基于matlab的相移键控系统仿真

江西农业大学

通信原理课程设计报告

课题名称基于Matlab的相移键控仿真设计

班级信工1301

学号 20133332 姓名权俊男

2O16 年 6 月

基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真

摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制技术

一直是研究的一个重要方向。本设计主要叙述了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的

基本原理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真实现，在MATLAB平

台上建立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与通信系统

中数字调制知识联系起来，为以后在通信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。

关键词：数字调制与解调；MATLAB；2PSK；2DPSK；

第1章绪论

1.1 调制方式

数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如0～6M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。

数字基带通信系统中四种基本的调制方式分别称为振幅键控（ASK，Amplitude-Shift keying）、移频键控（ FSK，Frequency-Shift keying）、移相键控(PSK，Phase-Shift keying )和差分移相键（DPSK，Different Phase-Shift keying）。本次课程设计对PSK,DPSK这两种调制方式进行了仿真。

1.2 设计要求

1.2.1 设计内容

用MATLAB完成对2PSK、2DPSK的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析，可编写程序，也可硬件设计框图

1.2.2 设计参数（参数可以自行设置）

1、传输基带数字信号（15位）码元周期T=0.01S

2、载波频率：15KHz

1.2.3 设计仪器

计算机和MATLAB软件

第2章 2PSK,2DPSK 原理

2.1 2PSK 原理 2.1.1 2PSK 基本原理

二进制移相键控，简记为2PSK

或BPSK 。2PSK 信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位“0”和“ ”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK 信号的时域表达式为:

(t)=Acos

t+)

其中，

表示第n 个符号的绝对相位：

=

因此，上式可以改写为:

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,称为二进制移相键控方式。二进制移相键控信号的典型时间波形如图2-1。

图2-1 二进制相移键控信号的时间波形

2.1.2 2PSK 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

11

010s

T

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：

t nT t g a e c n s n PSK ωcos )(2⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡-=∑

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2-2和图2-3

所示。

图2-2 模拟调制

原理图

图 2-3 键控法原理

图

2.1.3 2PSK 解调原理

由于2PSK 的幅度是恒定的，必须进行相干解调。经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0。2PSK 信号的相干解调原理图如图2-4所示，各点的波形如图2-5所示。

由于2PSK 信号的载波回复过程中存在着180°的相位模糊，即恢复的本地载波与所需相干载波可能相同，也可能相反，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的基带信号正好相反，即“1”变成“0”吗“0”变成“1”，判决器输

出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。

图 2-4 2PSK 的相干解调原理图

图 2-5 相干解调中各点波形图

2.2 2DPSK 原理 2.2.1 2DPSK 基本原理

二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记为2DPSK 。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。

传输系统中要保证信息的有效传输就必须要有较高的传输速率和很低的误码率。在传输信号中，2PSK 信号和2ASK 及2FSK 信号相比，具有较好的误码率性能，但是，

2e

a

b

c

d e