2PSK通信系统设计与仿真
2PSK原理及调制解调仿真
2PSK的基本原理和调制解调
指导教师：赵珂 李辉
第九组 成员：张凯强 尹强 苏阳 王加贵 沐辰梓
参考文献 通信原理（国防工业 出版社 第六版） 基于MATLAB的贵
资料原理整理：张凯强 尹强
PPT制作：沐辰梓
感 一切技术设备和传输媒质的总和， 包括信息源、发送设备、信道、 接收设备和信宿(受信者)
通信技术，特别是数字通 信技术近年来发展非常迅 速，它的应用越来越广泛。 通信从本质上来讲就是实 现信息传递功能的一门科 学技术，它要将大量有用 的信息无失真，高效率地 进行传输，同时还要在传 输过程中将无用信息和有 害信息抑制掉。当今的通 信不仅要有效地传递信息， 而且还有储存、处理、采 集及显示等功能，通信已 成为信息科学技术的一个 重要组成部分
通过波形对比分析可知2PSK信号解调由于噪声的影响解调基本成功
上图加入方差为5的高斯噪声后波形 其误码 率如下
如果加入方差为14的高斯噪声 其误码率及解调波形图如下
结论：信号经过低通滤波器 后，去除高频成分，得到包 含基带信号的低频信号，加 入方差越小的波形滤波后得 到的信号与基带信号更相似
通过做2PSK调制与相干解调课程 设计，我们熟悉地掌握了2PSK调 制与相干解调的原理和方法。 2PSK调制的方法是将基带信号转 换成双极性信号再与载波相乘后， 即可产生2PSK调制信号。而相干 解调的方法是将2PSK调制信号与 在波相乘后通过全波整流器和低通 滤波器即可恢复原始信号。若加入 噪声，则是将2PSK带调试信号与 噪声源相加，再进行相干解调即可
载波1 载波2（二者幅度相反）基带信号发生器
高斯噪声源 码型变换器 键控开关 调制部分
示波器 加法器 乘法器 带通滤波器 低通滤
用SystemView仿真实现2PSK资料
通信系统实验实验报告数字频带传输系统及其性能估计实验——2PSK模拟调制、相干解调数字频带传输系统及其性能估计实验 ——2PSK 模拟调制、相干解调用System View 仿真实现二进制移相键控（2PSK ）模拟调制1、实验目的（1）了解2PSK 系统模拟调制的电路组成、工作原理和特点； （2）分别从时域、频域视角观测2PSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝20kbit/s 。
（1）采用模拟调制法实现2PSK 的调制；观测已调的2PSK 波形。
（2）获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理在二进制数字调控中，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⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑n s n PSK nT t g a t e )()(2t c ωcos其中，n a 选择双极性，即n a =⎩⎨⎧-,1,1P P-1发送概率为发送概率为)(t g 是脉宽为S T 、高度为1的矩形脉冲，则有⎩⎨⎧-=,cos ,cos )(2t t t e c c PSK ωω P P -1发送概率为发送概率为 当发送二进制符号1时，已调信号)(2t e PSK 取0°相位，发送二进制符号0时，)(2t e PSK 取180°。
若用n ϕ表示第n 个符号的绝对相位，则有)(2t e PSK )cos(n c t ϕω+=，其中⎩⎨⎧︒︒=1800n ϕ 符号发送符号发送0,1,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，成为二进制绝对移相方式。
tc ωcos4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：图1 2PSK模拟调制与相干解调系统组成图2 单/双码变换图3 模拟调制其中图符0产生单极性PN序列，经过图符2、3转换后为双极性PN序列，传码率为20kbit/s；图符6输出正弦波，频率为40kHz；图符4 输出模拟调制的2PSK编号库/名称参数(Token 0) Source: PN Seq Amp = 500.e-3 v Offset = 500.e-3 vRate = 20e+3 Hz Levels = 2Phase = 0 deg Max Rate =400e+3 Hz(Token 2) Function: Exponent Constant a = -1(Token 4) Multiplier: Non Parametric Inputs from 8 6 Outputs to 5 10 (Token 5) Adder: Non Parametric Inputs from 4 12 Outputs to 20 19 (Token 6) Source: Sinusoid Amp = 1 v Freq = 40e+3 HzPhase = 0 deg Output 0 = Sine t7t4Output 1 = Cosine(Token 8) Operator: Negate(Token 12) Source: Gauss Noise Std Dev = 100.e-3 v Mean = 0 v获得仿真波形图如下：图4 调制过程仿真波形图5 原PN序列和2PSK信号的瀑布图5、主要信号的功率谱密度：图6 单极性PN序列频谱图7 载波频谱图8 已调制信号频谱由图6可见，基带信号的大部分能量落在第一个零点（20kHz）的频率范围之内，即基带带宽为20kHz谱。
基于matlab的2psk系统设计与仿真
智者论道智库时代·270·基于MATLAB 的2PSK 系统设计与仿真龚猷龙（重庆工商职业学院，重庆 404100）摘要：本文介绍了2PSK 调制及解调原理。
并根据2PSK 系统原理，利用MATLAB 软件编程实现了数字调制方式2PSK 的调制与解调，通过仿真系统的波形图，可以更直观地了解其系统工作流程，进一步验证了原理的正确性。
