中加入高斯噪声（均值为0，方差可调），调节噪声大小，观察输出端误码情况，同时观察各模块输出波形的功率谱，理解2PSK调制解调原理。

三、实验要求1、观察仿真电路中各模块输出波形的变化，理解2PSK调制解调原理。

2、观察比较仿真电路中各模块输出波形的功率谱、带宽变化，指出2PSK是线性调制还是非线性调制。

3、调节噪声大小，观察输出端误码情况，说明原因。

4、将解调端参考载波相位设置为与调制端载波相位相差180，观察解调波形有何变化，此现象为何现象。

四、电路构成参数设置：Token4：产生原始码元信号，随机产生(参数设置:Source——Noise/PN――Pn Seg ，幅度1V，频率50HZ，电平数2，偏移0V）Token5，7：Multiplier（乘法器）Token8，10：产生用于调制和解调的载波信号（参数设置：Source――Periodic――Sinusoid，幅度1V，频率200Hz）Token6：Adder（加法器）Token9：产生高斯噪声（参数设置：Source――Noise/PN――Gauss Noise，均值为0，均方差为0.1）Token11：产生一个模拟低通滤波器（参数设置：Operator――Filters/Systems――Linear Sys Filters，选择：Analog，频率50，极点个数3，低通滤波器的截止频率＝原始码元速率）Token12：产生抽样信号（参数设置：Operator——Sample/Hold——Sampler，Sample Rate＝50Hz，抽样速率＝码元速率）Token13：对抽样信号进行保持（参数设置：Operator——Sample/Hold——Hold，Hold Value＝Last Sample Gain＝1V）Token14：对低通滤波器输出的抽样值进行判决（参数设置：Operator——Logic——Compare 选择：Select Comparison为a>=b）Token15：产生比较判决器的另一个输入，将抽样判决输出与此输入进行比较（参数设置：Source――Periodic――Sinusoid，幅度0V，频率0Hz）系统定时设置：单击工具条中的系统定时按钮，打开System Time Specification 对话框，设置Start Time：0 ，Stop Time：0.5，Sample Rate：10000HZ，单击OK完成系统定时设置。

目录一.摘要和关键词 ..... 错误!未定义书签。

二.小组成员与分工 ... 错误!未定义书签。

三.设计的主要原理 ... 错误!未定义书签。

四．设计的系统仿真 .. 错误!未定义书签。

五．仿真系统的结论 .. 错误!未定义书签。

六.总结和体会： ..... 错误!未定义书签。

七.致谢 ............. 错误!未定义书签。

八.参考文献 ......... 错误!未定义书签。

2PSK的调制与解调一.摘要和关键词2PSK中文是：二进制相移键控，其有两种调制方法，模拟调制法和键控法，解调是用相干解调法。

我们这次做的是2PSK的调制与解调，在实现的过程中，使用了MATLAB的M文件的程序和SIMULINK 实现。

关键词：2PSK 调制解调 MATLAB二.小组成员与分工小组成员分工：确定题目：，查找资料：全部，设计程序： Simulink模拟图：；PPT，演讲：，演示：旁观：三.设计的主要原理二进制相移键控中，通常用相位0和π来分别表示“0”或“1”。

2PSK已调信号的时域表达式为e(t)=s(t)cosωt 。

因此，在某一个码元持续时间内观察时,有0，或π。

当码元宽度为载波周期的整数倍时，2PSK信号的典型波形如下图，2PSK信号的模拟调制法框图；如下图是产生2PSK信号的键控法框图，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,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。

在这次通信系统仿真实训中，我们使用了MATLAB中的M文件实现，也使用了SIMULINK模块实现了2PSK的调制与解调。

而我负责的是SIMULINK的解调部分，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。

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二.小组成员与分工 ... 错误!未定义书签。

三.设计的主要原理 ... 错误!未定义书签。

四．设计的系统仿真 .. 错误!未定义书签。

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七.致谢 ............. 错误!未定义书签。

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2PSK的调制与解调一.摘要和关键词2PSK中文是：二进制相移键控，其有两种调制方法，模拟调制法和键控法，解调是用相干解调法。

我们这次做的是2PSK的调制与解调，在实现的过程中，使用了MATLAB的M文件的程序和SIMULINK 实现。

关键词：2PSK 调制解调 MATLAB二.小组成员与分工小组成员分工：确定题目：，查找资料：全部，设计程序： Simulink模拟图：；PPT，演讲：，演示：旁观：三.设计的主要原理二进制相移键控中，通常用相位0和π来分别表示“0”或“1”。

