2PSK调制与解调系统的仿真.docx

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2PSK调制与解调系统的仿真

（2012-2013学年第2学期）

重庆理工大学研究生实验报告

课程论文题目：

2PSK调制与解调系统及SIMULINK的模型建立和仿真

课程名称

信息与通信实验与实践

课程类别

□学位课■非学位课

任课教师

所在学院

电子信息与自动化学院

学科专业

信号与信息处理

姓名

谈世磊

学号

提交日期

2013.4.27

2PSK调制与解调系统及SIMULINK的模型建立和仿真

1.实验任务与要求

本次实验需要运用simulink实现2PSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，讨论其调制和解调效果。

2.实验原理

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。

数字调制技术的两种方法：

①利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；②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（PSK）基本的调制方式。

图2-1相应的信号波形的示例

101

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360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π分别表示二进制“1”和“0”。

因此，2PSK信号的时域表达式为

（t）=Acos

t+

）

其中，

表示第n个符号的绝对相位：

=

因此，上式可以改写为

图2-22PSK信号波形

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。

下图2-3中给出了一种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2-14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2-32PSK信号相干解调各点时间波形

这种现象通常称为"倒π"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π"现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.

3.系统结构图

1.2PSK信号的调制原理框图如下图2-3所示

2-42PSK信号的调制原理框图

2.2PSK信号的调制原理框图如下图2-4所示

2-52PSK信号的解调原理框图

4.simulink仿真

2PSK信号调制与解调的模型方框图如下所示，各模块的名称已标注在图上。

上半部分为调制部分，下半部分为解调部分。

参数设置：

正弦载波参数设置：

正弦波：

4HZ，幅度+2

设置依据：

载波频率本来应该很高，但是为了波形观察方便，故频率设为4HZ。

与载波反相正弦波参数设置：

反相正弦波：

4HZ，幅度-2

设置依据：

载波频率本来应该很高，但是为了波形观察方便，故频率设为4HZ;又要求与载波反相，故幅度设为-2.

伯努利二进制随机序列产生器：

BernoulliRandomBinaryGenerator（伯努利二进制随机数产生器）是基于采样的，其幅度设置为2，周期为3，占1比为2/3。

码型变化器参数设置：

：

设置依据：

采用1变0不变调制，故极性设为“Negative”.

多路选择器参数设置：

参数设置依据：

当二进制序列大于0时，输出第一路信号；当二进制序列小于0时，输出第二路信号。

带通滤波器参数设置：

带通滤波器参数：

带通范围为2~7HZ

设置依据：

载波频率为4HZ，而基带号带宽为1HZ，考滤到滤波器的边沿缓降，故设置为2~7HZ。

低通滤波器参数设置：

低通滤波器参数设置：

截止频率为1HZ

设置依据：

二进制序列的带宽为1HZ，故取1HZ。

取样判决器参数设置：

取样判决器参数设置：

门限值取为0.5，取样时间为1

设置依据：

当大于0.5时输出0，当小于0.5时输出1，能达到在1变0不变的取样规则下正确解码的目的。

调制部分

解调部分

5.心得体会

基于simulink的数字调制信号仿真分析实验让我获益颇深。

更加深入的掌握了simulink软件的使用，了解了数字调制的基本原理和主要过程，进一步学习了信号的传输的有关内容。

在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次实验，且这次实验使用了MATLAB的simulink功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的simulink有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。

在此再次感谢老师的指导和同学的帮助，他们使我更好的完成了这次实验。

通过这次实验，我学会了很多，收获了很多，并且加强了我的自主能力、动手能力和独立思考、团结协作的能力。