基于MATLAB的4Psk调制

目录摘要： (I)ABSTRACT： ...................................................................................................................... I I 第一章绪论 . (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 matlab简介 (2)1.3选题目的及研究范围 (3)第二章信号模型 (4)2.1调制信号的通用模型 (4)2.2 PSK信号的调制原理 (4)2.2.1二进制相移键控信号调制模型 (4)2.2.2 多进制相移键控信号的调制模型 (6)2.3 PSK信号的频谱 (7)2.4 PSK信号的瞬时特征 (8)第三章PSK信号的相干解调原理 (10)3.1 2PSK信号的相干解调原理 (10)3.2 4PSK的相干解调原理 (10)第四章仿真结果及结论 (12)4.1 仿真结果 (12)4.2 结论 (12)参考文献 (13)致谢 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。

附录 . (14)基于MATLAB的PSK信号的调制与解调摘要：在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。

由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字基带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因而，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。

数字调制的实现，促进了通信的飞速发展。

研究数字通信调制理论，提供有效调制方式，有着重要意义。

本文首先介绍了PSK信号的调制原理并用matlab进行了仿真。

随后介绍了PSK信号的解调原理，并采用相干解调的方法对其进行了仿真。

通信系统仿真课程设计设计题目：班级：姓名：学号：起止日期：信息工程学院通信工程系目录一设计内容 (1)二设计目的 (1)三设计要求 (1)四实验条件 (1)五系统设计 (1)1 系统原理简介 (1)2 设计方案 (4)3 方案实施 (4)4 仿真结果分析 (7)六设计心得 (7)七参考文献 (7)一设计内容1、了解数字调制系统的基本原理；2、利用matlab对随机产生的二进制信号进行数字调制的软件实现二设计目的通过对数字通信系统的仿真，了解数字通信系统的仿真实现方法，掌握各种数字调制解调系统的性能，包括了解数字信号的时域表示、掌握数字信号的频带传输，数字通信系统的信道编码，学会用傅立叶变换方法分析信号的频域成分。

三设计要求任务：编写M文件实现随机产生的二进制序列的4PSK调制，画出二进制序列及已调信号的时域波形及频谱图。

四实验条件利用计算机及MATLAB为开发软件五系统设计1 系统原理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四进制信息。

如下图由于一个想为代表两个比特信息，因此每个四进制码元可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码元用a表示，后一比特用b表示，则双比特ab与载波相位关系如下表双比特码元载波相位a b A方式B方式0 0 0 2250 1 270 1351 0 90 3151 1 180 454PSK信号等效为两个正交载波进行双边带调制信号之和，这样就把数字调制和线性调制结合起来，为四相波形的产生提供依据。

4PSK的调制方法有正交调制方式，相位选择法，插入脉冲法等。

本文采用正交调制方式。

正交调制原理如图4PSK可以看作两个正交的2PSK调制器构成。

图中串并转换将输入的二进制序列分为两个速度减慢的两个并行双极性序列a和b，在分别进行极性变换。

再调制到coswt和sinwt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信号，相位与各路码元的极性有关，分别由码元a和码元b决定，经相加电路后输出两路的合波即是4PSK信号，图中两个乘法器，一个用于产生0和180两个相位，另一个用于产生90和270两个相位。

实验六4PSK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+Tendhold off01234567-1-0.50.51（2）4ASK 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=1*sin(2*pi*fc*t);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=4*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)endt=t+Tendhold off01234567-4-3-2-11234四、实验结果分析：。

matlabpsk映射函数
在MATLAB中，PSK（相移键控）调制是一种常见的数字调制技术，它通过改变信号的相位来传输数字信息。

在MATLAB中，你可以使用`pskmod`函数来进行PSK调制。

`pskmod`函数的语法是`y = pskmod(x, M, phaseoffset)`，其中`x`是输入的数字信息，`M`是调制的阶数（比如M=2表示二进制PSK，M=4表示四进制PSK），
`phaseoffset`是相位偏移（通常为0）。

