2PSK调制与解调系统的仿真(1)

1、科类理工科编号（学号）本科生毕业论文（设计）PSK调制与解调系统的仿真The simulation of PSK modulation and demodulation system秦安东指导教师：赵红伟（讲师）云南农业大学 昆明黑龙潭 650201学院：基础与信息工程学院专业：电子信息工程 年级: 论文（设计）提交日期： 答辩日期：答辩委员会主任：云南农业大学年 月目录摘要错误！未定义书签。ABSTRACT 51前言52设计原理52.1 2PSK信号的调制与解调 52.1.1 2PSK信号的调制原理 52.1.2 2PSK信号的解调原理 72.2 4PSK信号的调制与解调 52.2.1 4P

2、SK信号的调制原理 52.2.2 4PSK信号的解调原理 72.3 8PSK信号的调制与解调 52.3.1 8PSK信号的调制原理 52.3.2 8PSK信号的解调原理 73仿真结果84.1 2PSK信号的仿真结果如下图所示 错误！未定义书签。4.2 4PSK信号的仿真结果如下图所示 74.3 8PSK信号的仿真结果如下图所示 错误！未定义书签。5.心得体会9参考文献10致谢错误！未定义书签。附录错误！未定义书签。用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。键控法，如对载波的相位进行键控， 便可获得相移键控 (PSK基本的调制方式。由于PSK 在生活中有着广泛的

3、应用，本论文详细介绍了 PSK波形的产生和仿真过程。我们可以 系统的了解基本原理，以及得到数字调制波形的方法。利用MATLAB仿真可更好的认识2PSK信号波形的调制过程。关键词：数字调制、2PSK调制与解调、Matlab仿真ABSTRACT1. 刖言课程设计需要运用 MATLAB编程实现2PSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程 中的波形，讨论其调制和解调效果。2. 设计原理2.1 2PSK信号的调制与解调数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的

4、特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。数字调制技术的两种方法： 利用模拟调制的方法去实现数字式调制， 即把数字调制看成是 模拟调制的一个特例， 把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波， 从而实现数字调制。 这种方法通常称为键控法， 比如对载波 的相位进行键控，便可获得相移键控（ PSK基本的调制方式。图1相应的信号波形的示例2.1.1 2PSK信号的调制原理数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于”同相”状态；如果其中一

5、个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为 ”反相”。一般把信号振荡一次（一周）作为 360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，1码控制发0度相位，0码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和n分别表示二进制“ 1 ”和“ 0”。因此，2PSK信号的时域表达式为错误！未找到引用源。（t）=Acos错误！未找到引用源。t+错误！未找到引用源。） 其中，错误！未找到引用源。表示

6、第n个符号的绝对相位：错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。因此，上式可以改写为错误！未找到引用源。图2 2PSK信号波形2PSK信号的调制原理框图如下图3所示0Pg (fCOS fdta-1M移相12PSK信号的调制原理框图说明：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，

7、不再能采用包络检测的方法，只能进行相干解调。2.1.2 2PSK信号的解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所 收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘， 然后用低通滤波 器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为 1负抽样 值判为0.以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3所示.当恢复的相干载波产生 180。倒相时， 解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错图3 2P

8、SK信号相干解调各点时间波形1 I L 0010 C” WWWVX；/YVYWfYcVXv WTTnm. . r_C一 -这种现象通常称为”倒n 现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着 180的相 位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的倒n 现象,从而使得2PSK方式在实际采用2PSK信号的解调原理框图如下图所示2PSK信号的解调原理框图说明：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

9、通滤波器得到低频信号v(t)，再经抽样判决得到基带信号。四进制绝对相移键控(4PSK)直接利用载波的四种不同相位来表示数字信息。如下2.2 4PSK信号的调制与解调2.2.1 4PSK信号的调制原理222 4PSK信号的解调原理4.仿真结果基带信号工匸I ._LOJ : v_II0 1 2x 104噪音信号1 l!I*h0x10加嗥后信号2i； twwiiftw$工0 1 2*10 1 2斗K 10Receiver-3dB Filter Response说明：基带信号经过调制系统生成 PSK信号，信道中可能会有噪音干扰，经过带通滤波器过 滤出有用信号。说明：信道内的PSK信号经过带通滤波器过滤

10、出有用信号，经过相乘器和载波信号相乘，所得信号通过低通滤波器得到低频信号，再经抽样判决得到基带信号。5.心得体会一周的基于MATLAB的数字调制信号仿真分析课程设计让我获益颇深。更加深入的掌握 了 MATLABk件的使用，了解了数字调制的基本原理和主要过程，进一步学习了信号的传输 的有关内容。在这一周的时间内我经常往返于图书馆， 查阅相关资料，发现自己的知识水平有限， 需 要学习的东西还有很多很多。另外， 在这次课程设计中， 我充分利用了网络资源， 终于让其 发挥了有用的一面。设计过程中老师主要锻炼我们的自主能力，我们查阅资料的同时，当遇到不解的时候， 老师的不吝指导，我的课程设计才得以在规定

11、的时间内高效完成。通过这次课程设计， 我学会了很多，收获了很多，并且加强了我的自主能力、动手能力 和独立思考、团结协作的能力。参考文献：1樊昌信通信原理电子工业出版社2王秉军等通信原理北京：清华大学出版社3曹志刚等现代通信原理北京：清华大学出版社4刘卫国MATLAB序设计与应用（第二版）高等教育出版社5王嘉梅基于MATLAB勺数字信号处理与时间开发西女电子科技大学出版社附：程序清单2PSK基于MATLAB的程序代码: clear all;close all;fs=8e5;%抽样频率fm=20e3;%基带频率 n=2*(6*fs/fm);fin al=(1/fs)*( n_1);fc=2e5; % 载波频率 t=O:1/fs:(fi nal);Fn=fs/2;%耐奎斯特频率嘲正弦波产生方波%= twopi_fc_t=2*pi*fm*t;A=1;方波phi=0;x = A * cos(twopi_fc_t + phi);