通信原理课设报告2PSK通信系统设计

目录

1 技术要求 (1)

2 基本原理 (1)

2.1 2psk信号的定义 (1)

2.2 2psk信号调制方法 (1)

2.3 2psk信号的解调方法 (2)

2.4 误比特率BER分析 (3)

3 建立模型描述 (3)

4 模块功能分析 (4)

4.1 调制模块 (4)

4.2 高斯噪声模块 (7)

4.3 解调模块 (8)

4.4 误码率比较模块 (10)

5调试过程及结论 (10)

6 心得体会 (12)

7 参考文献 (13)

2PSK通信系统设计

1 技术要求

设计一个2PSK数字调制系统，要求：

（1）设计出规定的数字通信系统的结构；

（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信号的定义

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。

2.2 2psk信号调制方法

2psk的调制方法有模拟调制和数字键控法两种，分别如图1、图2所示。2PSK 的产生：模拟法和数字键控法，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信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ 码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。

图1 2psk模拟调制法图2 2psk键控调制法

2.3 2psk信号的解调方法

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，如图3所示。

图3 2PSK相干解调系统框图及个测试点波形

2.4 误比特率BER 分析

误比特率（BER ：Bit Error Rate ）是指二进制传输系统出现码传输错误的概率，也就是二进制系统的误码率，它是衡量二进制数字调制系统性能的重要指标，误比特率越低说明抗干扰性能越强。对于多进制数字调制系统，一般用误符号率（Symble Error Rate ）表示，误符号率和误比特率之间可以进行换算，例如采用格雷编码的MPSK 系统，其误比特率和误符号率之间的换算关系近似为： 。其中，M 为进制数，且误比特率小于误符号率。 3 建立模型描述

sinmulink 实现2psk 的仿真，包括调制模块、高斯噪声模块、解调模块和误码率比较模块，如图4所示。由bernoulli binary generator 产生输入信号，并经过Unipolar to Bipolar Converter 将单极性码变为双极性码。由Sine Wave 产生载波信号，通过互为相反数的振幅实现π的相位跃变。由Switch 实现键控，由Gaussian Noise Generator 产生高斯噪声。解调模块通过band pass 带通、Product 乘法器、low pass 低通、抽样判决模块实现，其中抽样判决模块由Triggered Subsystem 、Pulse Generator 、Relay 、Zero-Order Hold1组成。最后，由Bipolar to Unipolar Converter 将双极性码转变为单极性码输出。另外，误码率比较模块由Error Rate Calculation 、Display 和Zero-Order Hold 组成，比较输入信号与输出信号之间的误码率，并显示。

图4 sinmulink 对2psk 信号的调制和解调

M P P MPSK

s MPSK b 2,,log

4 模块功能分析

4.1 调制模块

该模块可由如图5所示的仿真图实现。

图5 键控调制模块

其中，sin wave和sin wave1是反向载波，Bernoulli Binary产生方波，参数如图6到10所示。

图6 sin wave参数图7 sin wave参数

图8 Bernoulli Binary Generator参数图9 Unipolar toBipolarConverter参数

图10 switch参数4.2 高斯噪声模块

该模块由图11所示的仿真图实现。

图11 高斯噪声模块

4.3 解调模块

该模块包括带通滤波器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、抽样判决模块，最后将双极性码转变为单极性码输出显示，如图12所示。

图12 解调模块

参数设置如下：

图13 带通滤波模块参数

图14 低通滤波器模块参数图15 Pulse Generator参数

4.4 误码率比较模块

该模块比较输出信号与输入信号之间错码的概率，并显示。

图16 误码率比较模块

5调试过程及结论

图17 Scope输出波形

图18 Scope1输出波形

注释：从上至下一次是输入信号，2psk信号，双极性码信号，载波信号，输出波形，低通滤波信号，相乘信号，带通滤波信号。

此时误码率显示如图19所示。

图19 误码率1

通过改变Gaussian Noise Generator中的Mean value和Variance (vector or matrix)可以改变高斯噪声模块产生噪声的情况，从而改变误码率。

当Gaussian Noise Generator中参数如图20所示时，误码率显示如图21所示。