从理论分析到仿真验证，为通信原理课程的教学设计提供指导。
关键词：数字调制；解调；MATLAB；2PSK 中图分类号：TP274文献标识码：A 文章编号：2096-4609（2019）44-0270-002一、前言2PSK 是二进制相移键控的数字调制方式，它用两个初相相差π的载波来传递二进制信息。
相比于ASK 和FSK，2PSK 具有实现简单、频谱效率高、抗干扰能力强等特点，在无线通信中的应用比较广。
本文采用模拟仿真的方式，利用MATLAB 数学仿真工具进行2PSK 调制解调系统的设计与仿真，实现起来非常方便，易于教学指导。
可以非常直观的认识数字调制原理，加深了调制与解调技术的理解。
二、2PSK 调制解调原理（一）2PSK 系统的基本原理在保持振幅和频率不变的情况下，2PSK 相移键控是利用载波的相位的变换来表示数字基带信号。
一般来说，分别用两种相位“00”和“1800”分别表示调制后2PSK 码元的低电平和高电平，得到调制信号的表达式如下式所示：)cos()(2n c PSK A t e θω+= （1）式子的c ω为载波参数，n θ为相位：”时发送“”时发送“100=πθn （2）上式（1）也可改写为:P P t A t A PSK c c t e 概率为概率为−− =1cos cos 2)(ωω （3）概率P取决于“0”和“1”的取值。
二进制移相键控信号的时域波形如图1所示。
（二）2PSK 系统的解调解调有两种方式：相干解调和非相干解调。
本系统采用相干解调的方式来解调2PSK 调制信号，原理：将调制后的2PSK 信号通过带通滤波器过滤后，再与频率为c ω的载波时域相乘，得到的信号继续经过低通滤波器滤除其他分量，最终通过定时脉冲信号进行抽样，并判决后得到输出信号。
2PSK调制解调技术的设计与仿真
2PSK调制解调技术的设计与仿真2PSK（二进制相移键控）调制解调技术是一种基本的数字调制解调技术，常用于数字通信系统中。
本文将对2PSK调制解调技术的设计与仿真进行详细介绍。
首先，我们来了解一下2PSK调制解调技术的基本原理。
2PSK调制是通过改变载波的初始相位来传输数字信息。
其中，数字“0”表示载波相位为0度（或180度），数字“1”表示载波相位为90度（或-90度）。
在接收端，通过检测载波的相位来解调出数字信息。
接下来，我们开始进行2PSK调制的设计与仿真。
我们首先需要确定调制的参数，包括载波频率、数据传输速率和调制指数等。
以载波频率为f_c，数据传输速率为R_b，调制指数为m，调制信号可以表示为s(t) =A_c * cos(2πf_c*t + m*d(t))，其中d(t)为数字信息序列。
在MATLAB/Simulink中进行仿真时，我们需要设计一个基带信号发送器来生成调制信号。
基带信号生成的过程需要经历产生数字信息序列、映射为相应的载波相位以及平滑滤波等步骤。
首先，我们生成数字信息序列。
可以通过随机生成0和1的序列来模拟实际的数字信息。
生成的数字信息序列将成为基带信号的输入。
其次，我们需要将数字信息序列映射为相应的载波相位。
对于2PSK调制，可以将数字“0”映射为0度相位，将数字“1”映射为90度相位。
然后，我们进行平滑滤波处理。
平滑滤波可以去除调制信号的高频成分，使调制信号更加平滑。
常用的平滑滤波器包括低通滤波器和匹配滤波器。
在2PSK调制中，可以选择匹配滤波器，其频率特性与信号的眼图匹配，可以最大程度地提高信号的抗干扰性。
最后，我们将生成的调制信号送入信道进行传输。
在仿真中，可以通过添加高斯噪声来模拟实际的传输环境。
在接收端，我们需要设计一个相位解调器来解调接收到的信号。
相位解调器可以通过检测载波的相位来恢复出数字信息序列。
常用的相位解调方法包括包络检测法、移相检测法和差分解调法等。
基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真
ʌ摘要ɔ本文主以Matlab-Simulink为基础,有针对性的进行2PSK调制以及仿真㊂主要研究的是数字调制中的二进制调制㊂主要运用了两种方法对2PSK进行仿真,即程序编写法以及SIMULINK框图法有目的地对2PSK进行系统仿真㊂通过这两种方法,我们可以从多角度清晰动态地表现出2PSK的调制仿真图像㊂ʌ关键词ɔSIMULINK仿真2PSK1基于编写MATLAB程序进行仿真1.1仿真思路(1)首先要确定基带信号st1和两个载波频率的值f1㊁f2㊂(2)对基带信号求反,构成双极性码㊂(3)构成载波s1㊁s2,之后进行调制㊂(4)把程序出入matlab中,对程序进行仿真㊂1.2程序2PSK基于MATLAB的程序代码clear allclose alli=10;j=5000;a=round(rand(1,i));t=linspace(0,5,j);f1=4;fm=i/5;st1=t;for n=1:10if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=1;endendendfigure(1);subplot(311);plot(t,st1);title('st1是基带信号');axis([0,5,-1,2]); %%%%%%%%%%基带信号求反st2=t;for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;elsest2(n)=1;endend;%%%%%%%%构成双极性码st3=st1-st2;%%%%%%%%载波信号s1=sin(2*pi*f1*t);%subplot(321),plot(s1);%title('载波信号s1');%%%%%%%调制%figure(2);e psk=st3.