课程设计2PSK调制与解调系统的仿真电子通信类课程设计报告.doc

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1、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，所以必须先用数字频带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。数字调制地实现，促进了通信的飞速发展。研究数字通信调制理论，提供有效调制方法有着重要意义。实现调试解调的方法有很多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。数字相位调制又称相移键控记作PSK(PhaseShiftKeying),二进制相移键控记作2PSK，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信号的，在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字

2、基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控2PSK信号。重点介绍了2PSK的调制与解调的工作原理，以及Simulink进行设计和仿真。关键词：数字调制、2PSK、调制与解调、Matlab仿真。目录第1章 绪论21.1设计背景21.2设计要求31.3设计思路简介3第2章 2PSK工作原理32.1 2PSK数字调制32.2调制原理42.3 解调原理5第3章 方案选择73.1 信号调制结构图73.2 信号解调结构图7第4章 实验仿真104.1 调制仿真图104.2 解调仿真图11第5章 实验总结12第6章 课设设计体会12参考文献14致 谢15附录1：程序设计源代码16第1章 绪论1.1设计背景数字信

3、号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。数字调制技术的两种方法：用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（2PSK）基本的调制方式。 1.2设计要求利用Matlab编

4、写一个2PSK调制与解调程序，并能利用已设计好的系统调制解调一个2PSK信号进处理。1.3设计思路简介在Matlab系统开发环境下对2PSK调制与解调实现原理进行讨论。利用Matlab设计相应的2PSK调制与解调系统，通过实验仿真，利用这个系统调制解调一个2PSK信号进处理。第2章 2PSK工作原理2.1 2PSK数字调制数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制

5、。数字调制技术的两种方法：用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（2PSK）基本的调制方式。 图1 相应的信号波形的示例 2.2调制原理数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于同相状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为反相。一般把信号振荡一次（一周）作为36

6、0度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，1码控制发0度相位，0码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为：(t)=Acost+)其中，表示第n个符号的绝对相位：=因此，上式可以改写为： 图2 2PSK信号波形2.3 解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。方案原理中

7、给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0.2PSK信号相干解调各点时间波形如图所示. 当恢复的相干载波产生180倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错. 图3 2PSK信号相干解调各点时间波形这种现象通常称为倒现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180的相位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的倒现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用. 第3章 方案选择3.1 信号调制

8、结构图图4 2PSK信号采用乘法器的调制原理框图图5 2PSK信号采用相位选择器的调制原理框图结构图分析： 2PSK调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，故2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列号均可，2PSK信号于DSB信号只进行相干载波。3.2 信号解调结构图带通滤波相乘器低通滤波抽样判决本地载波恢复V（t）定时脉冲cost2PSK解调器图6 信号解调原理图结构图分析：信

9、号的解调原解调的过程，实质上是接收的已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程。不考虑噪声时，带通滤波器输出点波形与输入端2PSK波形相同，2PSK信号与本地恢复的同步载波相乘，得到波形其表达式为：；经低通滤波器滤掉高频分量输出为： 得到波形，经抽样判决，恢复出原数字信号，如图(b)所示。x为抽样时刻的值，判别规则为x0,判为0，x0)=am; x(x= vt Vs(ii)=High; else Vs(ii)=Low; end end Vo=Vs; subplot(325); plot (t,Vo), title(解调后输出信号), axis(0 2e-4 -5 5) grid on; xlabel(时间 (s), ylabel(幅度(V)；