这个函数会返回一个包含了调制后的信号的向量`y`。

另外，如果你需要进行PSK调制的逆过程，即解调，你可以使用`pskdemod`函数。

`pskdemod`函数的语法是`y = pskdemod(x, M, phaseoffset)`，其中`x`是输入的调制信号，`M`是调制的阶数，
`phaseoffset`是相位偏移。

这个函数会返回一个包含了解调后的数字信息的向量`y`。

除了`pskmod`和`pskdemod`函数，MATLAB还提供了许多其他与PSK调制相关的函数，如`awgn`用于添加高斯白噪声、
`scatterplot`用于绘制星座图等，这些函数可以帮助你进行PSK调制的仿真和分析。

总之，MATLAB提供了丰富的工具和函数来进行PSK调制，通过灵活运用这些函数，你可以轻松地进行PSK调制信号的生成、分析和处理。

通信系统的数字调制实验名称：4PSK通信系统的蒙特卡洛仿真（包含在无线通信的数字调制技术实验里面）一．实验目的1）学会运用MATLAB分析通信系统。

2）了解蒙特卡洛仿真原理。

3）掌握调相原理。

4）学会分析系统的误码率及误比特率。

5）理论联系实际，能运用所学知识分析具体问题。

二．实验仪器：1）PC机。

2）采用matlab或其它软件工具编程实现三．实验意义在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。

称为基带传输系统。

与之对应，把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传输系统。

无论是基带传输还是频带传输，基带信号处理是必须的组成部分。

因此掌握数字基带传输的基本理论十分重要，它在数字通信系统中具有普遍意义。

PSK是利用载波的不同相位表示相应的数字信息。

对于M相相位调制来说M-2K,这里K是每个传输符号的信息比特数。

4PSK是M=4的载波相位调制。

蒙特卡洛法的实质是利用服从某种分布的随机数来模拟现实系统中可能出现的随机现象。

其基本思想是：为了求解数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使它的参数等于问题的解；然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求随机参数的统计特征，最后给出所求解的近似值，解的精度可用估计值的标准误差来表示。

四．实验原理1、移相键控移相键控即受键控的载波相位调制是按基带脉冲改变的一种数字调制方式。

其中，四相移相键控制(4PSK)的应用广泛，它是用4种不同相位代表4种不同相位的信息，因此对于输入的二进制数字序列应该先分组，将每两个比特编为一组；然后用4种不同的相位对其表征。

例如，若输入的二进制数字信息序列为10110010…，则可将他们分成10，11，00，10，…，然后用4种不同的相位对其表征。

采用相位选择法产生4PSK信号，以实现4PSK调制器的设计。

2、MPSK信号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。

基于MATLAB的PSK调制与解调的仿真一、课题说明现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂；另一方面，要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。

这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。

通信系统仿真贯穿通信系统工程设计的全过程，对通信系统的发展起着举足轻重的作用。

本报告针对通信系统仿真的探讨主要做了以下的工作：(1)介绍了通信系统仿真的相关内容，包括通信系统仿真的一般步骤。

(2)对通信系统中的主要环节，如模拟信号的数字传输系统进行了详细的阐述。

(3)在理解通信系统理论的基础上，利用Simulink强大的仿真功能，对PSK通信系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示，并且给出了具体的分析。

二、原理介绍1、通信系统仿真的一般步骤通信系统仿真一般分成3个步骤，即仿真建模、仿真实验和仿真分析。

应该注意的是，通信系统仿真是一个螺旋式发展的过程，因此，这3个步骤可能需要循环执行多次之后才能够获得令人满意的仿真结果。

图1 数字调制系统的基本结构2、数字频带传输系统在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输，要求信道应具有低通形式的传输特性。

然而，在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。

必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。

图2 数字调制系统的基本结构3、PSK调制系统3.1 2PSK数字调制原理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0.3.2 2PSK原理图图32PSK信号的调制原理图图42PSK信号的解调原理图三、数字通信2PSK系统建模1、建模基本步骤通信系统仿真的基本步骤如下：（1）建立数学模型：根据通信系统的基本原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分之间的关系。