*s1;subplot(313);plot(t,e psk);title('2PSK调制信号');2输出波形图12PSK输出波形3基于SimuIink仿真2PSK的调制3.1用Matlab/Simulink对2PSK进行调制仿真在二进制数字调制基础之上,是以当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时随之产生的信息即为二进制移相键控(即2PSK)㊂是以,在此运用已调信号载波的"0"以及" 180"时分别用以表示二进制数字基带信号的"1"以及"0",用两个反相的载波信号进行调制㊂因此,2PSK调制仿真基于Matlab/ Simulink的框图如下所示：图22PSK信号的SimuIink模型方框图其中Sine wave以及sine wave1是分别f1为频率以及以f2为频率的正相载波以及反相载波,信号源选取的是时间脉冲发生器模块,最后经由switch是多路选择器成2PSK信号㊂3.2仿真波形通过上述的参数的设置,可以得知,仿真运行后各点的时间波形如下图所示：图32PSK仿真波形作者简介：刘丽(1980-),女,汉族,呼伦贝尔学院物电学院,讲师,研究方向：电子与通信工程㊂基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真刘丽(呼伦贝尔学院物理与电子信息学院,内蒙古海拉尔021008)162--基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真作者：刘丽作者单位：呼伦贝尔学院物理与电子信息学院,内蒙古 海拉尔,021008刊名：科技展望英文刊名：Technology Outlook年，卷(期)：2015(14)引用本文格式：刘丽基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真[期刊论文]-科技展望 2015(14)。
相移键控(PSK)和差分相移键控(DPSK)的仿真与设计
题目相移键控（PSK）和差分相移键控（DPSK）的仿真与设计摘要计算机仿真软件在通信系统工程设计中发挥着越来越重要的作用。
利用MATLAB作为编程工具，设计了相移键控系统的模型，并且对模型的方针流程以及仿真结果都给出具体详实的分析，为实际系统的构建提供了很好的依据。
数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。
本文首先分析了数字调制系统的PSK和PSK的调制解调方法，然后，运用Matlab设计了这两种数字调制解调方法的仿真程序。
通过仿真，分析了这两种调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并考虑了信道噪声的影响。
通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。
最后，对两种调制解调系统的性能进行了比较。
关键词2PSK 2DPSK Matlab 设计与仿真1、设计内容、意义1.1了解MATLABMATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。
它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，雇佣MATLAB可以进行矩阵、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测等领域。
目前，MATLAB集科学计算(computation) 、可视化(visualization)、编程(programming)于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法。
MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一，近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和高等院校。
1.2设计内容数字信号的传输可分为基带传输和带通传输，实际中的大多数的信道（如无线信道）因具有带通特性而不能直接传送基带信号，这是因为基带信号往往具有丰富的低频分量，为了使数字信号能在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道相匹配，这种用基带信号控制载波，把数字基带信号变换成数字带通信号的过程称为数字调制。
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境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。
本次课程设计是基于M A T LA B 的2P S K和2D P S K仿真，通过系统分析，步骤来完成本次设计任务。
通过课程设计从理论学习的轨道逐步引向实际应用，把理论上熟悉的定性分析、定量计算逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来，掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法，为以后毕业设计和从事信息处理技术的实际工作打下基础。
关键词：MATLAB；2PSK，2DPSK；仿真目录第1章 MATLAB简介 (1)第2章二进制相移键控 (1)2.1PSK调制原理 (2)2.2PSK解调原理 (3)2.3仿真结果及分析 (4)第3章二进制差分相移键控 (6)3.1DPSK调制原理 (6)3.2DPSK解调原理 (6)3.3仿真结果及分析 (8)第3章总结 (10)附录 (11)参考文献 (20)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
第1章 Matlab简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。
开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。
Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。
确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。