2PSK已调信号的时域表达式为e(t)=s(t)cosωt 。

因此，在某一个码元持续时间内观察时,有0，或π。

当码元宽度为载波周期的整数倍时，2PSK信号的典型波形如下图，2PSK信号的模拟调制法框图；如下图是产生2PSK信号的键控法框图，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,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。

在这次通信系统仿真实训中，我们使用了MATLAB中的M文件实现，也使用了SIMULINK模块实现了2PSK的调制与解调。

而我负责的是SIMULINK的解调部分，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。

2psk调制解调的原理2PSK调制（2-Phase Shift Keying）是一种基本的数字调制方式。

它通过改变载波的相位来传输数字信号，每个数字比特对应两个不同的相位。

以下将详细解析2PSK调制的原理。

2PSK调制主要涉及到两个过程：调制和解调。

调制过程：1. 文字编码：将要传输的信息进行数字编码，例如使用二进制编码方式，将每个数字比特用0和1代表。

2. 符号分配：每个数字比特对应一个相位，通常选择相位0和相位π来表示0和1。

3. 载波生成：产生一个恒定频率和幅度的正弦波，这个波被称为载波信号。

4. 相位调制：根据编码的数字比特，将相应的相位信息融入到载波信号中。

比如，相位0可以对应载波信号的相位不变，而相位π可以对应载波信号的相位反转。

5. 调制信号生成：得到相位调制后的信号，该信号即为调制信号。

解调过程：1. 接收信号采样：接收到经过信道传输的调制信号，并对信号进行采样。

2. 相位判决：根据接收到的信号的相位信息，进行相位判决以确定每个数字比特的数值。

例如，如果接收到的信号相位为0，则判定为0；如果接收到的信号相位为π，则判定为1。

3. 数字解码：将解调的数字比特翻译回原始的信息字符。

2PSK调制的优点：1. 简单性：2PSK调制的实现比较简单，仅需要改变相位即可。

2. 抗噪声性能：2PSK调制的抗噪声性能较好，因为每个数字比特对应的相位差异明显，相位误差引起的误码率较低。

2PSK调制的局限：1. 带宽效率：2PSK调制一次只能传输一个比特，相比其他复杂调制方式，其带宽利用率较低。

2. 灵活性：2PSK调制只能传输二进制信号，不能传输多元信号。

总结：2PSK调制通过改变载波的相位来传输数字信号。

在调制过程中，信号经过文字编码、符号分配、载波生成和相位调制等步骤。

在解调过程中，信号经过接收信号采样、相位判决和数字解码等步骤。

2PSK调制简单易实现，抗噪声性能好，但带宽利用率相对较低，适用于二进制信号的传输。

竭诚为您提供优质文档/双击可除2psk调制与解调实验报告篇一：2psK解调实验报告实验二：2psK和QpsK（院、系）专业班课学号20XX20214420姓名谢显荣实验日期1、2psK实验一、实验目的运用mATLAb编程实现2psK调制过程，并且输出其调制过程中的波形，讨论其调制效果。

二、实验内容编写2psK调制仿真程序。

2psK二进制相移键控，简记为2psK或bpsK。

2psK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位0和π来表示，而其振幅和频率保持不变。

故2psK信号表示式可写为：s(t)=Acos(w0t+θ)式中，当发送“0”时，θ=0；当发送“1”时，θ=π。

或者写成：╱Acos(w0t)发送“0”时s(t)=╲Acos(w0t+π)发送“1”时由于上面两个码元的相位相反，故其波形的形状相同，但极性相反。

因此，2psK信号码元又可以表示成：╱Acosw0t发送“0”时s(t)=╲-Acosw0t发送“1”时任意给定一组二进制数，计算经过这种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制波形要与理论计算出的波形一致。

三、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调制原理数字调相：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。

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1384K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11001PSK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 ωϕ=⨯+（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 ()]2e t A A t t t ωϕϕ=++ 可知，相乘后包括二倍频分量121cos(2())2A A t t ωϕ+和cos ()t ϕ分量（()t ϕ为时间的函数）。

