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数字通信原理作业答案作业一一、填空题1、若二进制信号的码元速率为1200B ，则对应信息速率为1200bit/s ，若以相同的信息传输数率传输八进制信号，码元速率为400B 。
2、从信息传输角度来看，通信系统的最主要质量指标是有效性和可靠性。
3、八进制数字信号信息传输速率为600b/s ，其码元速率为200B ，若传送1小时后，接收到10个错误码元，其误码率为1.39*10-5。
二、简答计算1. 设某二进制数字基带信号的基本脉冲如图1所示。
图中为码元宽度，数字信息“1”和“0”分别用的有无表示，它们出现的概率分别为及（）：（1）求该数字信号的功率谱密度； （2）该序列是否存在离散分量？（3）该数字基带信号的带宽是多少？ 解答： （1）（2）令 m=+1或-1带入上式，得存在离散分量f b（3）带宽 2．己知滤波器的具有如图2所示的特性（码元速率变化时特性不变），当采用以下码元速率时： （a ）码元速率=500Baud （b ）码元速率=1000Baud （c ）码元速率=l500Baud （d ）码元速率=2000Baud图1图2[][]s u v 22b 01b 0b 1b b m 22b 1b 0b 1b b m P ()P ()P ()f P(1P)G (f )G (f )f PG (mf )(1P)G (mf )(f mf )f P(1P)G (f )f PG (mf )(1P)G (mf )(f mf )∞=-∞∞=-∞ω=ω+ω=--++-δ-=-++-δ-∑∑b bb11b T fT T G (f )Sa()G (f )22π==π[]2v bb 1b b m 22b 0b 1b b 0b P ()f PG(mf )(1P)G (mf )(f mf )f PG (f )(1P)G (f )(f f )G (f )0∞=-∞ω=+-δ-=+-δ-=∑v b 1PP ()(f f )-ω=δ-πb f 2f =问：哪种码元速率不会产生码间串扰？答：理想低通，奈氏速率2000B ，a 、b 、d 不会产生码间串扰.3．设信号频率范围0～4kHz ，幅值在－4.096～+4.096伏间均匀分布。
4相位psk调制
四相位相移键控（4-PSK）调制是一种数字通信技术，它的原理是在正弦波的相位上引入四个固定的、等间隔的相位差，以表示不同的数字信息。
4-PSK可以将二进制码流映射为4个符号，每个符号代表2个比特。
在4-PSK调制中，一个完整的符号周期被分为4个等长的相位区间，每个相位区间对应一个特定的相位值。
这4个相位值通常被选为0、90、180和270度。
发送端将二进制码流按照每两个比特一组进行分组，然后将每组二进制码映射到相应的四个相位值中的一个。
接收端接收到信号后，通过检测相位值来恢复二进制码流。
4-PSK调制的优点在于它具有高效率和低误码率的特点。
相比于二进制振幅移键控（BPSK）调制，4-PSK可以用相同的带宽传输更多的数据，从而提高了信道利用率；同时，由于4-PSK的相位差较大，所以它相比于QPSK（四相位正交调制）和8PSK（八相位相移键控）等调制方式，具有更低的误码率。
4-PSK调制在数字通信领域有着广泛的应用，比如在数字电视、移动通信、卫星通信等领域中都有着重要的地位。
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。
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）。
4PSK和4ASK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。
（1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。
（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。
三、程序和实验结果：（1）4PSK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0]input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u)endt=t+Tendgridhold off实验结果：（2）4ASK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1] input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=0;plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=2*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=3*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)endt=t+Tgrid;end四、实验结果分析：由4PSK和4ASK的图形我们可以发现，他们的共同点是：（1）每个码元含有2b的信息。
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20062.《MATLAB仿真技术与应用教程》钟麟王峰国防工业出版社20033.《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 (1)ABSTRACT (2)1 基本原理与方法 (3)1.1 MATLAB软件介绍 (3)1.2 4PSK的基本特点 (4)1.3 4PSK调制解调原理 (6)1.3.1 4PSK调制原理 (6)1.3.2 4PSK解调原理 (7)1.4 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 (9)2.1 信源的产生................................................................ 错误!未定义书签。
2.2 串并转换 (9)2.3 将非极性信号转换成极性信号 (9)2.4 调制 (9)2.5 信号的传输 (10)2.6 信号的解调 (10)2.7 比特错误率统计........................................................ 错误!未定义书签。
MATLAB的PSK调制和解调及仿真实验Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk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基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。
通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。
MATLAB简介MATLAB 软件是美国Math works 公司的产品，MATLAB 是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。
从1984年推出了它的第一个DOS 版本至今，一经推出了6.5版。
