通信原理课程设计2PSK相干解调器设计

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1、徐雷：2PSK相干解调器设计课程设计通信原理课程设计报告班 级：电信12-1班 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 电子与信息工程学院信息与通信工程系0目录摘要：11. 设计目的及要求：12. 2PSK基本原理22.1 基础知识22.1.1 基础知识与公式22.1.2 二进制移相键控信号时间波形22.2 基本原理32.2.1 2PSK信号的调制原理32.2.2 2PSK信号的解调原理43. 设计内容53.1 simulink调制过程仿真演示53.2 simulink解调过程仿真演示94. 心得体会12参考文献13132PSK相干解调器设计摘要：通信按照传统的理解就是信息的传输与交换。在当

2、今信息社会，则与传感，计算技术紧密结合，成为整个社会的高级“神经中枢”。没有通信，人类社会是不可想象的。一般来说，社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。倘若通信的水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制，社会生产力的发展也必然最终受到限制。可见，通信是十分重要的。针对信号的特点，主要研究2PSK实验系统及性能仿真，通过简要介绍数字频带系统二进制相位键控2PSK，在讨论二进制数字调制与解调原理的基础上，针对2PSK信号的特点，提出了一种基于Matlab的2PSK信号调制与解调设计方案，并进行了。 利用系统设计、分析和的可视化开发环境Matlab软件平台进行通信原理系统仿真实现。以2PSK

3、的调制解调原理为例分析了仿真过程，结果表明通过用软件仿真，可以很方便地得到所设计电路的输出结果与分析。关键词: 通信；2PSK；仿真；性能分析；Matlab；波形；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、运用标准与规范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

4、的想干解调器，并且运用simulink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基本原理2.1 基础知识2.1.1 基础知识与公式在二进制数字调之中，当正弦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（2PSK）是用二进制数字信号控制在博得两个相位，这两个相位通常相隔弧度，例如用相位0和分别表示1和0。二进制相移键控的时域表达式： e2PSK(t)= (2-1)这里的an为双极性数字信号，如果g(

5、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)2.1.2 二进制移相键控信号时间波形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。图2-1二进制移相键控信号的典型时间波形2.2 基本原理 2.2.1 2PSK信号的调制原理二进制相移键控信号的调制原理图如图2-2,2-3所示。其中图2-2是采用模拟调制的方法产生2PSK信号，图2-3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）方式

6、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。如图所示，S(t)是双极性的基带信号。图2-2 2PSK信号模拟调制法调制原理图图2-3 2PSK信号监控法调制原理图2.2.2 2PSK信号的解调原理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2-4 2PSK信号的解调原理图图2-5 2PSK信号相干解调时各点时间波形2PSK信号相

7、干解调各点时间波形如上图所示。图中，假设相干载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位一致（默认0相位）。但是由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180的相位模糊，即回复的本地载波与所需要的相干载波可能相同，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数字基带信号正好相反，判决其输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK方式的“倒”或“反相工作”。这是实际应用中它出现较少的主要原因。3. 设计内容3.1 simulink调制过程仿真演示首先需要建立一个2PSK的调制系统模型得到2PSK的信号。调用matlab软件中的simulink。利用其中的模块建立调制系

8、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，送到滤波器模块里观察波形，过程如下：图3-1 simulink仿真演示框图其中sine wave 和sin wave 1 是反相的载波，正弦脉冲作为信号源。各个参数设置如下：图3-2 Sine wave的信号参数设置图3-3 Sine wave1的信号参数设置由以上两个图可以看出两个载波是幅度为4频率为2Hz采样时间为0.002s的反向信号。图3-4 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3-5 2PSK调制的各点

9、波形3.2 simulink解调过程仿真演示利用simulink建立解调系统模型。图3-6 simulink仿真演示框图图3-7带通滤波器参数图3-8低通滤波器参数图3-9零阶保持参数图3-10延迟参数输入信号序列：1010101010，仿真波形如下：图3-11 2PSK信号解调的各点波形 4. 心得体会通过本次为期一周的通信原理课程设计，我学到了很多新知识，也初步掌握了matlab软件及能够使用其中的simulink仿真出相关实验波形。在设计过程中我查阅了大量的相关资料，翻阅了很多书籍。但一开始还是感觉挺茫然地不知从何下手。在经过了我和小组成员的一番讨论研究后我们决定先学习研究2PSK信号的

10、调制解调原理。第二步再通过看simulink软件教程视频学习simulink软件的操作与使用。最后再对我们本次的2PSK信号的调制与借条设计进行模拟仿真。制定好这个研究计划后我们的设计就有了目标，分工合作，各项任务进行的都十分顺利。最终成功的得到了正确的仿真结果。只有在课程设计过程中，我们才能发现自己学习中存在的各种问题。对书本上的基础知识掌握不够扎实，对word操作不够熟练运用，这些都是我在课程设计中遇到的问题。我通过在百度上查找相关教程和向其他同学求助最终掌握了我所不会的新知识。感觉自己真的成长了不少！感谢学校给我们这个机会，把理论运用到实践上，最终实现一个设计。获益匪浅。参考文献1 王兴亮.数字通信原理与技术.西安电子科技大学出版社第二版.2 徐明远.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.西安电子科技大学出版社，2005.3 孙屹,吴磊. Simulink通信仿真开发手册.国防工业出版社,2003.