2PSK相干解调设计说明

课程设计

班级：电信08-3

姓名：张三

学号： 0806110101

指导教师：杨建

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、运用标准与规范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。

2.3 2PSK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。

(a)

模拟调制法

图1.1 2PSK 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1.2 2PSK 信号的解调原理框图

3分析设计：

2PSK 的调制与解调仿真

3.1 simulink 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2.1 matlab的子程序simulink的运行环境

图2.2 2PSK信号调制的simulink模型图

其中sine wave 和sin wave 1 是反相的载波，正弦脉冲作为信号源。各个参数设置如下：

图2.3Sine wave 的信号参数设置

图2.4 Sine wave 1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2.6 2PSK调制的各点波形

3.2 simulink 仿真演示（解调）

利用simulink建立解调系统模型。

图3.1 2PSK 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3.7 2PSK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filter order（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