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。

摘要当今，随着通信技术日新月异的发展，尤其是数字通信的快速普及，使得通信技术日新月异。

现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，因此通信系统也日趋复杂。

在各种通信系统的设计研发环节中，软件仿真已成为必不可少的部分。

应用Matlab＼Simulink的计算机仿真具有经济、安全、可靠、编程简易以及实验周期短等特点。

因此，本文就以Matlab为软件平台，利用其通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，尤其是Matlab语言的Simulink动态系统仿真软件包，对数字调制解调系统进行仿真，并且对仿真结果进行误差分析，从而对现代数字通信有更加明确的认识和直观的了解。

重点对2ASK、2PSK、2FSK进行性能比较，在实际通信系统中，根据具体情况选择最合适的调制方式，进一步促进数字通信的发展。

本文首先介绍了课题研究的背景和进行数字通信仿真的意义，然后介绍对数字通信系统进行仿真所使用的Matlab＼Simulink软件以及这些软件在使用时的注意事项和采用的一些方法，随后又介绍了数字调制系统的原理并据此进行数字调制解调系统的仿真，最后对仿真结果进行误差分析，对设计进行总结归纳。

关键词：数字通信系统；调制解调；Matlab；Simulink；仿真AbstractNowadays, with the rapid development of communication technology, especially the rapid spread of the digital communication, makes communication technology is developing rapidly. Modern communication system requirements communication distance, communication capacity, transmission quality is good, because this communication system has become more and more complex. In all kinds of communication system design r&d link, the software has become an indispensable part of. Application of computer simulation, Simulink Matlab has economic, safe, reliable, easy programming and the cycle is short, etc.Therefore, this paper is using Matlab software platform, Use its communication tool box and signal processing toolbox module, especially Matlab language dynamic system simulation software package of simulink on digital demodulation system, and simulation results of simulation and error analysis, and the modern digital communication have more explicit recognition and intuitive understanding. Emphasis on 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK performance comparison, in actual communication system, according to the specific circumstances to select the most appropriate modulation mode, and further promote the development of digital communication.This paper firstly introduces the background of the subject research and the meaning of digital communication simulation, and then introduced to digital communication system simulation of Matlab /Simulink used by the software used in the software and the matters needing attention and some methods used, then introduces digital modulation system and based on the principle of digital demodulation system simulation, finally the results for error was analyzed, the design was summarized, summed up in the digital demodulation of the simulation to the matters of attention when, to the aspects of learning and provide some reference for researchers and their ownexperience.Key words：Digital communication system；Demodulation；Matlab；Simulink；Simulation目录第一章绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.1.1 研究目的 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2国内外研究现状 (2)第二章仿真的意义和仿真软件 (4)2.1仿真的意义 (4)2.2仿真软件Matlab简介 (4)2.3 Simulink简介 (6)2.4 Matlab与Simulink的联系 (6)第三章数字通信系统 (7)3.1 数字通信系统的概念 (7)3.2数字通信系统的组成 (7)3.3通信系统的分类与通信方式 (8)第四章信号的调制与解调 (10)4.1调制的意义和类别 (10)4.2模拟信号的调制与解调 (11)4.2.1幅度调制 (11)4.2.2角度调制 (13)4.3数字信号的调制与解调 (14)4.3.1数字频率调制 (14)4.3.2数字相位调制 (15)4.3.3正交振幅调制 (17)第五章系统设计与仿真 (19)5.1 2ASK信号的调制与解调 (19)5.1.1 2ASK信号调制仿真 (19)5.1.2 2ASK信号解调仿真 (21)5.2 2FSK信号的调制与解调 (23)5.2.1 2FSK信号调制仿真 (23)5.2.2 2FSK信号解调仿真 (26)5.3 2PSK信号的调制与解调 (28)5.3.1 2PSK信号调制仿真 (28)5.3.2 2PSK信号解调仿真 (30)结论 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)第一章绪论1.1 研究的目的和意义信息是一种资源，通过广泛的传播与交流，能促进社会成员之间的合作，推动生产力的发展和社会的进步。

