信息工程学院2014 / 2015学年第一学期课程设计报告课程名称：通信原理课程设计专业班级：统本电信1201 学生学号：1261030415221312520527151362学生姓名：陈钰康夏涛指导教师：田亚楠摘要8PSK(8 Phase Shift Keying，8移相键控)是八进制相移键控，它是一种相位调制算法。
相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。
8PSK中的“PSK”表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，8PSK对应8种状态的PSK。
如果是其一半的状态，即4种，则为QPSK，如果是其2倍的状态，则为16PSK。
因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个符号(symbol)可以编码3个比特(bits)。
8PSK抗链路恶化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更高的数据吞吐容量。
本次课程设计过程中，利用了MATLAB7.1仿真实现了8PSK信号的调制与解调，并仿真8PSK载波调制信号在高斯白噪声信道下的误码率及误比特率性能，并用MATLAB仿真出了调制信号、载波信号及已调信号的波形图和频谱图。
并在高斯白噪声下，讨论了8PSK 误码率及误比特率性能。
关键字：8PSK;载波的调制；解调;目录一．设计内容及要求（PSK信号的仿真） (1)二．相关理论知识的论述分析 (1)2. 1.1、8PSK的概念 (1)2. 1.2、8PSK的特点 (1)2.2.1、 PSK的调制 (2)2.2.2、调制的概念 (2)2.2.3、调制的种类 (2)2.2.4、调制的作用 (3)2.2.5、调制方式 (3)三．系统原理框图及分析(8PSK的原理) (3)四．完整的设计仿真过程 (4)五．仿真结果输出及结论 (6)六．仿真调试中出现的错误、原因及排除方法 (7)七．总结本次设计，指出设计的核心及应用价值，提出改进意见和展望 (7)八．收获、体会 (7)九．参考文献 (8)一．设计内容及要求（PSK信号的仿真）仿真8-PSK载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能，并与理论值相比较。
假设符号周期为1s，载波频率为10Hz，每个符号周期内采样100个点。
二．相关理论知识的论述分析2. 1.1、8PSK的概念相位调制（调相）是频率调制（调频）的一种演变，载波的相位被调整用于把数字信息的比特编码到每一词相位改变（相移）。
"8PSK"中的"PSK 表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，8PSK对应8种状态的PSK。
如果是其一半的状态，即4种，则为QPSK，如果是其2倍的状态，则为16PSK。
因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个符号(symbol)可以编码3个比特(bits)。
8PSK抗链路恶化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更高的数据吞吐容量。
2. 1.2、 8PSK的特点(1)传输效率高。
码元速率相同时，信息速率比二进制高。
(2)抗衰落能力差。
8PSK信号只宜在恒参信道(如有线信道)中使用。
(3)在接收机输入平均信噪比相等的情况下，8PSK系统的误码率比2PSK系统要高。
2.2.1 PSK的调制对于一个通信系统来说，相移键控(QPSK)是一个数字频率调制技术，用于发送数据通过同轴电缆网络。
在数字通信的三种调制方式（ASK、FSK、PSK)中，就频带利用率和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，理论上都是PSK系统最佳。
所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。
但是由于实际信道传输数字信号时，不可避免地会产生误码。
因此我们需要借助于MATLAB这个工具模拟出这种在信号传送过程中加入噪声信号，并进行通信调制模拟出MATLAB图形，调制8PSK，从而获得较好的效果。
2.2.2、调制的概念调制（modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。
一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。
基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。
这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。
调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。
而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。
2.2.3、调制的种类调制的种类很多，分类方法也不一致。
按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。
用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。
按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。
调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。
