2PSK相干解调设计说明

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1、课程设计数字通信原理课程设计报告班级：电信08-3姓名：三学 号： 指导教师：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si

2、mulink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2.1 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。通常用已调载波的0”和T80”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n例如用相位0和n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) = E ag( t-

3、nTs)coswc t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)

4、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）模拟调制法开关电路图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2PS

5、K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：” mAIiaA誓 h El V CcrrvRi： DrrPrtKf i Ina MY Iwi E l,iJWAtUilia,A4 JHF AT iklfa 1J 家中吁伍Q|(a心 L F-.ln|肌几怙.-；.|taJ.A.1丨“Ah-Ib.I. ! Lh EU El rt.ill Un1?朋 Zd1l2-J3-| LASP：O 片比shO * FiituklllMffril

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12、JFrnfmrpT:rtaia LnfiLFmcJ b ill+F?5lp JLL4MfH!l H JnijbMI.ItL bC JXj 1J匚Hl+i.TD)WUM|K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。皿制鼻* id ci| 治迪Z 用出S4iepaWh_

13、j ihLiMakIi MfirdVK 图3.1 2PSK信号解调的simulink模型图厂*| l (A _H jfaL maxu_ri W-W1-41tjrdtioi Fgrn 1-:-to Mi1 LakLLUI tV HjI itH SMCIb*1 Ihr： .1*9+1!rr+ LihEIKKI FhlLn ! + ! ITmAIiaAjjOTKE-iklii WlRl 11 R TM-CtOT ,t/irHifl PfrWr bhllfiilMC BE I-!1 I E iML II il -xnris%. *loi -in 4 1- hsr-iruZx 4. HisLx 3 hm

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19、 用!* xc reart:R 2 fE *LI Mttrt 1 erf *ic rutn 2砒妝畑吃is wtEEminnd-tons駅沁0DnrMkhl f期E图3.4低通滤波器的设置I -JihMfefa| 唧任弹fc 棋MAS| Q w-|也曲如阳MWwd 團S 3i.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ona1口|嗣母isiP炉Qf島caia 创 -/V F _； V/弋?1ff1/VN J I JJJ1 1 1I1Y7“7yjR/ x v”Vi i11 i 1 1 1i i创:吏| 口血血|誉 在啊11岂一胃直甜窑“ 护NA3眼1*|： jtaUUw.STO

20、i生国蠶如卓宙*亦彌日初|s afJS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3001口|周a bi s |B）t：I砂-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

21、电平判决JU皂低通滤波器截止频率过大 I 口I 翼冬由戶炉Q鼻辺囱曰Jl空JFpt| LjKMi| “_在啊|卅一胃：| .甜安. 冲|4*3I B wu| MklLbMr也ga伽.阳11 如町|ssaiHii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n”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mat lab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，才能不被这个瞬息万变的社会所淘汰。参考资料：1樊昌信，曹丽娜.通信原理第六版M,北京国防工业，2009:87-89. 95-96.2德丰MATLAB自动控制系统设计，机械工业，2010年1月第一版