基于SIMULINK的2ASK通信系统的设计与仿真
科技资讯2016 NO.23SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7科 技 前 沿1科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 现代通信要求传输距离远、传送数据量大和传输质量高。
从早期的模拟通信到技术日臻完善的数字通信,使得信息的传输更为有效和可靠。
2ASK是典型的数字调制方式,也是2FSK和2PSK的基础,在数字通信中占有重要地位。
该文以2A SK为例,在SIMULINK环境下建立系统仿真模型,用模块将系统可见化,用波形将调制和解调过程直观化。
同时,为2FSK和2PSK的建模仿真奠定基础[1]。
1 2ASK 载波传输的工作原理2ASK载波传输包括调制和解调。
2ASK的调制是利用载波的幅度变化来传递数字信息的。
载波幅度只有两种变化状态,分别对应二进制码元信息“0”和“1”。
2ASK采用模拟调制法生成,其表达式为:tnT t g a t t s t e c b nn c ASK ωωcos )(cos )()(2-==∑其中,b T 为码元持续时间,)(t g 为持续时间为b T 的基带信号,n a 是第n 个码元的电平取值,⎩⎨⎧=P-1 0P 1概率为概率为n a 。
接收端将信源发送的数字基带信号还原出来称为解调,解调方式有相干解调和非相干解调。
所谓相干解调,即将已调信号)(2t e ASK 送入带通滤波器,再和载波相乘,然后送入低通滤波器,最后送入抽样判决器,在定时脉冲的控制下,得到信源发出的基带信号。
该文采用相干解调方式。
以上是2ASK的调制和解调原理的简单阐述,下面在SIMULINK环境下仿真实现2ASK的调制和解调。
2 SIMULINK 环境下的2ASK 载波传输建模与仿真在SIMULINK库中选择2ASK数字频带传输所需的模块,创建载波传输系统模型如图1所示。
图1上半部是2ASK的调制部分,由Sine Wave(产生载波,正弦载波信号设为4Hz)、Bernoulli Binary Generator(产生原始二进制数字基带信号)、Product(用于将载波和二进制基带信号相乘生成2ASK调制信号)和Scope(显示波形)模块组成。
同心实验-2PSK-4PSK调制和解调及仿真实验
MATLAB的PSK调制和解调及仿真实验Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。
本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。
通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。
MATLAB简介MATLAB 软件是美国Math works 公司的产品，MATLAB 是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。
从1984年推出了它的第一个DOS 版本至今，一经推出了6.5版。
Matrix Laboratory意为“矩阵实验室”，从它的本意可以知道，最初的MATLAB只是一个数学计算工具。
但现在的MATLAB 已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”，它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生的子集工具[9]。
新的版本集成了日常数学处理中的各种功能，包括高效的数值计算、矩阵运算、信号处理和图形生成等等的常用功能。
在MATLAB 环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。
MATLAB 提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成矩阵对象时，不要求作明确的维数说明，所谓交互式语言，是指人们给出一条命令，立即就可以得出该命令的结果。
该语言无需像 C 和Fortran 语言那样，首先要求使用者去编写源程序，然后对之进行编译、连接，最终形成可执行文件。
这无疑会给使用者带来了极大的方便，因此，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。
2002年6月Mathworks公司正式推出MATLAB Release 13，即MATLAB 6.5／Simulink 5.0 这是目前应用最广的版本。
通信原理课程设计(基于MATLAB的PSK,DPSK仿真)
通讯原理课程设计报告题目鉴于Matlab的2PSK,2DPSK仿真学院电子信息工程学院专业学生姓名学号年级指导教师职称讲师2013年12月20日设计报成功绩（依据优、良、中、及格、不及格评定）指导教师考语：指导教师（署名）年月日说明：指导教师评分后，设计报告交院实验室保留。
鉴于 Matlab 的 2PSK,2DPSK仿真专业：学号：学生：指导老师：纲要：现代通讯系统要求通讯距离远、通讯容量大、传输质量好，作为其重点技术之一的调制技术向来是研究的一个重要方向。
本设计主要表达了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的基来源理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真切现，在MATLAB 平台上成立2PSK和 2DPSK调制技术的仿真模型。
进一步学习了MATLAB编程软件，将 MATLAB与通讯系统中数字调制知识联系起来，为此后在通讯领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用MATLAB 软件来实现对数字信号调制技术的仿真。