Matrix Laboratory意为“矩阵实验室”，从它的本意可以知道，最初的MATLAB只是一个数学计算工具。
但现在的MATLAB 已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”，它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生的子集工具[9]。
新的版本集成了日常数学处理中的各种功能，包括高效的数值计算、矩阵运算、信号处理和图形生成等等的常用功能。
在MATLAB 环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。
MATLAB 提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成矩阵对象时，不要求作明确的维数说明，所谓交互式语言，是指人们给出一条命令，立即就可以得出该命令的结果。
该语言无需像 C 和Fortran 语言那样，首先要求使用者去编写源程序，然后对之进行编译、连接，最终形成可执行文件。
这无疑会给使用者带来了极大的方便，因此，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。
2002年6月Mathworks公司正式推出MATLAB Release 13，即MATLAB 6.5／Simulink 5.0 这是目前应用最广的版本。
班级通信1403 学号201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期实验4 PSK（DPSK）调制解调实验一、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，掌握电路调整测试方法；3. 掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。
二、实验仪器1．PSK QPSK调制模块，位号A2．PSK QPSK解调模块，位号C3．时钟与基带数据发生模块，位号：G4．噪声模块，位号B5．复接/解复接、同步技术模块，位号I6．20M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PSK QPSK调制/解调模块，除能完成上述PSK（DPSK）调制/解调全部实验外还能进行QPSK、ASK调制/解调等实验。
不同调制方式的转換是通过开关4SW02及插塞37K01、37K02、四、PSK（DPSK）调制/解调实验进行PSK（DPSK）调制时，工作状态预置开关4SW02置于00001， 37K01、37K02①和②位挿入挿塞，38K01、38K02均处于1，2位相连（挿塞挿左边）。
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二进制相位调制，绝对移相键控（CPSK或简称PSK）是用输入的基带信号（绝对码）直接控制选择开关通断，从而选择不同相位的载波来实现。
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。
1．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。
相位键控调制电原理框图，如图6-1所示。
图6-1 相位键控调制电原理框图1）滤波器、同相放大器和反相放大器从图6-1看出，1024KHZ 的方波经37R29加到由运放37UO4A 及周边元件组成的低通滤波器，其输出变为l024KHZ 正弦波，它通过37U05A 同相放大和37U05B 反相放大，从而得到l024KHZ 的同相和反相正弦载波，电位器37W01可调节反相放大器的增益，从而使同相载波与反相载波的幅度相等，然后同相和反相正弦载波被送到模拟开关乘法器。
For personal use only in study and research; not for commercial use数字信号的2PSK调制与解调一、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、通过实验了解、掌握2PSK调制原理。
3、通过实验了解、掌握2PSK相干解调原理。
二、实验内容1、用System View建立一个数字信号2PSK调制解调仿真电路，观察各模块输出波形变化，理解2PSK调制解调基本原理。
2、观察各模块输出波形的功率谱和带宽变化，理解2PSK调制解调原理。
3、调节信道中高斯白噪声（均值为0，均方差可调）的大小，观察输出端误码情况。
三、电路构成与参数设置参数设置：Token0：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）Token1，5：Multiplier（乘法器）Token2，6：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）Token9：Adder（加法器）Token10：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）Token7：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）Token11：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）Token12：对抽样信号进行保持（参数设置：Operator——Sample/Hold——Hold，Hold Value ＝Last Sample Gain＝1V）Token13：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）Token14：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1 引言 (1)1.1数字调制的意义 (1)1.2课程设计的目的 (1)1.3课程设计的基本任务和要求 (1)1.4设计平台 (2)2 设计原理 (4)2.1通信的概念 (4)2.2二进制移相键控(2PSK[1]) (5)3 设计步骤 (9)3.1 Simulink[1]工作环境 (9)3.2 2PSK的调制仿真 (10)3.3 2PSK的相干解调仿真 (14)3.4信道中加入高斯噪声仿真 (17)3.5信道中加入瑞利噪声仿真 (19)3.6信道中加入莱斯噪声仿真 (22)结束语 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1 引言1.1数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。
根据控制的载波参量的不同，数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。
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数字网（ISDN网），所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。
因此，对数字通信系统的分析与研究越来越重要，数字调制作为数字通信系统的重要部分之一，对它的研究也是有必要的。
通过对调制系统的仿真，我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素，从而便于改进系统，获得更佳的传输性能。