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：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：四，实验结果与分析产生的双极性非归零码波形，2psk信号波形和频谱如下;T/s幅度2psk 调制信号T/s幅度F/hzs /d b分析如下：当二进制符号为“0”时，调制信号相位差为0，而当二进制符号为“1”时，调制信号相位差为π。

2PSK 信号的频谱由连续谱和离散谱构成。

当加入白噪声后，2psk 信号波形和频谱如下：T/s幅度F/hzs /d bsnr=30时2psk 调制信号T/s幅度snr=30时2psk 调制信号频谱F/hzs /d bsnr=50时2psk 调制信号T/s幅度snr=50时2psk 调制信号频谱F/hzs /d b由图可知加入白噪声后，2psk 信号发生了失真，随着信噪比的增加，2psk 失真越来越小。

实验六2PSK调制与解调一、实验目的1、理解二进制移相键控（Phase Shift Keying，PSK）调制和解调的基本原理；2、了解2PSK调制和解调的实现方法。

二、实验原理一个正弦载波。

如果它被一个双极性比特流按照图6-1所示的方案调制，它的极性将在每一次比特流极性改变时跟着改变。

图6-1对正弦波来说，极性的翻转就等价于反相。

因此，乘法器的输出就是BPSK（2PSK）信号。

二进制移相键控的解调可分两个步骤来考虑。

1、限带信号波形的恢复，使其转化到基带信号；2、从基带的限带波形里重建二进制消息比特流。

在本实验中，实现第一步依靠的是一个“窃取”的本地同步载波。

第二步的抽样判决由定标模块实现，最后还应线性解码，重建原始单极性基带信号。

解调原理如图6-2所示。

图6-2三、实验设备1、主机TIMS-301F2、TIMS基本插入模块（1）TIMS-148音频振荡器（Audio Oscillator）（2）TIMS-150乘法器（Multiplier）或TIMS-425正交模块（Quadrature Utilities），此模块集成了2个乘法器和1个加法器（3）TIMS-151移相器（Phase Shifer）（4）TIMS-153序列产生器（Sequence Generator）（5）TIMS-154可调低通滤波（Tuneable LPF）（6）TIMS-402定标模块(decision-maker module)（7）TIMS-406线性编码器（Line Code Encoder）（8）TIMS-407线性译码器（Line Code Decoder）3、计算机4、Pico虚拟仪器四、实验步骤1、将Tims系统中音频振荡（Audio Oscillator）、移相器（Phase Shifter）、序列码产生器（Sequence Generator）、线性编码器（Line-code Encode）、乘法器（Multiplier）按图6-3连接。

通信原理大作业2PSK 信号的调制与解调3090401014 葛一飞 通信091 一．2PSK 信号的调制原理：当相移常数Kp=π时，当基带数字信号采用幅度为1宽度为TS 的矩形脉冲的双极性非归零码表示时，时域表示式为：受键控的载波相位按基带脉冲而改变的数字调制方式。

()()⎩⎨⎧-===-=P 1,0,0P ,1,1概率为概率为n n s n a a nT t g a t m ()()()t m K t cos t S p c PSK +=ω2()()⎩⎨⎧-==+=P 10P 1以概率以概率,a ,t cos ,a ,K t cos n c n p c ωω()()()⎩⎨⎧-==-=P 1,0,cos P ,1,cos 2以概率以概率n c n c PSK a t a t t S ωωt nT t g a t S c n s n PSK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑⎩⎨⎧→→”“”“如，相位相位010π二．2PSK 信号相干解调由于绝对移相方式是以某一相位作为基准的，因此解调时在接收端也必须有同样一个固定基准相位作为参考。

即采用相干解调2.波形显示调制：冲 据输出 S 2解调：总结：通过本次大作业，我们在MATLAB平台上对数字信号的传输系统进行了一次仿真，有效的完善了学习过程中实践不足的问题，同时进一步巩固了原先的基础知识。

通过仿真，基本掌握了MATLAB的基本功能和使用方法，对数字基带传输系统有了一定的了解，加深了对2PSK信号的调制原理的认识，理解了如何对他们进行调制，通过使用MATLAB仿真，对个调制和解调电路中各元件的特性有了较为全面的理解。