4PSK、4ASK以及4FSK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK、4ASK和4FSK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 、4ASK和4FSK图形，进一步了解4PSK、4ASK和4FSK调制的原理。

（1）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。

（3）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4FSK调制信号波形。

三、程序和实验结果：f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1];m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi/2);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f*t+pi);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f*t+3/2*pi);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endpsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(psk)title('4PSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')（2）4ASK程序f=100;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1) ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0) ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endendfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=2*ones(1,100);elsem=3*ones(1,100);endc=sin(f*t);m1=[m1 m];c1=[c1 c];endask=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(m1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(ask)title('4ASK信号')axis([0 50*length(s) -4 4]); xlabel('周万成')（3）4FSK程序f1=1;f2=2;f3=3;f4=4;t=0:2*pi/99:2*pi;s=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]; m1=[];c1=[];b1=[];for i=1;2;length(s)/2if (s(i)==0&&s(i+1)==0)ak(i)=0;bk(i)=0;elseif (s(i)==0&&s(i+1)==1)ak(i)=0 ;bk(i)=1;elseif(s(i)==1&&s(i+1)==0)ak(i)=1;bk(i)=0;elseak(i)=1;bk(i)=1;endfor i=1:length(s)/2if((ak(i)==0)&&(bk(i)==0))m=ones(1,100);c=sin(f1*t);b=zeros(1,100);elseif((ak(i)==0)&&(bk(i)==1)) m=ones(1,100);c=sin(f2*t);b=ones(1,100);elseif((ak(i)==1)&&(bk(i)==0)) m=ones(1,100);c=sin(f3*t);b=2*ones(1,100);elsem=ones(1,100);c=sin(f4*t);b=3*ones(1,100);endm1=[m1 m];c1=[c1 c];b1=[b1 b];endfsk=c1.*m1;subplot(2,1,1);plot(b1)title('原始信号')axis([0 50*length(s) -0.5 4]); subplot(2,1,2);plot(fsk)title('4FSK信号')axis([0 50*length(s) -2 2]); xlabel('周万成')四、实验结果以及分析：（1）结果图1图2图3（2）分析在C语言编程中对一个数组可以采用循环的方式对其赋值，所以此处利用循环对ak[]数组,bk[]数组进行赋值。

基于MATLAB的PSK调制实现基于MATLAB的PSK调制实现学生姓名：何毅指导老师：吴志敏摘要本课程设计主要论述PSK调制的基本原理以及如何在MATALB环境中使用M文件来实现PSK的调制。

首先产生一个数字基带信号，再对这个基带信号进行调制，然后分析调制后的波形并改变采样频率观察波形的变化。

对信号加入噪声后观察其时频图，分析噪声对调制的影响。

在课程设计中，系统开发平台为Windows XP ,程序运行平台使用Windows XP，程序设计语言采用MATLAB，通过调试运行，初步实现了设计目标。

关键词PSK调制；MATLAB；基带信号；噪声1 引言从原理上来说,受调载波的波形可以是任意的,只要已调信号适合于信道传输就可以了，但实际上，在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。

这是因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。

数字调制和模拟调制相比，其原理并没有什么区别。

不过模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端则对载波信号的调制参量连续地进行估值；而数字调制都是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。

数字调制信号，在二进制时有2ASK、2FSK和2PSK 三种基本信号形式，本课程设计主要是实现对PSK调制的仿真。

1.1 课程设计目的（1）让我们熟悉使用MATLAB语言来解决一些简单的课程设计问题。

（2）了解基带信号PSK的调制原理。

（3）了解基带信号通过PSK调制后在信道上传输的原理。

（4）通过比较调制前和调制后的二进制信号的频谱图，掌握PSK调制的原理和特性。

（5）锻炼自己独立思考问题的能力，提高自己动手的能力，增强社会适应度。

1.２课程设计要求熟悉MATLAB 文件中M 文件的使用方法，并在掌握PSK 信号生成原理的基础上，编出PSK 信号的调制程序。

绘制出PSK 信号调制前后在时域和频域中的波形，并观察调制前后频谱有何变化以加深对PSK 信号调制原理的理解。