PSK星座图2
用SystemView仿真实现2PSK资料
通信系统实验实验报告数字频带传输系统及其性能估计实验——2PSK模拟调制、相干解调数字频带传输系统及其性能估计实验 ——2PSK 模拟调制、相干解调用System View 仿真实现二进制移相键控（2PSK ）模拟调制1、实验目的（1）了解2PSK 系统模拟调制的电路组成、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。
2、实验内容以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝20kbit/s 。
（1）采用模拟调制法实现2PSK 的调制；观测已调的2PSK 波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理在二进制数字调控中，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⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑n s n PSK nT t g a t e )()(2t c ωcos其中，n a 选择双极性，即n a =⎩⎨⎧-,1,1P P-1发送概率为发送概率为)(t g 是脉宽为S T 、高度为1的矩形脉冲，则有⎩⎨⎧-=,cos ,cos )(2t t t e c c PSK ωω P P -1发送概率为发送概率为 当发送二进制符号1时，已调信号)(2t e PSK 取0°相位，发送二进制符号0时，)(2t e PSK 取180°。
若用n ϕ表示第n 个符号的绝对相位，则有)(2t e PSK )cos(n c t ϕω+=，其中⎩⎨⎧︒︒=1800n ϕ 符号发送符号发送0,1,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，成为二进制绝对移相方式。
tc ωcos4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：图1 2PSK模拟调制与相干解调系统组成图2 单/双码变换图3 模拟调制其中图符0产生单极性PN序列，经过图符2、3转换后为双极性PN序列，传码率为20kbit/s；图符6输出正弦波，频率为40kHz；图符4 输出模拟调制的2PSK编号库/名称参数(Token 0) Source: PN Seq Amp = 500.e-3 v Offset = 500.e-3 vRate = 20e+3 Hz Levels = 2Phase = 0 deg Max Rate =400e+3 Hz(Token 2) Function: Exponent Constant a = -1(Token 4) Multiplier: Non Parametric Inputs from 8 6 Outputs to 5 10 (Token 5) Adder: Non Parametric Inputs from 4 12 Outputs to 20 19 (Token 6) Source: Sinusoid Amp = 1 v Freq = 40e+3 HzPhase = 0 deg Output 0 = Sine t7t4Output 1 = Cosine(Token 8) Operator: Negate(Token 12) Source: Gauss Noise Std Dev = 100.e-3 v Mean = 0 v获得仿真波形图如下：图4 调制过程仿真波形图5 原PN序列和2PSK信号的瀑布图5、主要信号的功率谱密度：图6 单极性PN序列频谱图7 载波频谱图8 已调制信号频谱由图6可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（20kHz）的频率范围之内，即基带带宽为20kHz谱。
数字通信作业(4psk,2PSK分析)有完整程序
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。
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。
通信中星座图简介
数字通信中几种调制方式的星座图由于实际要传输的信号（基带信号)所占据的频带通常是低频开始的,而实际通信信道往往都是带通的,要在这种情况下进行通信，就必须对包含信息的信号进行调制，实现基带信号频谱的搬移，以适合实际信道的传输.即用基带信号对载波信号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。
因为正弦信号的特殊优点(如:形式简单，便于产生和接受等），在大多数数字通信系统中，我们都选用正弦信号作为载波.显然,我们可以利用正弦信号的幅度，频率，相位来携带原始数字基带信号,相对应的分别称为调幅，调频，调相三种基本形式.当然,我们也可以利用其中二种方式的结合来实现数字信号的传输，如调幅－调相等,从而达到某些更加好的特性。
一．星座图基本原理一般而言，一个已调信号可以表示为：()()cos(2)N m n k s t A g t f t πϕ=+0t T ≤<(1）00001,2......1,2.......1,2........1,2........N N m m n n k k ====上式中,()g t 是低通脉冲波形,此处，我们为简单处理，假设()1g t =,0t T <≤，即()g t 是矩形波，以下也做同样处理。
假设一共有0N (一般0N 总是2的整数次幂，为2，4，16，３2等等)个消息序列,我们可以把这0N 个消息序列分别映射到载波的幅度m A ，频率n f 和相位k ϕ上，显然，必须有 0000N m n k =⨯⨯才能实现这0N 个信号的传输。
当然,我们也不可能同时使用载波信号的幅度、频率和相位三者来同时携带调制信号，这样的话,接收端的解调过程将是非常复杂的。
其中最简单的三种方式是：（1）.当n f 和k ϕ为常数，即0000,1,1m N n k ===时,为幅度调制(A ＳK ）。
（2）．当m A 和k ϕ为常数，即00001,,1m n N k ===时，为频率调制（FSK)。
无线通信系统中的调制解调基础(二)：相位调制
无线通信系统中的调制解调基础（二）：相位调制作者：Ian PooleAdrio Communications Ltd第二部分解释了相移键控（PSK）的多种形式，包括双相相移键控（BPSK），四相相移键控（QPSK），高斯滤波最小相移键控（GMSK），和目前流行的正交幅度调制（QAM）。
第一部分解释了调幅（AM）和调频（FM）技术，并介绍了其优点和缺点。
第三部分将会介绍直接序列扩频（DSSS）技术和正交频分复用（OFDM）调制技术。