可以说这次大作业使我收益颇丰，对通信原理也有了新的认识。

附录:Matlab程序代码：clcclose allclear allcodn=60;fc=6e+3;fs=fc*6;bode=1000;code=round(rand(1,codn));code_len=round(1/bode/(1/fs));for i=1:codnx0((i-1)*code_len+1:code_len*i)=code(i);endx=2*x0-1;car=cos(2*pi*fc/fs*(0:length(x0)-1));y=x.*car;figuresubplot(211)plot(x)axis([0 length(x0) -1.5 1.5]) grid onzoom ontitle('原始基带信号')subplot(212)plot(y)zoom ongrid ontitle('2PSK的频谱')ay=abs(fft(y));f=0:fs/length(y):fs/2;ay=ay(1:length(f));figureplot(f,ay)zoom ongrid ontitle('2PSK信号')z=y.*car;fl=fir1(64,fc/fs*2); ¨z1=2*filter(fl,1,z);figuresubplot(211)plot(z)grid ontitle('混频器输出信号') subplot(212)plot(z1)grid ontitle('解调得到的基带信号') zoom onfiguresubplot(211)plot(x)axis([0 length(x0) -1.5 1.5]) grid ontitle('原始基带信号')subplot(212)plot(z1)axis([0 length(x0) -1.5 1.5]) grid ontitle('解调得到的基带信号') zoom on。

2PSK及2DPSK信号调制解调实验一、实验目的1. 掌握利用systemview进行仿真的方法；2. 掌握2PSK调制解调的基本原理；3. 掌握2DPSK调制解调的基本原理。

二、实验仪器电脑，systemview5.0软件三、实验原理1. 调制原理2PSK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。

就是根据数字基带信号的两个电平（或符号）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法。

两个载波相位通常相差180度，此时成为反向键控（PSK），也称为绝对相移方式。

绝对相移方式存在一个缺点。

我们看到，如果采用绝对相移方式，由于发送端是以某一个相位作基准的，因而在接收端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送变化（0相位变π相位或π相位变0相位），则恢复得数字信息就会发送0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。

考虑到实际通信时参考基准相位的随机跳变（温度漂移或噪声引起）是可能的，而且在通信过程中不易被发觉。

比如，由于某种突然的干扰，系统中的分频器可能发生状态的转移、锁相环路的稳定状态也可能发生转移。

这时，采用2PSK方式就会在接收端得到完全相反的恢复。

这种现象，常称为2PSK方式的“倒π”现象。

为此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用一种所谓的相对（差分）移相（2DPSK）方式。

2DPSK方式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。

即用前后两个码元之间的相差来表示码元的值“0”和“1”。

例如，假设相差值“π”表示符号“1”，相差值“0”表示符号“0”。

因此，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，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了2PSK中的倒π现象发生。

2. 解调原理2PSK信号是恒包络信号，因此2PSK信号的解调必须采用相干解调。

但如何得到同频同相的载波是个关键问题。

竭诚为您提供优质文档/双击可除2psk调制与解调实验报告篇一：2psK解调实验报告实验二：2psK和QpsK（院、系）专业班课学号20XX20214420姓名谢显荣实验日期1、2psK实验一、实验目的运用mATLAb编程实现2psK调制过程，并且输出其调制过程中的波形，讨论其调制效果。

二、实验内容编写2psK调制仿真程序。

2psK二进制相移键控，简记为2psK或bpsK。

2psK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位0和π来表示，而其振幅和频率保持不变。

故2psK信号表示式可写为：s(t)=Acos(w0t+θ)式中，当发送“0”时，θ=0；当发送“1”时，θ=π。

或者写成：╱Acos(w0t)发送“0”时s(t)=╲Acos(w0t+π)发送“1”时由于上面两个码元的相位相反，故其波形的形状相同，但极性相反。

因此，2psK信号码元又可以表示成：╱Acosw0t发送“0”时s(t)=╲-Acosw0t发送“1”时任意给定一组二进制数，计算经过这种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制波形要与理论计算出的波形一致。

三、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调制原理数字调相：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。

电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号：姓名：实验名称：硬件实验二 PSK调制解调实验成绩：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、实验仪器1．RZ9681实验平台2．实验模块：•主控模块•基带信号产生与码型变换模块-A2•信道编码与频带调制模块-A4•纠错译码与频带解调模块-A53．100M双通道示波器4．信号连接线5．PC机（二次开发）三、实验原理1、PSK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“0”和传“1”。

图3.3.3 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3.3.3.2 PSK调制电路原理框图硬件实验二PSK调制解调实验报告姓名：学号：上图中，基带数据和时钟，通过4P5和4P6两个铆孔输入到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4P9输出。