重点词：数字调制与解调；MA TLAB ； 2PSK； 2DPSK ；目录第 1 章绪论 (1)1.1 调制方式 (1)1.2 设计要求 (1)设计内容 (1)设计仪器 (1)第 2 章 2PSK,2DPSK原理 (2)2.1 2PSK 原理 (2)2PSK 基来源理 . (2)2PSK 调制原理 . (2)2PSK 解调原理 . (3)2.2 2DPSK 原理 (4)2DPSK 基来源理 . (4)2DPSK 调制原理 . (5)2DPSK 解调原理 . (6)第 3 章实验过程 (8)3.1 2PSK 仿真部分 (8)2PSK 仿真图 . (8)2PSK 模块的参数设置： . (8)3.2 2DPSK 仿真部分 (9)2DPSK 仿真图 . (9)2DPSK 模块的参数设置： . (10)第 4 章仿真结果 (15)4.1 2PSK 仿真结果 (15)4.2 2DPSK 仿真结果 (15)总结 . (16)参照文件 . (17)道谢 . (18)第1章绪论1.1调制方式数字通讯系统 ,按调制方式能够分为基带传输和带通传输。
基于LabVIEW的2PSK系统的仿真设计与实现
这里， ｇ （ ｔ ） 是 脉宽 为 的单 个矩 形脉 冲 ， 即发送 二 进制 符 号 “ １ ” 时（ ａ 取 ＋１ ） ， Ｓ （ ｔ ） 取 ０相位 ； 发送
输入序列
图２ ２ Ｐ Ｓ Ｋ调 制框 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ９
作者简介 ： 吉淑娇 （ １ ９ ７ ９ ・ ） ， 女， 吉林长春人 ， 讲师 ， 博士研究生 ， 主要从事 虚拟仪器技术 、 图像处理方面 的研究 。
第２ ３卷
第 ４期
长
春
大
学
学
报
Ｖ０ １ ． ２ ３ Ｎｏ ， ４
２ ０ １ ３年 ４月
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＨＡ ＮＧＣ ＨＵＮ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ａ ｐ ｒ ．２ ０ １ ３
基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ的２ Ｐ Ｓ Ｋ系统的仿真设计与实现
［ 。 ２ 。 。 Ｐ 。 。 Ｓ 。 。 。 Ｋ 。 。 Ｎ 。 。 ］ 。 ￣ 。 。 ｜ ’ ’ 。 —
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图１ ２ Ｐ Ｓ Ｋ 系统 组 成 框 图
１ 二进Байду номын сангаас频移键控 【 ２ Ｐ Ｓ Ｋ）调 制
系统 采 用模块 化设 计思 想 ， 下面 以信 号调 制模 块为例 ， 详 细说 明 系统设 计与 实现 过程 ， 首 先介 绍原 理 ， 再
详述 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 实 现过 程 。
１ ． １ ２ Ｐ Ｓ Ｋ调 制原理
Ｐ Ｓ Ｋ系统是 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 。它 是一 种 用 载波 相 位表 示
(完整版)PSK原理及MATLAB仿真
2PSK调制
2PSK系统的调制部分框图如下图所示
M序列 发生器
差分 编码
调相
PSK 频
外载波
放大器
外内
2分频
10MHZ
晶振
图2 2PSK调制部分框图
1. M序列发生器
实际的数字基带信号是随机的，为了实验 和测试方便，一般都是用M序列发生器产生 一个伪随机序列来充当数字基带信号源。按 照本原多项式f(x)=X5+X3+1组成的五级线性 移位寄存器，就可得到31位码长的M序列。
e w Acos( t )
2 psk
c
n
其中， n表示第n个符号的绝对相位： n
0发送‘1’时
发送‘0’时
• 2PSK信号波形如图5所示
图5
解调
2PSK系统的解调部分框图如下图所示
鉴相器
Ud1
低通
再生码
PSK入
Um2
压控
Ud
振荡器
环路
Ud
滤波器
模拟 相乘器
差分 译码
Um1
鉴相器
Ud2
低通
相对移相的调制规律是：每一个码元的载波相
位不是以固定的未调载波相位作基准的，而是以相 邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。 例如，当某一码元取“1”时，它的载波相位与前 一码元的载波同相；码元取“0”时，它的载波相 位与前一码元的载波反相。相对移相的波形如下图 所示。
U(t )
基带 信号
t
相应的信号波形如图1所示：
图1 正弦载波的三种键控波形
2. 三种键控的比较：
在大多数情况下，数字调制是利用数 字信号的离散值去键控载波。对载波的幅 度、频率或相位进行键控，便可获ASK、 FSK、PSK等。这三种数字调制方式在抗 干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面， 以相干PSK的性能最好，目前已在中、高 速传输数据时得到广泛应用。
2PSK系统的设计和仿真
2PSK系统的设计和仿真2PSK系统（2相位移键控）是数字通信系统中常用的一种调制方式。
在该系统中，将二进制数据序列转换为一系列的正弦波信号，并通过调整正弦波的相位来表示二进制数据位的值。
本文将介绍2PSK系统的设计和仿真过程。
首先，我们需要确定2PSK系统的基本参数，包括载波频率、比特率、发送功率等。
然后，通过Matlab或其他仿真软件来构建2PSK系统的模型。
在2PSK系统中，二进制数据序列通过脉冲调制形成基带信号。
可以选择使用矩形脉冲来进行调制，也可以使用其他形状的脉冲。
在这里，我们将使用矩形脉冲进行演示。
接下来，生成载波信号。
载波频率的选择可以根据具体需求来确定，一般选择一个适当的频率，例如10MHz。
然后，对每个二进制数据位进行调制，将1表示为正弦波，0表示为负弦波。
将这些信号叠加在一起得到最终的调制信号。
在仿真时，我们可以加入噪声来模拟实际通信环境中的信道干扰。
可以选择高斯白噪声或其他类型的噪声。
噪声的强度可以通过信噪比（SNR）来调节。