调相相位调制是另一种广泛采用的调制技术，特别是在数据传输的应用中。
因为相位和频率是相辅相成的（频变是相变的一种形式），两种调制方法可以用角度调制（angle modulation）来概括。
为了解释调相如何工作，我们首先要对相位做出解释。
一个无线信号包涵了一个正弦信号的载波，幅度从正到负程波浪形变化，一个周期后回到零点，这个同样可以由一个围绕一个零点旋转的一个点来表示，如图3-13所示，相位就是终点到起点的角度。
调相改变了信号的相位，换句话来说，图中绕着原点旋转的点的位置会改变，要实现这个效果既是要在短时间内改变信号的频率。
所以，当进行相位调制的时候会产生频率的改变，反之亦然。
相位和频率是密不可分的，因为相位就是频率的积分，频率调制可以通过简单的CR网络转变成相位调制。
因此，相位调制与频率调制信号的边带、带宽具有异曲同工的效果，我们必须留意这个关系。
相移键控相位调制可以用来传输数据，而相移键控是很常用的。
PSK在带宽利用率上有很多优势，在许多移动电话无线通信的应用中广为采用。
最基本的PSK方法被称作双相相移键控（BPSK），有时也称作反向相位键控(PRK)。
一个数字信号在1和0之间改变（或表述为1和-1），这样形成了相位反转，就是180°的相移，如图3-14。
双相相移键控（BPSK）PSK的一个问题是接收机不能精确的识别传输的信号，来判定是mark（1）还是space （0），即使发射机和接收机的时钟同步也很难实现，因为传输路径会决定接受信号的精确相位。
星座图
低通滤 波
低通滤 波
信道
cosωct
2 sinωct
16QAM
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
57
SQAM (t) m1 (t) cosct m2 (t) sin ct
16QAM星座图中，两个 相邻信号点的距离为：
d PSK
2 A sin 16
0.39 A
d QAM
2 A 0.47 A M 1
Em φm
56
Wireless and Mobile Networks Technology
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
2.5 频带传输 – 星座图
星座图中，当两个信号点的距离越近时，其信号波形就越接近，从 而也就越容易受到噪声的干扰而造成误判。
增加两信号点之间的距离可以增加抗干扰能力
• 增加信号发射功率，即增加信号点圆周半径 • 安排信号点在星座图中的位置，来增大两个信号点之间的距离
Wireless and Mobile Networks Technology
2.5 频带传输 2.5.4 正交调幅(QAM)
输入
串/并 变换
2到4电平 I(t) 变换
2到4电平 Q(t) 变换
输出
4到2电平 变换
并/串 变d Mobile Networks Technology
多抽样 判决
抽样 判决
cosωct
2 sinωct
16QAM
2.5 频带传输 – 星座图
正弦信号可用始于坐标原点的矢量表示，将信号点在信号平面上的 分布图就称作星座图
矢量端点距坐标原点的 距离表示信号的幅度
PAM、PSK、QAM数字调制解调系统误码性能仿真
数字通信系统传输误码性能仿真（一）摘要：脉冲幅度调制（PAM）、频移键控（PSK）、正交振幅调制（QAM）等数字信号调制解调模式在经典和现代通信中得到广泛应用。
不同调制方式在不同的条件下传输可靠性能不尽相同。
Matlab/Simulink包含多种仿真模块库，可以对各种通信调制方式的调制解调进行仿真，并验证其传输可靠性能。
关键字：通信系统、仿真、PAM、PSK、QAMAbstract:Digital signal modulation and demodulation modes such as pulse amplitude modulation (PAM), frequency shift keying (PSK), quadrature amplitude modulation (QAM)are widely used in classical and modern communication. The transmission reliability of different modulation are different under different conditions. Matlab/Simulink contains a variety of library of simulation modules for various communications modem modulation to simulate and verify its transmission reliability.Keywords: communication systems, simulation, PAM,PSK,QAM0 引言系统仿真是进行协议标准制定、算法分析优化和产品总体设计的重要步骤，对验证算法和理论的设计性能、缩减设计开发时间、降低总体成本具有重要意义。
传统的系统仿真方法主要使用基于C语言等计算机编程语言的方法，工作量大，效率低，仿真程序的可读性、可靠性、可移植性无法达到现代大中型系统的要求。
几种数字调制技术
S lm f ( t )
(m 1 ,2 ,,M ,0 t T )
S m f(t)2 T c o s 2m ftc o s0 t2 T s in 2m fts in0 t
码元能量：
Pmf
T 0
2
Smf(t) dt2
8.2.3 FSK信号的频率参数描述
三、FSK信号的相关性
1） 数学表达式
8.3.3 MSK信号分析
一、MSK信号的相位轨迹
n
2
n1 k0
Ik, Ik
1
记录了第n个码元以前 相位的变化轨迹;
相位只能取 / 2 的整 数倍。
8.3 连续相位移频键控（CPFSK)
8.3.3 MSK信号分析
二、MSK信号与QPSK信号的等效
采用信号的包络表示，可将时间函数改为如下形式：
SMSK(t)ReAej(2Tt Inn) ej0t
A c g (t)c o s0 t A sg (t)s in0 t g c (t)c o s0 t g s(t)s in0 t
8.1.2 数字信号的正交调幅 (QAM) 一、QAM原理(续)
又可以表示为包络形式：
S m ( t ) R e V m e j m g ( t ) e j 0 t V m g ( t ) c o s (0 t m )
T 0
Sm2a
(t)dt
1 2
Am2
T 0
g2(t)dt
1 2
Am2g2
2 g
表示归一化码元能量。
图中表 示的是 格雷码
8.1 数字信号的幅度调制
8.1.2 数字信号的正交调幅 (QAM) 一、QAM原理
对正交的两信号：coswt和sinwt同时进行调制，而后相加。见下图