数字通信原理与技术报告(4ASK和4PSK)
实验4 PSK(DPSK)调制解调实验.概要
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。
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。
随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像；通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。
现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。
而这些系统都使用到了数字调制技术，本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。
一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分，我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制，未经处理的数字信号源不能适应这些限制。
由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。
模拟通信很难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近一半的传输频带。
由于数字信号只有"0"和"1"两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。
在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式，并且可以清晰的描述与表达其数学模型。
所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，频带利用率从1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。
更有将幅度与相位联合调制的QAM技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz，八倍于2ASK或BPSK。
此外，还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术，为某些专门应用环境提供了强大的工具。
近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速MODEM中，为进一步提高传输效率奠定了基础。
总之，数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信，调制技术的种类也远远多于模拟通信，大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。
通原实验4-数字调制PSK实验
常认为增加一倍；所以DPSK解调大多采用差厚分德相博干学接收追。求卓越
1.8 2DPSK信号解调
B.相干解调-码变换法电路工作原理
以数字序列 =[101001]为例
发送数据 0 1 0 1 0 0 1
2DPSK
0
载波
这就避免了2PSK中的倒π现象发生，为此得到了广泛的工程应用。 相乘输出
低通输出 由以上分析可知，2DPSK与2PSK的波形不同，他们的同一相位
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三、实验应知知识
1.数字移相键控PSK调制的基本原理
数字相位调制又称移相键控，简记PSK,二 进制移相键控记作2PSK。它是利用载波相位 的变化来传送数字信息的。
通常有两种类型：
(1)绝对相移(2PSK或BPSK)
(2)相对相移(差分相移/2DPSK 或DBPSK)
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1、2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱
2、2DPSK与2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽Bs的两倍， 即
3、2DPSK与2PSK信号频带利用率也相同，为
B 2DP SB K 2PS K 厚2德fs博学 追求卓越
1.8 2DPSK信号解调
差分相干解调和相干解调-码变换法，后者又称为极性比较－码 变换法。
Ø切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。
Ø仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 Ø注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！
当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐 渐减小量程。
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四、实验内容与步骤
实验用数字调制与解调电路模块的基本组成：
PSK调制解调单元模块电路
通信原理实验
通信原理课程设计报告-实现4psk的调制解调
1.课程设计目的本课程设计是实现4psk的调制解调。
在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解4psk调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。
预期通过这个阶段的研习，更清晰地认识4psk的调制解调原理，同时加深对MATLAB这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。
利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。
2.课程设计要求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5）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
3.相关知识4PSK信号的产生与解调在进制数字相位调制中，四进制绝对移相键控（4PSK，又称QPSK）和四进制差分相位键控（4DPSK，又称QDPSK）用的最为广泛。
下面着重介绍多进制数字相位调制的这两种形式。
