2PSK相干解调设计说明.docx
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2PSK相干解调设计说明
课程设计
班级:
电信08-3
姓名:
三
学号:
0806110101
指导教师:
建
成绩:
电子与信息工程学院
通信工程系
2PSK相干解调器设计
1.设计目的及要求
通过课程设计实践,了解并掌握通信系统、通信调制等技术的一般设计方法,训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规和应用计算机等方面的能力。
培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
巩固所学的专业技术知识,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,缝隙和解决工程技术问题的能力,培养初步的独立设计能力。
本次可生设计是设计一个2PSK的想干解调器,并且运用simulink对系统建模。
要求是输入数字信号并进行接受判决;通过多次输入输出对所设计的心痛性能进行分析;最后对解调原理进行分析。
2.2PSK的相关知识和基本原理
2.12PSK的相关知识
在二进制数字调制中,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0.二进制相移键控(2PSK)是用二进制数字信号控制载波的两个相位,这两个相位通常相隔π例如用相位0和π分别表示1和0,所以这种调制又称为相移键控(BPSK),二进制相移键控的时域表达式:
e2PSK(t)=[∑ag(t-nTs)]coswct
这里的an为双极性数字信号,如果g(t)是幅度为1,宽度为Ts的矩形脉冲,则2PSK信号可表示为
e2PSK(t)=+-coswct
2.2二进制移相键控信号的时间波形
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,称为二进制绝对相移方式。
2.32PSK的调制与解调
2.3.1调制原理
二进制相移键控信号的调制原理图如图2所示。
其中2(a)是采用模拟调制的方法产生2PSK信号,图2(b)是采用数字键控的方法产生2PSK信号。
2PSK信号的解调通常都是采用相干解调。
在相干解调过程中需要用到与接受的2PSK信号同频同相的相干载波,二进制移相键控(2PSK)方式是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,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式,当两个载波相位相差180度时,此时称为反向键控,也称为绝对相移方式。
s(t)
e2PK(t
开关电路
s(t)
coswct
(a)模拟调制法(b)键控法
图1.12PSK信号的调制原理框图
2.3.2解调原理
2PSK信号的解调通常都是采用相干解调方式(又称为极性比较法),其性能分析模型如下图所示。
在码元间宽度Ts区间,发送端产生的2PSK信号可表示为:
图1.22PSK信号的解调原理框图
3分析设计:
2PSK的调制与解调仿真
3.1simulink仿真演示(调制)
首先需要建立一个2PSK的调制模型得到2PSK的信号。
调用matlab中的simnlink,利用其中的模块建立2PSK的调制系统模型:
选用两个正弦波,并给与一个定时脉冲,送到2PSK产生的模块里直接输出2PSK的信号,送到示波器模块里观察输出波形。
过程如下:
图2.1matlab的子程序simulink的运行环境
图2.22PSK信号调制的simulink模型图
其中sinewave和sinwave1是反相的载波,正弦脉冲作为信号源。
各个参数设置如下:
图2.3Sinewave的信号参数设置
图2.4Sinewave1信号的参数设置
由以上两个图可以看出两个载波是幅度为3频率为4Hz采样时间为0.002s的反向信号。
图2.5脉冲信号的参数设置
脉冲信号是幅度为2,周期为1,占空比为50%的基于时间的信号
输入信号序列1010101010,仿真波形如下:
图2.62PSK调制的各点波形
3.2simulink仿真演示(解调)
利用simulink建立解调系统模型。
图3.12PSK信号解调的simulink模型图
图3.2带通滤波器的设置
即经过带通前后,输入解调器的波形是
图3.3带通滤波器前后的波形
图3.4低通滤波器的设置
图3.5低通滤波器前后的波形
加入载波后,经过相乘器,波形变为
图3.6
输入信号序列1010101010,仿真波形如下:
图3.72PSK信号解调的各点波形
从上到下依次为:
调制波形、经过带通滤波器后的波形、载波、经过相乘器后的波形、经过低通滤波器后的波形、抽样判决后的波形。
分析:
(1)对带通滤波器,如果filterorder(带通的阶数)设置过大,会导致过滤的波形失真过大,则波形变为
明显调制波形经过带通滤波器后,波形失真过大。
(2)对低通滤波器,同理,低通滤波器的阶数不能过大,同时低通滤波器的截止频率也不能过大,否则会导致滤波不明显;也不能太小,否则会影响后面的判决电平判决
低通滤波器截止频率过大
低通滤波截止频率过小
4.总结
输入的矩形脉冲信号序列经过调制后,输出为正弦波,且发送二进制的‘1’时,相位发生“倒π”现象;解调时,输入的调制信号经过解调后又恢复为原来的矩形脉冲的形状。
通过这次课程设计,我学到了很多知识,方知自己对课本理论知识掌握的不够扎实,反复的看书,并且琢磨2PSK的原理框图。
其次是对 matlab软件的运用,我对matlab中的simulink的系统仿真有了初步了解。
知道了如何利用这个软件进行绘图,形象的描述出了波形,与书本上的知识相结合很好的掌握了2PSK的知识。
这次课程设计很好的锻炼了我的动手能力,以前没有做过这个软件,通过这次课程设计,我发觉这个软件很实用,可以做很多图形仿真,对这个软件有了比较深刻的认识。
而作为本专业课的学生,我们更应该熟练的掌握这个软件以及这种技能,多加锻炼自己的各个方面,以增加自己的竞争力,才能不被这个瞬息万变的社会所淘汰。
参考资料:
[1]樊昌信,曹丽娜.通信原理第六版[M],北京国防工业,2009:
87-89.95-96.
[2]德丰MATLAB自动控制系统设计,机械工业,2010年1月第一版