SNR越高，噪声越小。
最后，接收端可以通过判决电路将接收到的信号判定为1或0。
在判决电路中，可以设置一个阈值，收到大于阈值的信号则判定为1，收到小于阈值的信号则判定为0。
通过对判决结果与发送的二进制数据进行比较，可以计算出误码率。
通过改变不同的参数，例如比特率、载波频率、SNR等，可以对2PSK 系统进行性能分析。
可以绘制误码率与SNR之间的曲线，研究不同参数对系统性能的影响。
通过以上过程，我们可以实现2PSK系统的仿真。
在仿真中，还可以进一步探究其他扩展内容，例如多路径衰落信道、频率选择性信道等。
通过不断改进模型和参数，可以提高2PSK系统的性能，并且对比其他调制方式，评估2PSK系统在不同场景下的适用性。
总结起来，2PSK系统的设计和仿真是一个多参数的过程，需要根据具体需求来确定系统的基本参数和模型。
通过逐步搭建模型、调试参数，并加入噪声来模拟实际场景，可以完成对2PSK系统性能的仿真分析。
通信系统实训报告2psk的调制与解调
目录一.摘要和关键词 ..... 错误!未定义书签。
二.小组成员与分工 ... 错误!未定义书签。
三.设计的主要原理 ... 错误!未定义书签。
四．设计的系统仿真 .. 错误!未定义书签。
五．仿真系统的结论 .. 错误!未定义书签。
六.总结和体会： ..... 错误!未定义书签。
七.致谢 ............. 错误!未定义书签。
八.参考文献 ......... 错误!未定义书签。
2PSK的调制与解调一.摘要和关键词2PSK中文是：二进制相移键控，其有两种调制方法，模拟调制法和键控法，解调是用相干解调法。
我们这次做的是2PSK的调制与解调，在实现的过程中，使用了MATLAB的M文件的程序和SIMULINK 实现。
关键词：2PSK 调制解调 MATLAB二.小组成员与分工小组成员分工：确定题目：，查找资料：全部，设计程序： Simulink模拟图：；PPT，演讲：，演示：旁观：三.设计的主要原理二进制相移键控中，通常用相位0和π来分别表示“0”或“1”。
2PSK已调信号的时域表达式为e(t)=s(t)cosωt 。
因此，在某一个码元持续时间内观察时,有0，或π。
当码元宽度为载波周期的整数倍时，2PSK信号的典型波形如下图，2PSK信号的模拟调制法框图；如下图是产生2PSK信号的键控法框图，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，因此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脉冲序列信号均可。
2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。
在这次通信系统仿真实训中，我们使用了MATLAB中的M文件实现，也使用了SIMULINK模块实现了2PSK的调制与解调。
而我负责的是SIMULINK的解调部分，Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
2PSK调制解调系统的设计与仿真
2PSK调制解调系统的设计与仿真首先，信号产生器是2PSK调制解调系统的关键组件之一、它负责产生2PSK调制信号，即包含两个相位的信号。
在设计中，可以使用MATLAB或Python等编程语言生成这样的信号。
例如，我们可以使用MATLAB中的phased.CosineWaveform函数生成一个相位偏移的余弦波形，将其与2π相位偏移的余弦波形相乘，即可得到最终的2PSK信号。
接下来是调制器的设计。
调制器将基带信号转换为射频信号，使其满足2PSK调制的要求。
其中，最常用的调制方案是正交调幅（QAM），通过两个正交的载波信号调制两个相位的数据。
因此，在设计调制器时，需要使用相位差为π/2的两个载波信号进行调制。
解调器的设计主要包括信号采样和相位解调两个步骤。
在解调之前，需要将射频信号经过低通滤波器进行滤波，以去除高频噪声和干扰。
然后，将滤波后的信号进行采样，获取相位差对应的信号样本。
最后，通过比较采样值与预定义阈值的大小，即可确定相位差为0或π，从而完成解调。
最后一步是信号质量评估。
在2PSK调制解调系统中，通常使用误码率（BER）作为评估指标。
通过比较接收端解调后的数据与发送端原始数据的差异，即可计算出BER。
在设计仿真中，可以通过对接收端添加高斯白噪声，模拟真实环境中的信道干扰，进而计算BER。
在进行2PSK调制解调系统的仿真时，可以使用Simulink工具箱进行建模和仿真。
在Simulink中，可以通过搭建信号产生器、调制器、解调器、滤波器以及误码率计算等模块的连接，实现整个系统的设计和仿真。
通过调整不同的参数和信道条件，可以评估系统在不同情况下的性能。
综上所述，2PSK调制解调系统的设计与仿真主要包括信号产生器、调制器、解调器和信号质量评估这几个部分。
通过合理设计和仿真，可以有效评估2PSK调制解调系统的性能，并对系统进行优化和改进。
同时，这也为更复杂的调制解调系统的设计提供了基础和指导。
2PSK数字频带通信系统设计概述
2PSK数字频带通信系统的设计与实现摘要：数字通信系统分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。
本次课程设计主要是利用matlab中的simulink模块对频带传输系统进行仿真。
在设计频带传输系统时，通过对原理的分析和实现过程中的实际操作问题的解决方便，采用的方案是用2PSK 的调制方式，首先对信号进行PSK调制，并把运行仿真结果输入到示波器，根据示波器结果分析设计的系统性能。
再通过加入高斯白噪声传输信道，接着在接收端对信号进行PSK解调，采用相干解调法，最后把输出的信号和输入的信号进行比较。
通过最后仿真结果可知，在仿真过程中存在着一定的误码，该信号频带传输通信系统已初步实现了设计指标并可用于解决一些实际性的问题。