2、PSK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。

图3.3.3.3 数字科斯塔斯特环原理图设已调信号表达式为（A1为调制信号的幅值），经过乘法器与载波信号A2（A2为载波的幅值）相乘，得：可知，相乘后包括二倍频分量和分量（为时间的函数）。

因此，需经低通滤波器除去高频成分，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。

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。

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(2n c PSK t A e ϕω+= 其中，n ϕ表示第n 个符号的绝对相位：时发送时发送”“”“0１０n ⎩⎨⎧=πϕ即2PSK 表达式也可以为：PP tA tA t e c c PSK -⎩⎨⎧-=1cos cos )(2概率为概率为ωω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。

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=2f=2/Ts。

先按MATH按钮，再选择FFT选项。

s8、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。

实验五2PSK调制与解调一. 实验目的1.掌握2PSK调制与解调原理；2.掌握载波恢复的方法；3.理解2PSK解调存在中的相位模糊问题；4.进一步掌握抽样判决的实现方法。

二．实验要求1. 使用SystemView设计一个2PSK调制与解调系统，自由选择调制方法；2. 基带调制信号是振幅为1V，频率10Hz，初相0的二进制NRZ双极性方波序列；3. 载波是振幅为1V，频率50Hz，初相0的正弦波；4. 不考虑信道噪声；5. 使用专业库中的Costas环来产生本地载波；6. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。

三．设计方案二进制相移键控(2PSK)是用二进制基带信号控制载波的两位相位，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信息的。

在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控（2PSK）信号。

2PSK已调信号的时域表达式为1、2PSK的调制原理2PSK的调制可采用相乘法和键控法，相乘法示意图如图5_1所示，键控法示意图如图5_2所示，本次实验采用相乘法。

图5_1图5_22、2PSK解调原理2PSK信号类似于模拟调制中的DSB信号，必须采用相干解调。

其原理方框图如图5_3所示：图5_3四．系统实现根据以上的设计方案可在System View上得到仿真图如图5_4所示：图5_4基带调制信号是振幅为1V，频率10Hz，初相0的二进制NRZ双极性方波序列,即图中的token 0，其设置参数如图5_5所示：图5_5载波是振幅为1V，频率50Hz，初相0的正弦波,即图中的token 1，设置参数如图5_6所示:图5_6本次实验采用costas环恢复本地载波，参数设置如图5_7:图5_7低通滤波器滤出模拟基带信号包络，低通滤波器参数设置如图5_8所示：5_8采用矩形脉冲对基带信号包络进行抽样，然后判决，矩形脉冲(token 23)参数设置如图5_9,抽样器(token 22)参数设置如图5_10，判决器(token 14)如图5_11：图5_9图5_10图5_11五．系统测试系统运行参数设置如图5_12图5_122PSK信号，本地载波恢复，乘法器输出，低通滤波器输出如图5_13所示：图5_13定时脉冲信号如图5_14所示：图5_14基带模拟信号与最后的复原信号的比较：图5_15由图可以看出最后的复原信号相对于基带模拟信号只是在时间上有了一些延迟，但这不影响它的原理，因此仿真结果正确。

通信原理大作业基于SYSTEMVIEW环境下2PSK模拟调制解调和PCM编码解码系统的设计与仿真学号:XXXXXXXXXXX姓名:XXX班级：XXXXXXX2015.12.31一、实验目的（1）深入理解通信系统的工作原理、电路组成和信息传输特点；（2）熟悉上述通信系统的设计方法与参数选择原则；（3）掌握在SYSTEMVIEW环境中使用参数化图符模块构建通信系统模型的设计仿真方法；（4）熟悉系统中各信号时域波形特点；（5）熟悉系统中各信号频域的功率谱特点。

二、实验内容本实验分为两大部分内容，分别是2PSK调制与解调、PCM编码与解码，具体内容如下：（一）、2PSK模拟调制解调（1）使用m序列为数字系统输入调试信号，基波速率为10KHZ；（2）采用模拟调制或数字键控实现2PSK调制；（3）通过相干解调完成2PSK解调，恢复初始m序列；（4）从时域观测各信号点波形，获得接收端信号眼图；（5）观测各信号功率谱。