4PSK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，故每个四进制码元又被称为双比特码元，习惯上把双比特的前一位用代表，后一位用代表。
4.课程设计分析4.1 2PSK 数字调制原理：2PSK 信号用载波相位的变化来表征被传输信息的状态，通常规定0相位载波和π相位载波分别表示传“1”和传“0”。
2PSK 码元序列的波形与载频和码元持续时间之间的关系有关。
当一个码元中包含有整数个载波周期时，在相邻码元的边界处波形是不连续的，或者说相位是不连续的。
当一个码元中包含的载波周期数比整数个周期多半个周期时，则相位连续。
当载波的初始相位差90度时，即余弦波改为正弦波时，结果类似。
以上说明，相邻码元的相位是否连续与相邻码元的初始相位是否相同不可混为一谈。
只有当一个码元中包含有整数个载波周期时，相邻码元边界处的相位跳变才是由调制引起的相位变化。
4ask调制与解调
4ask调制与解调一、4ASK调制技术4ASK调制技术是一种数字通信中常用的调制方式，它将数字信号转换为模拟信号进行传输。
在4ASK调制中，输入的二进制数据被编码成四个离散的振幅水平，每个水平代表两个二进制位。
这种调制方式常用于无线电通信、光纤通信和数字电视等领域。
1.1 4ASK调制原理在4ASK调制中，输入的二进制数据被编码成四个离散的振幅水平：+3V、+V、-V和-3V。
每个水平代表两个二进制位，因此可以通过改变不同的振幅水平来传输不同的数字信息。
1.2 4ASK调制特点（1）带宽利用率高：相比其他数字调制技术，4ASK调制具有更高的带宽利用率。
（2）抗噪声能力弱：由于使用了较少的振幅水平，因此4ASK调制对噪声非常敏感。
（3）传输距离短：由于抗噪声能力差，因此4ASK调制适合短距离传输。
二、4ASK解调技术4ASK解调技术是将模拟信号转换为数字信号的一种技术。
在4ASK解调中，接收到的模拟信号被转换为离散的振幅水平，然后通过解码器将其转换为二进制数据。
2.1 4ASK解调原理在4ASK解调中，接收到的模拟信号经过放大和滤波处理后，被转换为离散的振幅水平。
根据不同的振幅水平，可以将其转换为对应的二进制数据。
2.2 4ASK解调特点（1）简单可靠：相比其他数字解调技术，4ASK解调具有更简单、更可靠的特点。
（2）传输距离短：由于抗噪声能力差，因此4ASK解调适合短距离传输。
三、4ASK调制与解调应用3.1 无线电通信在无线电通信中，4ASK调制和解调技术常用于数字广播、数字电视和卫星通信等领域。
由于其带宽利用率高、传输速度快等优点，在数字通信领域得到广泛应用。
3.2 光纤通信在光纤通信中，4ASK调制和解调技术可以实现高速光纤通信。
由于光纤传输的信号是模拟信号，因此需要将其转换为数字信号进行传输。
3.3 数字电视在数字电视领域，4ASK调制和解调技术常用于数字电视信号的传输和接收。
由于其带宽利用率高、传输速度快等优点，可以实现高质量的数字电视信号传输。
通信原理大作业-4ASK数字通信系统性能仿真
通信原理大作业题 目 4ASK 数字通信系统性能仿真姓 名专业班级指导教师学 院 完成日期宁波理工学院实验目的1、理解并掌握相干解调的原理及方法。
2、采用Matlab 编程完成对4ASK 的通信过程进行仿真。
一、 实验内容双极性4ASK 数字通信系统相干解调性能仿真研究。
要求至少仿真5个不同的信噪比情况下的误码率，并画出误码率-信噪比曲线。
二、 实验原理多进制数字幅度调制（MASK ）又称为多电平调制，它是二进制数字幅度调制方式的推广。
M 进制幅度调制信号的载波振幅有M 种取值，在一个码元期间b T 内，发送其中的一种幅度的载波信号。
MASK 已调信号的表达式为()()cos MSK c t S t ts ω=这里，是S(t)为M 进制数字基带信号：()()b n n S t g t nT a ∞=-∞=-∑本实验我们做的是双极性4ASK 数字通信系统相干解调性能仿真研究。
相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号和载频相乘。
4ASK 信号产生及其相干解调原理框图如图（1）：图（1）4A S K信号产生极其相干解调原理框图三、实验步骤1)产生原始信号2)产生4ASK信号3)由于在信道的传输过程中，都会有噪声的的加入，因此添加高斯白噪声进行噪声模拟。
4)原始信号 A 与载频 cos(ωt + θ) 调制后得到信号 Acos(ωt +θ)，解调时引入相干（同频同相）的参考信号 cos(ωt + θ)，则得到：Acos(ωt+θ)cos(ωt+θ)，再利用积化和差公式可以得到A*1/2*[cos(ωt+θ+ωt+θ)+cos(ωt+θ-ωt-θ)]=A*1/2*[cos(2ωt+2θ)+cos(0)]=A/2*[cos(2ωt+2θ)+1]=A/2+A/2cos(2ωt+2θ)最后利用低通滤波器将高频信号cos(2ωt+2θ)滤除，即得原始信号幅度A。
因此相干解调需要接收机和载波同步，而后通过乘法器的实现载波相乘后的波形。
4PSK、4ASK以及4FSK的MATLAB仿真
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。
数字通信原理与技术报告(4ASK和4PSK)
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。
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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
clf
clc
clear
T=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:T
for i=1:7
hold on
if 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)
end
t=t+T
end
grid
hold off
实验结果：
（2）4ASK程序
clf
clc
clear
T=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:T
for i=1:7
hold on
if 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)
end
t=t+T
grid;
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。
（2）发送码元序列在进行编码时需要先将每两个比特分成一个双比特组。
不同点是：4PSK是用00,01,10,11代表不同的相位而4ASK则是用
00,01,10,11代表不同的幅度。