2PSK相干解调器设计

数字通信原理课程设计报告书

课题名称 2PSK 相干解调器设计

姓 名

学 号

院 系 物理与电信工程系 专 业 通信工程 指导教师

2010年1月15日

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2007级学生数字通信 课程设计

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、通信调制解调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，更好地将理论与实践相结合，提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。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，分析和解决工程技术问题的能力，培养初步的独立设计能力

本次课程设计是设计一个2psk 的相干解调器，并且用simulink 对系统建模。要求是输入数字信号序列并进行接收判决；通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析；最后对解调原理进行分析。

2．2PSK 的相关知识和基本原理

2.1 2PSK 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。二进制相移键控（2P SK ）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弧度，例如用相位0和π分别表示1和0，所以这种调制又称二相相移键控（BPSK ），二进制相移键控的时域表达式：

e2PSK(t)= g(t-nTs)］cosωct （式2.1.1）

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2P SK 信号可表示为

e2PSK(t)=±cosωct (式2.1.2)

2.2 二进制移相键控信号的时间波形

n

n a [

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，称为二进制绝对移相方式。二进制移相键控信号的典型时间波形如下图示所示：

图2.2.1二进制移相键控信号的时间波形

2.3 2PSK 的调制与解调

2.3.1 调制原理

二进制移相键控信号的调制原理图如图2 所示。其中图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收的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180O 时，此时称为反向键控，也称为绝对相移方式。

图2.3.1 2PSK 信号的调制原理图

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。在码元时间宽度Ts 区间，发送端产生的2PSK 信号可表示

A

－A

T s

t

O s (t )

码型变换双极性

不归零乘法器

e 2PSK (t )

cos ω c t cos ω c t

0°开关电路e 2PSK (t )

π

180°移相

s (t )

(b )

为：

图2.3.2 2PSK 信号的解调原理图

解调得到的各个点的波形如下图：

图2.3.3 解调得到的各点波形图

3．

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

simulink ，利用其中的模块建立2psk 的调制系统模型：选用两个正弦波，并给予一个定时脉冲，送到2psk 的产生模块里直接输出2psk 的信号，送到示波器模

块里观察输出波形。框图如下：

e

1

a

1

1

1

b

c

d e

图3.1.1 2PSK的调制simulink系统模型输入信号序列：1010101010，仿真波形如下：

图3.1.2示波器输出的调制仿真波形

3.2 simulink仿真演示（解调）

利用simulink建立解调系统模型如下图：

图3.2.1 2PSK的解调simulink系统模型输入信号序列：1010101010，得到的仿真波形如下：

图3.2.2 示波器输出的解调仿真波

4．设计心得体会

这次课程设计让我学到了很多知识，看到这个题目时，才知道自己对书本上的知识掌握的不够扎实，再重新温习了一遍课本上的知识之后才掌握了2psk的知识。其次是对matlab软件的运用，我对matlab中的simulink的系统仿真功能有了初步的了解。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跟好的掌握了2psk的知识。这次课程设计很好的锻炼了我的动手能力，以前对这个软件不是很了解，而通过这次设计中遇到的各种模块，使我对这个软件有了跟深刻的了解。通信原理这门学科并不只是理论知识，他的更大价值在于实际的应用，作为一名通信工程专业的学生，我更应该牢固的掌握这门学科，并且把这方面知识运用到实践上。我们现在所做的一切努力都是为了将来的就业，我们必须从先开始锻炼自己各方面能力，顺应时代的潮流，只有这样做，才能不被这个社会所淘汰。

参考文献

[1] 樊昌信，曹丽娜等。通信原理，北京：国防工业出版社，第六版.

[2] 梦繁茂，邱伟等。通信原理实验与课程设计，北京邮电大学出版社，2005年第一版.

[3] 曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006：27-32.

[4] 张志涌，杨祖樱.MA TLAB教程[M].北京：北京航天航空大学出版社，2006：187-205.

[5] 王兴亮，寇宝明.数字通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2009：60-96.