关键词：数字频带；2PSK调制；高斯白噪声；Simulink；目录第1章绪论 (1)1．1 背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (1)1.3 本课程设计的主要内容 (2)第2章2PSK信号调制与解调的基本原理 (3)2.1 总体思想 (3)2.2 2PSK信号的产生 (3)2.3 2PSK信号的解调原理及抗噪声性能 (5)2.3.1 2PSK信号的解调原理 (5)2.3.2 2PSK信号相干解调误码率的计算 (6)第3章 simulink的介绍 (9)3.1 Simulink相关内容 (9)3.2 Simulink仿真原理 (9)3.3 Simulink仿真过程 (9)第4章 2PSK数字调制与解调系统的设计 (11)4.1整体电路设计 (11)4.2 2PSK信号调制模块设计 (11)4.3 2PSK信号解调模块设计 (13)4.4 误码率计算模块设计 (15)第5章仿真实现 (18)5.1 matlab仿真结果分析 (18)5.2误码率分析 (20)5.3仿真过程出现的问题 (20)第6章总结 (21)参考文献 (22)第1章绪论1、1 背景数字基带信号是低通型信号，其功率谱集中在零频附近，它可以直接在低通型信道中传输。
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目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1 2PSK调制的基本原理 (1)2.2 SystemView原理介绍 (2)2.3 SIMULINK原理简介 (3)3 建立模型描述 (3)3.1 方案一 (3)3.2 方案二 (5)4 模块功能分析或源程序代码 (6)4.1 SIMULINK实现2PSK的调制与解调 (6)4.2 SysteamView实现2PSK的调制与解调 (11)5 调试过程及结论 (13)5.1 使用SIMULINK实现的调制解调结果 (13)5.2 使用SystemView实现的调制解调结果 (17)5.3 结论 (22)6 心得体会 (22)7 参考文献 (23)2PSK通信系统设计1 技术要求设计一个2PSK通信系统，要求：（1）设计出2PSK通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价2 基本原理2.1 2PSK调制的基本原理2PSK,二进制移相键控方式，是键控的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(或符号)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法。
两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。
2PSK信号的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。
调制框图如图1、图2所示，解调框图如图3所示。
图1 模拟相乘法图2 键控法图3 2PSK解调原理框图2.2 SystemView原理介绍SystemView 基于Windows 环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。
利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
用户在进行系统设计时，只需从SystemView 配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。
2.3 SIMULINK原理简介Simulink 是MATLAB 中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。
确切的说，Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。
系统还可以使多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。
它的主要特点在于：1、建模方便、快捷；2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。
它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
Simulink 模块库（或函数库）包含有Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、Nonlinear （非线性环节）、Connection（连接与接口）和Extra（其他环节）等具有不同功能或函数运算的Simulink 库模块（或库函数），而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。
3 建立模型描述3.1 方案一使用SIMULINK进行仿真，采用键控法进行调制，相干解调法进行解调。
信号源生成二进制NRZ码，两个波形发生器产生相位相反的两个载波。
当NRZ码为1时，接入载波1；NRZ码为0时，接入载波2。
通过加法器将高斯噪声与已调信号相加，得到带有噪声额已调信号。
通过低通滤波器滤除相乘检波引入的高频分量，把滤波输出的信号进行抽样，根据输出信号情况对判决部分进行设计，得到解调输出。
2PSK调制与解调系统模型如图4所示。
图4 SIMULINK 2PSK调制与解调系统模型图示波器所显示的系统各点波形如图5所示，自上而下依次为原始信号，调制输出，相乘输出，滤波输出，解调输出。
图5 各示波器波形图3.2 方案二使用SystemView进行仿真，采用模拟调制法产生2PSK信号，相干解调法进行解调。
解调原理与方案一基本相同。
2PSK调制与解调系统模型如图6所示。
图6 SystemView 2PSK调制与解调系统模型图示波器所显示的系统各点波形如图7所示，自上而下、自左向右依次为原始信号，调制信号，带通滤波器输出，相乘输出，滤波输出，解调输出。