（二）PCM编码与解码系统：（1）通过不少于三个频率正弦信号叠加而成的模拟信号作为系统真实输入信号，并采用PCM 编码方法实现模数转换；（2）模拟输入信号转换形成的数字信号通过2PSK调制解调系统实现数字频带传输；（3）通过PCM解码恢复初始模拟信号；（4）从时域重点观测模拟信号点波形；（5）从频域重点观察模拟信号功率谱。

三、实验简明原理（一）、2PSK模拟调制解调实验简明原理2PSK,即二进制相移键控，用输入信号控制载波的相位随之变化，一般情况下，用载波的”0○”表示二进制基带信号的“0”，”180○”表示二进制基带信号的“1”，也可反过来。

输入信号的形式一般为s (t ) =∑a n g (t - nT s ) ,a n以概率P取“1”,以1-P取“0”， g （t）一般是脉宽为T S，高为1的方波（也可取三角波等）。

1、2PSK调制2PSK调制可采用模拟调制和数字键控两种方式，本实验以模拟调制为主，调制原理如下：e2 PSK (t ) = s (t ) cos w c t若输入不是双极性不归零波形，我们可以通过码型变化将其转换为双极性不归零波形。

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产生图符参数设置编号库/名称 参 数3 Source: PN Seq Amp = 1v ，Offset = 0 v ，Rate = 20e+3 Hz ， Levels = 2，Phase = 0 deg32 Multiplier Null0 Source: Sinusoid Amp = 1 v ，Freq = 40e+3 Hz ，Phase = 0 deg ， 2 Logic: SPDT Switch Gate Delay = 0 sec ，Ctrl Thresh=0.5v33Source:Unif NoiseMinimum = -1 Maxinum = -1图4、通信信道框图表2：信道图符参数设置编号 库/名称 参 数 8 Adder Null 22 Operator:Gain 全局变量 9Source:Gauss NoiseStd deviation=1Mean = 0图5、2PSK 相干解调框图 表3：相干解调图符参数设置编号 库/名称 参 数 13Operator:Liner SyetemFlitersLowcutoff = 20e+3 No.of Poles = 323Operator:SamplerSampleRate = 20e+324Operator:Holder Gain = 125 Logic:BufferThreshold = 0 False Output = 0True Output = 114 31Sink: RealTimeNull图6、计算误码率框图表4：计算误码率图符参数设置编号 库/名称 参 数3 Source ：PN seg Amp = 1v ，Offset = 0 v ，Rate = 20e+3 Hz ，Levels = 2，Phase = 0 deg26 Operator:Delay Delay = 50e-6 27 Operator:ReSample SampleRatr = 20e+3 28Communication:BERNo.Trial = 2 Threshold = 0.5 Offset = 036 Sink:FinalValuesNull五. 各点波形：包括时域波形、不同信噪比下的眼图（至少5个） 、覆盖图、瀑布图、可能的星座图等系统定时：起始时间0秒，终止时间100e-6秒，采样点数200，采样速率1.6e+6Hz ，获得的仿真波形如下图所示。

通信原理大作业之--psk数字带通调制系统的调制与解调一、实验原理：二进制移相键控(2PSK)在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号. 通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和0. 二进制移相键控信号的时域表达式为e2PSK(t)=an*g(t-nTs)]*cosωct其中, an与2ASK和2FSK时的不同,在2PSK调制中,an应选择双极性,即（2-1-10）（2–1-11）若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时,则有e2PSK(t)= cosωct, 发送概率为P-cosωct, 发送概率为1-P由式(2 -1 - 11)可看出,当发送二进制符号1时,已调信号e2PSK(t)取0°相位,发送二进制符号0时,e2PSK(t)取180°相位.若用φn表示第n个符号的绝对相位,则有：φn= 0°, 发送1 符号 180°, 发送0 符号这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对移相方式。

二进制移相键控信号的典型时间波形如图2 - 11 所示.。

图 2 – 11 二进制移相键控信号的时间波形二进制移相键控信号的调制原理图如图2 - 12 所示. 其中图(a)是采用模拟调制的方法产生2PSK信号,图(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号。

图2- 122PSK信号的调制原理图2PSK信号的解调通常都是采用相干解调, 解调器原理图如图2- 13 所示。

在相干解调过程中需要用到与接收的2PSK信号同频同相的相干载波。

图2- 132PSK信号的解调原理图2PSK信号相干解调各点时间波形如图2 - 14 所示.。

当恢复的相干载波产生180°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是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。