正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。
此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。
脉冲调制也可以按类似的方法分类。
此外还有复合调制和多重调制等。
不同的调制方式有不同的特点和性能。
2.2.4、调制的作用调制在通信系统中有十分重要的作用。
通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。
2.2.5、调制方式在通信中，我们常常采用的调制方式有以下几种：1>、模拟调制：用连续变化的信号去调制一个高频正弦波，主要有：a.幅度调制（调幅AM，双边带调制DSBSC，单边带调幅SSBSC，残留边带调制VSB以及独立边带ISB）；b、角度调制（调频FM，调相PM）两种。
因为相位的变化率就是频率，所以调相波和调频波是密切相关的；2>、数字调制：用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制，主要有：a.振幅键控ASK；b.频率键控FSK；c.相位键控PSK；3>、脉冲调制：用脉冲序列作为载波，主要有：1.脉冲幅度调制（PAM：Pulse Amplitude Modulation）。
2.脉宽调制（PDM：Pulse Duration Modulation）。
3.脉位调制（PPM：Pulse Position Modulation）。
三．系统原理框图及分析(8PSK的原理)系统根据映射后的相位，计算出两路的数值，经过成形滤波，送入信道传输。
在接收端，首先经过匹配滤波滤除带外噪声和干扰，然后经过抽样相位判决，相位解码，并串变换，恢复出原始的数据流。
整个8PSK调制解调系统的基带仿真框图如下图8所示。
图7、8PSK的调制解调原理图由于8PSK存在相位模糊问题，因此可采用差分编码技术，将3位码组映射的相位值作为实际相位的增加量；在接收端，抽样判决后的相位值也须先经过相应的差分解码，恢复出原始相位值，之后再进行相位解码和并串换就可恢复出原始数据流。
采用这样的带差分编码的8PSK（即D8PSK.）就可解决相位模糊的问题。
四．完整的设计仿真过程clear allclose allnsymbol=10000; %每种信噪比下的发送符号数T=1; %符号周期fs=100; %每个符号的采样点数ts=1/fs; %采样时间间隔t=0:ts:T-ts; %时间向量fc=10; %载波频率c=sqrt(2/T)*exp(j*2*pi*fc*t); %载波信号figure(1),plot(t,c);c1=sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t); %同相载波figure(2),plot(t,c1);c2=-sqrt(2/T)*sin(2*pi*fc*t); %正交载波figure(3),plot(t,c2);M=8; %8-PSKgraycode=[0 1 2 3 6 7 4 5]; %Gray编码规则EsN0=0:15; %信噪比，Es/N0snr1=10.^(EsN0/10); %信噪比转换为线性值msg=randint(1,nsymbol,M); %消息数据msg1=graycode(msg+1); %Gray映射figure(4),plot(msg,msg1);msgmod=pskmod(msg1,M).'; %基带8-PSK调制figure(5),scatterplot(msgmod);tx=real(msgmod*c); %载波调制tx1=reshape(tx.',1,length(msgmod)*length(c));figure(6),plot(tx1);spow=norm(tx1).^2/nsymbol; %求每个符号的平均功率for indx=1:length(EsN0)sigma=sqrt(spow/(2*snr1(indx))); %根据符号功率求噪声功率rx=tx1+sigma*randn(1,length(tx1)); %加入高斯白噪声 rx1=reshape(rx,length(c),length(msgmod));r1=(c1*rx1)/length(c1); %相关运算r2=(c2*rx1)/length(c2);r=r1+j*r2;y=pskdemod(r,M); %PSK解调decmsg=graycode(y+1);[err,ber(indx)]=biterr(msg,decmsg,log2(M)); %误比特率[err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg); %误符号率endser1=2*qfunc(sqrt(2*snr1)*sin(pi/M)); %理论误符号率ber1=1/log2(M)*ser1; %理论误比特率figure(7),semilogy(EsN0,ber,'-ko',EsN0,ser,'-k*',EsN0,ser1,EsN0 ,ber1,'-k.');title('8-PSK载波调制信号在AWGN信道下的性能')xlabel('Es/N0');ylabel('误比特率和误符号率')legend('误比特率','误符号率','理论误符号率','理论误比特率') 五．仿真结果输出及结论1.fingure1载波信号2. fingure2同相载波3. fingure3正交载波4. fingure4Gray映射5. fingure5载波调制6. fingure6误比特率和误码率1010101010Es/N0误比特率和误符号率六．仿真调试中出现的错误、原因及排除方法程序运行完之后虽然没有报错。