2PSK系统的设计和仿真

二○一三～二○一四学年第二学期

信息科学与工程学院课程设计报告书

课程名称：通信原理

班级：电信（DB）1103

学号：201112135090

姓名：阮珊珊

指导教师：杨莘

二○一四年六月

摘要

数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送系带信号，这是因为数字基带信号往往含有丰富的低频分量。为了使数字信号在带通信道中传输，必须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。在接收端通过解调器把贷通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调。通常把调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。

一般来说，数字调制与模拟调制的原理基本相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：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，对载波的振幅、频率和相位进行键控，即可获得ASK、FSK、PSk三种基本数字调制方式。

本次课程设计主要是运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计一个2PSK数字信号调制解调系统。

设计采用的是键控法进行调制。

关键字：Matlab Simulink 2P

目录

一、课程设计目的 (4)

二、课程设计时间安排 (4)

三、课程设计及要求 (4)

1.基本工作原理 (4)

1）数字通信系统 (4)

2）调制方法：键控法 (5)

3）解调方法：相干解调法 (5)

2、设计系统 (5)

1）Simulink仿真框图 (5)

2）工作原理 (6)

3）设定参数 (7)

3 .MATLAB仿真 (12)

1）波形仿真图 (12)

4）分析基带信号和已调信号的功率谱密度 (15)

5）误码率分析 (16)

四、课程设计心得体会 (19)

五、参考文献 (20)

一、课程设计目的

通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink 工具对通信系统进行仿真。

二、课程设计时间安排

课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后编写程序或构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。

三、课程设计及要求

设计一个采用不同调制方式的数字通信系统，其中单号同学完成2FSK （或MFSK ）系统，双号同学完成2PSK 或2DPSK(或QPSK)系统。选择2PSK 进行设计及仿真。

1.基本工作原理

1）数字通信系统 数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已代替模拟通信，成为当代通信系统的主流。

信息源 信道 编码器 加密器 信

源

编

码

器 调制器 信道 解调器 解密器 信源 译码器 噪声 受 信 者

信道 译码器

2）调制方法：键控法

3）解调方法：相干解调法

由于2PSK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。故采用相干解调法。

2、设计系统

1）Simulink仿真框图

2）工作原理

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. 通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1 和0. 二进制移相键控信号的时域表达式为

e2PSK(t)= g(t-nTs)]cosωct ( 2-1)

其中, an与2ASK和2FSK时的不同,在2PSK调制中,a n应选择双极性,即

（2-2）

（2–3）

若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时,则有

e2PSK(t)=cosωct, 发送概率为P

-cosωct, 发送概率为1-P

由式(2 -3)可看出,当发送二进制符号1时,已调信号e2PSK(t)取0°相位,发送二进制符号0时,e2PSK(t)取180°相位.若用φn表示第n个符号的绝对相位,则有

φn=0°, 发送1 符号

180°发送0 符号

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,称为二进制绝对移相方式.二进制移相键控信号的典型时间波形如图 2.4 所示.

二进制移相键控信号的时间波形

3）设定参数

建立好模型之后就要设置系统参数，以达到系统的最佳仿真。

A.正弦载波参数设置

正弦波：8HZ，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8HZ。

反相正弦波：8HZ，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8HZ;又要求与载波反相，故幅度设为-2.

B.伯努利二进制随机序列产生器

Bernoulli Random Binary Generator(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。

C.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”.

D.多路选择器参数设置：