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# 通信原理实验之MPSK/MQAM 信号的星座图
## 一、实验目的
1、了解 MPSK 信号的星座图;
2、了解 MQAM 信号的星座图。
## 二、实验仪器
1、序列码产生器
2、2-M 进制转换器
3、PSK 调制器
4、QAM 调制器
5、星座图
## 三、实验的理论基础
1.MPSK 信号的二维矢量表示:
![1.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814089953-cc1e75f1-4cf5-404f-905b-089caba08641.png#averageHue=%23f7f7f7&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=1070&id=ufb5e7b8f&originHeight=1338&originWidth=1790&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=260431&status=done&style=none&taskId=ud99be582-bead-44f8-bc57-7f2f90ac449&title=&width=1432)
图8.1(a) 2PSK信号空间图
![2.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814097686-4dd41363-5480-4c2a-a883-07eb3da55caf.png#averageHue=%23fbfbfb&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=562&id=u8e4495e7&originHeight=702&originWidth=840&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=38929&status=done&style=none&taskId=u29bf558b-c195-46e6-a0f7-2f64742e950&title=&width=672)
图 8.1(b) 4PSK 信号空间图
![Aspose.Words.b53c4ab9-0d8e-496a-844f-4c0ab068471b.017.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814108753-18e5d40d-f60f-4d79-8691-2002cbe3cd9c.png#averageHue=%23000000&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=182&id=u0e4bb5a2&originHeight=227&originWidth=233&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=4003&status=done&style=none&taskId=u1879371b-b668-4746-bbde-49e6579d614&title=&width=186.4)
图 8.1(c) 8PSK 信号空间图
2.MQAM 信号的矢量表示:
MQAM 信号波形可表示为两个归一化正交基函数的线性组合,即:
![3.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814123832-a62fceb7-1dae-43a5-a4a3-cc915d6d0c36.png#averageHue=%23f8f8f8&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=890&id=u7236a782&originHeight=1112&originWidth=1648&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=179206&status=done&style=none&taskId=u4731d007-825b-42e7-b682-535fcc71c6c&title=&width=1318.4)![Aspose.Words.b53c4ab9-0d8e-496a-844f-4c0ab068471b.025.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814123742-519b3a8e-cb32-49ed-9793-3561ed95f5c6.png#averageHue=%23000000&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=142&id=u26b5cd8c&originHeight=177&originWidth=164&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=2882&status=done&style=none&taskId=ucc66090c-8ebf-4e04-9746-7a449a76ce1&title=&width=131.2)
图 8.2(a) 16QAM 信号空间图
![Aspose.Words.b53c4ab9-0d8e-496a-844f-4c0ab068471b.026.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814137678-15bd8676-6739-46f0-8c6d-c5c233b39c59.png#averageHue=%23050505&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=154&id=ud0349026&originHeight=192&originWidth=201&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=10567&status=done&style=none&taskId=ud7111790-6f55-4b81-bfd2-43a7ccbe722&title=&width=160.8)
图 8.2(b) 矩形 QAM 信号空间图
若 MQAM 信号空间图中矢量端点的分布是矩形的,即 MQAM 信号的星座图是矩形的,则
MQAM 的两相邻信号矢量的欧氏距离与 MPAM 的一样,其最小欧氏距离为:
![4.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814153022-19dfa796-3761-4429-88a3-52a5c93d3f1e.png#averageHue=%23f5f5f5&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=128&id=u5396f730&originHeight=160&originWidth=714&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=19592&status=done&style=none&taskId=ub5c35d7d-a1ca-4437-a6d2-58b842648aa&title=&width=571.2)
## 四、实验内容及步骤
1、按照实验模型图 8.3 中所示从器材库中选取器材进行连接:本实验通过搭建 MPSK/MQAM信号的星座图实验来观察 64PSK 和 64QAM 信号的星座图,加深对 MPSK/MQAM 信号的理解。
![5.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814166441-7bc8f918-3f8f-4bed-b8f6-78f24f5d99df.png#averageHue=%23f7f7f5&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=299&id=ud54904da&originHeight=374&originWidth=1404&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=60072&status=done&style=none&taskId=udb312fd0-a9d4-463b-9bc4-fdc60e75535&title=&width=1123.2)
图 8.3 MPSK/MQAM 信号的星座图实验框图
2、设置器材参数:(关于器材使用方法可以参考器材的参数说明)
(MPSK/MQAM 信号的星座图实验)
序列码产生器:序列的个数设置为 2400;
2-M 进制转换器:输出数据的进制数设置为 64; PSK 调制器:输入数据的进制数设置为 64;
QAM 调制器:输入数据的进制数设置为 64;
星座图:绘制符号个数设置为 400。(该值的设置须小于等于2400/log2 64= 400 )
3、以上述仿真参数运行实验模型:
(1)观察 64PSK 和 64QAM 信号的星座图,与理论分析结果对比得出实验结论。
## 五、实验结果及分析
1、完成实验的仿真,并填写观察结果(包括观察 64PSK 和 64QAM 信号的星座图与理论分析结果进行对比);
实验框图
![Aspose.Words.b53c4ab9-0d8e-496a-844f-4c0ab068471b.037.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814183627-271b3f16-57a2-4567-a48b-1d869b403300.png#averageHue=%23dfeaeb&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=165&id=u3ecbcf3e&originHeight=206&originWidth=420&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=11502&status=done&style=none&taskId=u64dd477f-4f2b-47c8-80e5-071671717f7&title=&width=336)
64PSK 信 号 星 座 图 64QAM 信 号 星 座 图
![Aspose.Words.b53c4ab9-0d8e-496a-844f-4c0ab068471b.038.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814197680-7addb715-6969-4c1c-88f0-0a3de0a2ec86.png#averageHue=%23fafafa&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=232&id=ucf668b70&originHeight=290&originWidth=574&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=42309&status=done&style=none&taskId=u27bf8304-e49f-462f-94e2-f3d0362a5f5&title=&width=459.2)
64PSK 信号的星座图构成了为一个半径为 1,圆心在原点的由 64 个点组成的圆,有 64 个不同的相位取值,这符合理论分析。
64QAM 信号的星座图为矩形,一共有 64 个点,符合理论分析。
2、画出矩形 QAM 信号的空间图,虚线代表不同的 M 值的边界。
![6.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2024/png/2469055/1710814217621-f9fa33cb-4825-46c6-82f7-d7ef6d135ab1.png#averageHue=%23f6f6f6&clientId=u2c0e2da5-cc89-4&from=paste&height=818&id=HiqxE&originHeight=1022&originWidth=1112&originalType=binary&ratio=1.25&rotation=0&showTitle=false&size=97961&status=done&style=none&taskId=u86c7ad9c-1827-43d8-8829-8e28fd37b5c&title=&width=889.6)
## 六、实验总结
通过本次实验,我们对 MPSK 和 MQAM 信号有了更加深刻的理解。从两个输出的星座图中可以看出,64QAM 中不同点的间距远大于 64PSK 图,即在高 M 时MQAM 信号更好。MPSK 信号的可靠性不高,但其包络恒定,随着多进制数 M 的增大,更多的信号点被限制在单位圆上,有更多的噪声干扰�
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