图7 各示波器波形4 模块功能分析或源程序代码4.1 SIMULINK实现2PSK的调制与解调4.1.1调制模块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. 在此用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1 和0.用两个反相的载波信号进行调制。
调制模块模型如图8所示。
图8 调制模块模型图Sine Wave：功能：提供正弦波信号；模块如图9所示。
图9 Sine Wave模块Random Integer Generator：功能：提供随机整数序列，即原始信号；模块如图10所示。
图10 Random IntegerGenerator模块Switch；功能：根据信号的不同选择相应的载波；模块如图11所示。
图11 Switch模块4.1.2噪声模块噪声模块模型如图12示。
图12噪声模块Gaussian Noise Generator：功能：加入高斯噪声；模块如图13示。
图13高斯噪声产生器Sum：功能：进行加法运算；模块如图14示图14sum模块4.1.3解调模块解调模块模型如图15示。
图15调模块Analog Filter Design：功能：带通滤波器，滤除有效信道以外的噪声；模块如图16所示。
图16 Analog Filter Design乘法器：功能：进行乘运算；模块如图17所示。
图17 乘法器Analog Filter Design：功能：除掉相乘检波引入的高频分量；模块如图18所示。
图18 低通滤波器抽样判决模块：功能：对滤波输出的信号进行抽样判决；模块如图19所示。
图19 抽样判决模块4.1.4误码率模块误码率模块如图20所示。
图20 误码率模块Error Rate Calculation：功能：计算误码率；模块如图21所示。
图21 误码率计算器4.2 SysteamView实现2PSK的调制与解调4.2.1调制模块模拟相乘法即通过载波和双极性非归零码的相乘得到2psk信号，解调方法和方案一基本相同。
调制模块模型如图22所示。
图22 解调模块Token0：功能：产生随机序列；Token3、Token4：功能：示波器Token1：功能：乘法器Token2：功能：提供正弦信号4.2.2噪声模块噪声模块模型如图23所示。
图23 噪音模块Token5：功能：加法器Token16：功能：提供高斯噪声4.2.3解调模块解调模块如图24所示。
图24 解调模块Token17：功能：带通滤波器，滤除有效信道以外的噪声Token10：功能：乘法器Token5：功能：低通滤波器，滤除相乘检波引入的高频成分Token6：功能：比较器，进行判决Token8、Token13、Token18：功能：示波器Token7、Token12：功能：提供和载波一样的正弦信号5 调试过程及结论5.1 使用SIMULINK实现的调制解调结果根据原理设计2PSK调制解调系统模型如图25所示。
图25 调制解调系统模型对各个模块进行参数设置。
Random Integer Generator参数设置如图26所示。
图26 Random Integer Generator参数Sine Wave参数设置如图27所示。
图27 Sine Wave参数Gaussian Noise Generator参数设置如图28所示。
图28 Gaussian Noise Generator参数Analog Filter Design1参数设置如图29所示。
图29 Analog Filter Design1参数Analog Filter Design参数设置如图30所示。
图30 Analog Filter Design参数Pulse Generator参数设置如图31所示。
图31 Pulse Generator参数Relay参数设置如图32所示。
图32 Relay参数将参数设置好后，进行仿真，得到各部分输出的波形图如图33所示。
图33 各部分输出波形系统的误码率如图34所示。
图34 误码率5.2 使用SystemView实现的调制解调结果两种方案的调试过程类似，均为按照原理框图设计系统模型图，然后进行参数设置，最后进行仿真。
SystemView实现2PSK的调制解调系统模型如图35所示。
图35 调制解调系统模型各部分参数设置如下。
Token0参数设置如图36所示。
图36 Token0参数Token2参数设置如图37所示。
图37 Token2参数Token16参数设置如图38所示。
图38 Token36参数Token17参数设置如图39所示。
图39 Token17参数Token12参数设置如图40所示。
图40 Token12参数Token5参数设置如图41所示。
图41 Token5参数Token6参数设置如图42所示。
图42 Token6参数Token7参数设置如图43所示。
图43 Token7参数Token3、4、8、13、14、18参数设置如图44所示。
图44 Token3、4、8、13、14、18参数参数设置完成后进行仿真，各部分输出波形如图45所示。
图45 各部分输出波形眼图如图46所示。
图46 眼图功率谱如图47所示。
图47 功率谱5.3 结论最终调试过后，2PSK通信系统的各个模块工作正常，解调后的波形与初始信号波形完全相同，但是会有时延。
而且可以观察功率谱、眼图和误码率。
说明该方案可以满足任务要求的功能。
但是使用SystemView进行仿真实现的方案，眼图偶尔会出现很奇怪的图案，使用matlab实现的方案无法观察眼图和功率谱。
这是本次实验的遗憾。
6 心得体会这次课程设计过程中，既使用了以前学习过基本使用方法的SIMULINK，也使用了通过查找资料，自学使用方法的SystemView。
开始设计时，我根据原理框图设想了模拟相乘法和键控法两种模型。
方案一是用SIMULINK 软件进行设计，因为以前曾经使用过，所以在搭建的过程中比较顺利，很快就搭建好了。
按照我设想的参数设置好参数后，仿真后的结果和我预计的结果有些差距，波形非常的丑，而且解调输出后与原始波形不是完全一样。