systemview仿真2psk课程设计报告

通

信

原

理

实

习

报

告

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姓名：指导老师：

用systemview仿真二进制相移键控

的调制与解调系统

1.工作原理：

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。在2psk中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。其表达式如下：

Acos w c t 发送1时

F psk（t）=

-Acos w c t 发送0时

2psk的典型波形如图：

由于表示信号的两种码元的波形相同，极性相反，故2psk信号的一般可以表述为一个双极性非归零的矩形波脉冲序列与一个正弦载波相乘，即

(t)=s(t)cos w c t

2psk可以用两种调制方式，如图

2psk的模拟调制法；

2psk的键控调制方法说明：2psk调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器就模拟调制法而言，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。

2.2psk的解调原理

说明：由于PSK信号的功率谱中五载波分量，所以必须采用相干解调的方式。在相干解调中，如何得到同频同相的本地载波是个关键问题。只有对PSK信号进行非线性变换，才能产生载波分量。2PSK信号经过带通滤波器得到有用信号，经相乘器与本地载波相乘再经过低通滤波器得到低频信号v(t)，再经抽样判决得到基带信号。

3.systemview仿真原理

用systemview仿真时，采用的是键控法调制产生2psk信号和相干解调恢复基带信号。在没有噪声的理想情况下进行仿真，如图：

说明：0本地载波选取正弦零相位信号。1数字基带信号是伪随机信号，输出是双极性非归零波形，用来控制2单刀双掷开关，产生2psk信号。9选择的波形参数与0本地载波完全相通，只有这样才能正确解调出基带信号1的波形。7低通滤波器滤除相干载波与2psk相乘后的交流成分，通过直流成分。根据键控规则，选择“0”相位的表示码元“1”，“π”相位表示码元“0”，后边的8抽样判决器设置门限值为0，大于0时输出码元“1”，小于0时输出码元“0”。3是反相器。5是乘法器。11—14是分析部件。

系统各个波形：

图A.基带信号

图A可以看出输出码元序列为10010。

图B.经调制出的2psk波形

图B可以看出2psk已调信号使用相位“0”表示码元“1”，用相位“π”表示码元“0”。与规则相符。

图C.与相干载波相乘后输出波形

从图C中可以看出2psk相干解调中已调信号与载波相乘输出的波形中含有很多高频成分，我们需要用低通滤波器将这些高频成分滤除，得到需要的直流分量。

图D.经低通滤波器后输出波形

图D中可以看出经过低通滤波器后大部分高频成分已经滤除，这样再进行抽样判决就可以解调出原始基带信号。

图E.经抽样判决器后输出波形

图E可以看出经判决后，输出和基带信号几乎完全相同（有一定的延迟），这样就完全解调出2psk中的基带信号了。

4.2psk的反相工作

由于2psk信号的载波恢复过程中存在着180º的相位模糊，即恢复解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象成为2psk方式的倒π现象或反相工作。下边用systemview进行仿真

在这个系统中我们将相干载波的相位调整与本地载波相位相反后，经解调出来的波形就是2psk的反相工作。

系统各个波形：

图F.基带信号

图F可以看出输出码元序列同样为10010。正好可以与正常解调做对比。

图G.与反相本地载波相乘后输出波形

图G与图C相比，其振幅的数值完全相反。从此处影响了正常的解调。

图H.经低通滤波器后输出的波形

图I.经判决器后输出波形

图I与图F对比，其码元正好相反，原因就是相干解调的相干载波的相位与本地载波相位相差180º所造成的。这就2psk的反相工作。

5．结论

2psk系统的结构比较简单，调制信号比较容易。但由于2psk只能用相干解调恢复基带信号，而在相干解调中，要得到与接收2psk信号同频同相的相干载波比较困难，所以2psk在实际中很少采用。实际中采用比较多的是2dpsk （二进制差分相移键控）体制。

6.实习心得

通过本次课程设计，我掌握了systemview软件的基本操作，并对各种模拟传输系统和数字传输系统有了更深刻的了解，对其各个部件的参数和作用有了更系统的认识。在课程设计过程中出现了很多问题，但在老师的指导和同学的帮助下都一一解决。比如在设计2psk的过程中，由于我没有把2psk用相位表示码元的规则搞清楚，本应是正确的解调系统，却解调出了2psk反相工作的波形。在迷惑不解之际，老师的指导让我恍然大悟，原来还是自己没有彻底理解2psk的工作原理。实习过程中同学们和我相互帮忙、讲解，解决了很多在理论课时听的不是很明白的问题。这次课程设计让我收获很大。

7.参考文献

樊昌信曹丽娜编《通信原理》第六版国防工业出版社

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