1.2课程设计的目的通信原理是通信工程专业的一门骨干的专业课，是通信工程专业后续专业课的基础。
掌握通信原理课程的知识可使学生打下一个坚实的专业基础，可提高处理通信系统问题能力和素质。
由于通信工程专业理论深、实践性强，做好课程设计，对学生掌握本专业的知识、提高其基本能力是非常重要的。
Digital Communication Project————2PSK and 4PSKRequirements：Please use Matlab programming to implement some digital baseband communication systems and plot the BER(bit error4PSK目录：Digital Communication Project (1)————2PSK and 4PSK (1)一、基本理论 (3)1.二进制移相键控（2PSK）的基本原理 (3)1.1 2PSK信号的产生 (3)1.2 2PSK的解调系统 (3)1.3 2PSK误码率分析 (4)2.四进制移相键控（4PSK）的基本原理 (4)2.14PSK信号的产生 (5)2.2 4PSK的解调系统 (6)2.3 4PSK误码率分析 (7)二、源程序及仿真分析 (7)1.2PSK源程序及仿真分析 (7)2.4PSK源程序及仿真分析 (9)3.2PSK和4PSK误码率分析 (10)一、基本理论1.二进制移相键控（2PSK）的基本原理2PSK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法和键控法。
一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；数字键控法的开关电路受s(t)控制。
2PSK信号基本的解调方法是相干解调。
2PSK,二进制移相键控方式，是键控的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，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。
1.1 2PSK信号的产生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。
模拟调制法如图1.1所示。
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。
数字键控法如图1.2所示。
图1.1 模拟法图1.2 数字法1.2 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。
解调可分为载波提取法和直接解调。
2PSK信号的解调大多都采用相干解调方式，在码源时间间隔为Ts的区间内，发送端的2PSK信号可表示2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如图1.3所示。
图1.3 2PSK相干解调系统框图及个测试点波形1.3 2PSK误码率分析通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。
在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。
因此，与分析数字基带系统的抗噪声性能一样，分析数字调制系统的噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。
误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。
误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率，即误码率=错误码元数/传输总码元数。
如果有误码就有误码率。
误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。
噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。
误码率是最常用的数据通信传输质量指标。
它表示数字系统传输质量的式是“在多少位数据中出现一位差错”。
误信率，又称误比特率，是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例，即误比特率=错误比特数/传输总比特数。
在数字通信系统中，可靠性用误码率和误比特率表示。
2PSK的误码率计算公式为：2Pe=--（公式1）1[11/22PSK误比特率计算公式为：Pe=（公式2）1/22.四进制移相键控（4PSK）的基本原理四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。
4PSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，275°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。
每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。
4PSK 中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。
解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。
数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布；（2）与调制数字比特之间的映射关系。
星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
首先将输入的串行二进制信息序列经串－并变换，变成m=log2M 个并行数据流，每一路的数据率是R/m ，R 是串行输入码的数据率。
I/Q 信号发生器将每一个m 比特的字节转换成一对（pn ，qn ）数字，分成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t)，然后对coswct 和sinwct 进行调制，相加后即得到4PSK 信号。
4PSK 是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数调制方式, 它被广泛应用于各种通信系统中. 适合卫星广播。
例如，数字卫星电视DVB2S 标准中，信道噪声门限低至4. 5 dB ，传输码率达到45Mb/s ，采用4PSK 调制方式，同时保证了信号传输的效率和误码性能。
四进制绝对相移键控(4PSK)直接利用载波的四种不同相位来表示数字信息。
如下：图1.4 4PSK 信号相位矢量图由于每一种相位代表两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。
两个二进制码元中的前一比特用a 来表示，后一比特用b 表示，则双比特ab 与载波相位的关系入下表：表1 双比特ab 与载波相位的关系四进制信号可等效为两个正交载波进行双边带调制所得信号之和。
这样，就把数字调相和线性调制联系起来，为四相波形的产生提供依据。
2.1 4PSK信号的产生4PSK 的调制方法有正交调制方式（双路二相调制合成法或直接调相法）、相位选择法、插入脉冲法等。
