实验四 基于simulink的2psk、2dpsk数字调制与解调的仿真

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1、河北北方学院信息科学与工程学院2014-2015第一学期《数据通信原理》实验报告设计题目：基于simulink的2PSK/2DPSK数字调制与解调仿真专业班级：信息工程2班姓名学号：赵星敏351李明阳300指导教师：刘钰实验四基于simulink的2PSK/2DPSK数字调制与解调仿真一、实验目的1、熟悉2PSK、2DPSK系统的调制、解调原理2、进一步熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台3、锻炼学生分析问题和解决问题的能力二、实验原理1.12PSK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

2、到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，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π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为(t)=Acost+)其中，表示第n个

3、符号的绝对相位：=因此，上式可以改写为2PSK信号波形为2PSK调制方法主要有两种：模拟调相法和键控法（相位选择法）。模拟调相法原理方框图如下图所示，极性变器将输入的二进制单极性码转换成双极性不归零码，然后与载波直接相乘，以实现2PSK模拟调相法键控法原理方框图如下图所示，用数字基带信号s（t）控制开关电路，以选择不同相位的载波输出。此时s（t）通常是单极性的，当s（t）=0时，输出e2PSK（t）=cosωct；当s（t）=1时，输出e2PSK（t）=-cosωct。键控法1.22PSK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

4、传递信息的，所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0.2PSK信号相干解调各点时间波形如图2-14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2-32PSK信号相干解调各点时间波形这种现象通常称为"倒π"现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模

5、糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的"倒π"现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.2PSK信号的解调原理方框图如下带通滤波相乘低通滤波抽样判决本地载波提取V（t）定时脉冲cosωt2PSK解调器2PSK信号的解调原理框图2.12DPSK的调制原理众所周知2PSK调制是将传输的数字码元“1”用初始相位为180°的正弦波表示，而数字码元“0”用初始相位为0°的正弦波表示。若设是传输数字码元的绝对码，则2PSK已调信号在任一个码元时间内的表达式为（1）若将传输数字码元的绝对码先进行差分编码得相对码，其差分编译码如下：差分编码为（2）差分译码为（3）再将相对码

6、进行2PSK调制，则所得到的即是2DPSK已调信号，其在任一码元时间内的表达式为（4）差分编码移相2DPSK在数字通信系统中是一种重要的调制方式，其抗噪性能和信道频带利用率均优于移幅键控(ASK)和移频键控(FSK)，因而在实际的数据传输系统中得到广泛的应用。2DPSK调制解调系统的原理框图如图差分编码低通滤波调相带通滤波相乘抽样判决差分解码分频晶振+数字信号输入数字信号输出噪声2DPSK调制解调系统原理框图2DPSK调制原理是指载波的相位受数字信号的控制而改变，通常用相位0°来表示“1”，而用180°来表示“0”。差分移相键控2DPSK信号的参考相位不是未调波

7、的相位，而是相邻的前一位码元的载波相位。2DPSK信号的产生只需要在2PSK调制前加一套相对码变换电路就可以实现，2DPSK的调制方框图见图载波移相差分编码器开关Eo(t)S(t)键控法2.22DPSK的解调原理基于DFT的2DPSK解调算法：实际中接收到的2DPSK信号在经过带通滤波后，由于码元跳变处的高频分量被过滤掉，滤波后的2DPSK信号波形分为稳定区和过渡区，码元中间部分是稳定区，前、后部分为过渡区。稳定区内的信号基本无损失，波形近似为正弦波，而过渡区内的波形则不是正弦波，并且幅度明显降低。调制信息基本上只存在于码元稳定区。从上述分析出发，可以得到基于D

8、FT的数字解调方案。具体