PSK系统设计课程设计报告

华南理工大学

通信原理课程设计报告

题目：2PSK系统仿真

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姓名：

学号:

日期：20XX年XX月

一、实验需要材料

MATLAB软件

二、实验要求

完成规定系统的MATLAB编程以及simulink的仿真，基本内容包括：输入信号，系统中各个关键模块的输出情况。并调整仿真的参数得到不同的仿真结果。

三、设计原理

2PSK汉语全称：二进制相移键控。2PSK是的最简单的一种形式，它用两个相隔为180的来传递信息。所以也被称为BPSK。

Simulink简介：Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的着名仿真环境Simulin 作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。

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1 相应的信号波形的示例

1 0 1

调制原理：

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。2PSK信号调制有两种方法，即模拟调制法和键控法。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，模拟调制法用两个反相的载波信号进行调制。

2PSK以载波的相位变化作为参考基准的，当基带信号为0时相位相对于初始相位为0°，当基带信

号为1时相对于初始相位为180°。

键控法，是用载波的相位来携带二进制信息的调制方式。通常用0°和180°来分别代表0和

1。其时域表达式为：

其中，2PSK的调制中an必须为双极性码。两种方法原理图分别如图1-1和图1-2所示。

图1-1 模拟调制法原理图

图1-2 键控法原理图

在

所示）。

为2PSK方式的“倒π”现象或“反相工作”。但在本次仿真中是直接给其同频同相的载波信号，

所以不存在此问题。

图2-2 相干解调中各点波形图

相关公式：

2PSK信号在一个码元的持续时间Ts内可以表示为

u1T(t) 发送“1”时

S T(t)=

u oT(t)=- u1T(t) 发送“0”时

其中 Acosωc t ， 0< t < Ts

u1T(t)=

0 ，其他

设发送端发出的信号如上式所示，则接收端带通滤波器输出波形y(t)为

[a+n c(t)]cosωc t-n s(t)sinωc t ，发送“1”时

y(t)=

[-a+n c(t)]cosωc t-n s(t)sinωc t ，发送“0”时

y(t)经过想干解调（相乘—低通）后，送入抽样判决器的输入波形为

a+n c(t) ，发送“1”时

x(t)=

-a+n c(t) ，发送“0”时

由最佳判决门限分析可知，在发送“1”和“0”概率相等时，即P(1)=P(0)时，最佳门限b*=0.

此时，发“1”而错判为“0”的概率为

P(0/1)=P(x≦0)=∫0-∞f1(x)dx=1/2erfc(r)

式中：r=a2/2σ2n

同理，发“0而错判为“1”的概率为

P(1/0)=P(x＞0)=∫0-∞f0(x)dx=1/2erfc(r) 故2PSK信号相干解调系统的总误码率为

P e=P(1)P(0/1)+P(0)P(0/1)= 1/2erfc(r) 在大信噪比(r>>1)的条件下,上式可近似为

π

P e≈e-r/2r

四、源程序及相应实验结果

1、相干调解法

i=10;

j=5000;

fc=4; %载波频率

fm=i/5; %码元速率

B=2*fm;

t=linspace(0,5,j);

a=round(rand(1,i)); %随机序列,基带信号

figure(1);

stem(a);

st1=t;

for n=1:10

if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=0;

end

else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=1;

end

end

end

figure(2);

subplot(411);

plot(t,st1);

title('基带信号st1');

axis([0,5,-1,2]);%由于PSK中的是双极性信号，因此对上面所求单极性信号取反来与之一起构成双极性码

st2=t;

for k=1:j;

if st1(k)>=1;

st2(k)=0;

else

st2(k)=1;

end

end;

subplot(412);

plot(t,st2);

title('基带信号反码st2');

axis([0,5,-1,2]);

st3=st1-st2;

subplot(413);

plot(t,st3);

title('双极性基带信号st3');

axis([0,5,-2,2]);

s1=sin(2*pi*fc*t);

subplot(414);

plot(s1);

title('载波信号s1');

e_psk=st3.*s1;

figure(3);

subplot(511);

plot(t,e_psk);

title('e_2psk');

noise=rand(1,j);

psk=e_psk+noise; %加入噪声

subplot(512);

plot(t,psk);

title('加噪后波形');

psk=psk.*s1; %与载波相乘

subplot(513);