这里我们采用正交调制方式。
4PSK 的正交调制原理如图：图1.5 4PSK 正交调制原理方框图它可以看成是由两个载波正交的2PSK 调制器构成的。
图中串/并变换器将输入的二进制序列分为速度减半的两个并行双极性序列a 和b （a,b 码元在事件上是对齐的），再分别进行极性变换，把极性码变为双极性码（0→-1，1→+1）然后分别调制到cosωct 和sinωct 两个载波上，两路相乘器输出的信号是相互正交的抑制载波的双边带调制（DSB ）信号，其相位与各路码元的极性有关，分别由a 和b 码元决定。
经相加电路后输出两路的合成波形，即是4PSK 信号。
图中两个乘法器，其中一个用于产生00与0180两种相位状态，另一个用于产生090与0180两种相位状态，相加后就可以得到045，0135，0225，和0315四种相位。
2.2 4PSK 的解调系统4PSK 信号是两个载波正交的2PSK 信号的合成。
所以，可以仿照2PSK 相干检测法，用两个正交的相干载波分别检测两个分量 a 和b ，然后还原成二进制双比特串行数字信号。
此法称作极性比较法（相干解调加码反变换器方式或相干正交解调发）图1.6 4PSK 信号解调器原理方框图在不考虑噪声及传输畸变时，接收机输入的4PSK 信号码元可表示为：表1.2 抽样判决器的判决准则判决器是按极性来判决的。
即正抽样值判为1，负抽样值判为0。
两路抽样判决器输出a 、b ，经并/串变换器就可将并行数据恢复成串行数据。
2.3 4PSK 误码率分析4PSK 的误码率计算公式为：21[11/2Pe =--4PSK 误比特率计算公式为：1/2Pe =二、 源程序及仿真分析1. 2PSK 源程序及仿真分析clc clear allM = 2; % The order for modulate of PSK nPacket = 5000; % The signal length x = randint(nPacket,1,M); % Signal for modulateh = modem.pskmod(M); % Creat an object of PSK modulation y = modulate(h,x); % modulate x get y scatterplot(y);yn = awgn(y,15,'measured'); % Pass the gauss channel with SNR=15dB scatterplot(yn);reset(h); h = modem.pskdemod(M); z = demodulate(h,yn); [num,rt]= symerr(x,z)%% Process rectanglar pulse shaping Nsamp = 4; % Oversampling rateypulse = rectpulse(y,Nsamp);ynoisy = awgn(ypulse,15,'measured'); ydownsamp = intdump(ynoisy,Nsamp); scatterplot(ydownsamp); reset(h);h = modem.pskdemod(M); z = demodulate(h,ydownsamp); [num,rt]= symerr(x,z)图2.1 没有噪声时的星座图图2.2 有噪声时的星座图Q u a d r a t u r eIn-PhaseScatter plotQ u a d r a t u r eIn-PhaseScatter plot图2.3 矩形脉冲整形后的有噪声时的星座图2. 4PSK 源程序及仿真分析M = 4; % The order for modulate of PSKnPacket = 5000; % The signal length x = randint(nPacket,1,M); % Signal for modulateh = modem.pskmod(M); % Creat an object of PSK modulation y = modulate(h,x); % modulate x get y scatterplot(y);yn = awgn(y,15,'measured'); % Pass the gauss channel with SNR=15dB scatterplot(yn);reset(h); h = modem.pskdemod(M); z = demodulate(h,yn); [num,rt]= symerr(x,z)图2.4 没有噪声时的星座图Q u a d r a t u r eIn-PhaseScatter plotQ u a d r a t u r eIn-PhaseScatter plot图2.5 有噪声时的星座图3. 2PSK 和4PSK 误码率分析 clc;clear all; close all;nsymbol=100000;%每种信噪比下的发送符号数 M=2;%2-PSK N=4;%4-PSKEbN0=-5:20;%信噪比的范围snr1=10.^(EbN0/10);%将dB 值转化成线性值msg=randint(1,nsymbol,M);%由0-1的整数值组成的均匀随机数 msgmod=pskmod(msg,M);%2-PSK 调制spow=norm(msgmod).^2/nsymbol;%求出每个符号的平均功率 nsg=randint(1,nsymbol,N);%由0-4的整数值组成的均匀随机数 nsgmod=pskmod(nsg,N);%4-PSK 调制spow1=norm(nsgmod).^2/nsymbol;%求出每个符号的平均功率 for indx=1:length(EbN0)sigma=sqrt(spow/(2*snr1(indx))) ;%2-PSK 根据符号功率求出噪声功率 sigma1=sqrt(spow1/(2*snr1(indx))) ;%4-PSK 根据符号功率求出噪声功率rx=msgmod+sigma*(randn(1,length(msgmod))+j*randn(1,length(msgmod))); %2-PSK 混入高斯加性白噪声 rx1=nsgmod+sigma1*(randn(1,length(nsgmod))+j*randn(1,length(nsgmod))); %4-PSK 混入高斯加性白噪声decmsg=pskdemod(rx,M);%2-PSK 的解调 decnsg=pskdemod(rx1,N);%4-PSK 的解调 %2-PSK[err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg);%求误符号率 %4-PSK[err,ser1(indx)]=symerr(nsg,decnsg);%求误符号率 endsemilogy(EbN0,ser,'b*-',EbN0,ser1,'rd-'); title('M-PSK 调制信号在AWGN 信道下的性能');Q u a d r a t u r eIn-PhaseScatter plot11 grid;xlabel('Eb/N0(dB)');ylabel('误码率');legend('2-PSK','4-PSK');图2.6 M -PSK 调制信号在AWGN 信道下的性能-6-4-202468101210-510-410-310-210-1100M-PSK 调制信号在AWGN 信道下的性能Eb/N0(dB)误码率。
