通信原理课程设计--基于Matlab的相移键控仿真设计

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1、 通信原理课程设计报告 题 目 基于 Matlab 的相移键控仿真设计 专 业 电子信息工程 2015 年年 6 月月 基于 Matlab 的 2PSK,2DPSK 仿真 摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制技术 一直是研究的一个重要方向。本设计主要叙述了数字信号的调制方式，介绍了 2PSK 数字调制方式 的 基本原理，功率谱密度，并运用 MATLAB 软件对数字调制方式 2PSK 进行了编程仿真实现，在 MATLAB 平 台上建立 2PSK 和 2DPSK 调制技术的仿真模型。进一步学习了 MATLAB 编程软件，将 MATLAB 与通信 系统

2、中数字调制知识联系起来，为以后在通信领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用 MATLAB 软 件 来实现对数字信号调制技术的仿真。 关键词：数字调制与解调；MA TLAB；2PSK；2DPSK； 1 第 1 章 绪论 1.1 调制方式 数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一 般处于从零开始到某一频率（如 06M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信 道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换 成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输 或调制传输、载波传输。所谓调制，是用基带信号对载波波形的

3、某参量进行控制，使 该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传 输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。 数字基带通信系统中四种基本的调制方式分别称为振幅键控（ASK，Amplitude- Shift keying）、移频键控（ FSK，Frequency-Shift keying）、移相键控(PSK， Phase-Shift keying )和差分移相键（DPSK，Different Phase-Shift keying）。本 次课程设计对 PSK,DPSK 这两种调制方式进行了仿真。 1.2 设计要求 1.2.1 设计内容 用 MATLAB 完

4、成对 2PSK、2DPSK 的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分 析，可编写程序，也可硬件设计框图 1.2.2 设计参数（参数可以自行设置） 1、传输基带数字信号（15 位） 码元周期 T=0.01S 2、载波频率：15KHz 1.2.3 设计仪器 计算机和 MATLAB 软件 2 第 2 章 2PSK,2DPSK 原理 2.1 2PSK 原理 2.1.1 2PSK 基本原理 二进制移相键控，简记为 2PSK 或 BPSK。2PSK 信号码元的“0”和“1”分别用两个 不同的初始相位“0”和“”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK 信号的 时域表达式为: (t)=Acost+

5、) 其中，表示第 n 个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为: 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,称为二进制移相 键控方式。二进制移相键控信号的典型时间波形如图 2-1。 图 2-1 二进制相移键控信号的时间波形 2.1.2 2PSK 调制原理 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。2PSK 信号调制有两种方法，即模拟调制法和键控法。 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，模拟调 1101 t 0 s T 3 制法用两个反相的载波信号进行调制。2PSK 以载

6、波的相位变化作为参考基准的，当基 带信号为 0 时相位相对于初始相位为 0，当基带信号为 1 时相对于初始相位为 180。 键控法，是用载波的相位来携带二进制信息的调制方式。通常用 0和 180来分别 代表 0 和 1。其时域表达式为： tnTtgae c n snPSK cos)( 2 其中，2PSK 的调制中 an必须为双极性码。两种方法原理图分别如图 2-2 和图 2-3 所示。 图 2-2 模拟调制原理图 图 2-3 键控法原理图 2.1.3 2PSK 解调原理 由于 2PSK 的幅度是恒定的，必须进行相干解调。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。2PSK 信号的相干解调原理图如图 2-4 所示，各点的波形如图 2-5 所示。 由于 2PSK 信号的载波回复过程中存在着 180的相位模糊，即恢复的本地载波与所需 4 相干载波可能相同，也可能相反，这种