实验四 二进制数字带通传输系统（2PSK）

根据给定的实验报告标题“实验四 二进制数字带通传输系统（2PSK）”及其描述、标签及部分内容，本篇将详细解析该实验中的关键知识点，包括二进制相移键控（2PSK）的基本原理、Simulink在构建2PSK系统中的应用以及实验的具体步骤与结果分析。 ### 二进制相移键控（2PSK）基本原理 二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, 2PSK)是一种数字调制技术，它利用载波相位的变化来表示数字信息。在2PSK中，两个不同的相位（通常为0°和180°）分别代表数字“0”和“1”。相比于幅度调制或频率调制，2PSK具有较高的抗噪声性能，尤其是在低信号对噪声比(SNR)的情况下表现更佳。2PSK的关键在于如何有效地进行调制与解调。 ### Simulink在构建2PSK系统中的应用 #### 实验目的 1. **掌握数字系统的调制和解调原理**：这涉及到理解2PSK调制和解调的工作机制。 2. **学会Simulink仿真软件在数字传输系统仿真的应用**：Simulink是一种图形化编程环境，非常适合于构建复杂的系统模型，如本实验中的2PSK系统。 3. **掌握Simulink模块参数设置方法和使用**：为了准确模拟实际的2PSK系统，需要正确设置各个模块的参数。 4. **通过实验中波形的变换，学会分析实验现象**：通过观察不同阶段的波形变化，可以更好地理解2PSK系统的特性。 #### 实验步骤详解 1. **使用随机信号发生器，产生二进制信号**：在本实验中，首先需要使用Simulink中的Bernoulli Binary模块产生二进制随机信号。 2. **调用现有调制解调模块搭建传输系统**：接下来是调制过程，使用PSK Modulator模块将二进制信号转换成模拟信号。此外，还需要配置相应的载波频率等参数。 3. **用频谱分析仪观察基带信号频谱、载波频谱、已调信号频谱**：通过设置频谱分析仪模块，可以直观地观察到不同信号的频谱特征。 4. **信道使用高斯信道模块AWGN，信噪比设置为20**：在真实环境中，信号会受到各种干扰的影响，使用AWGN模块可以模拟这一过程，并设置特定的SNR值。 5. **使用示波器观察不同信噪比下的基带信号、已调信号、接收信号、恢复出的基带信号**：示波器可以帮助我们观察信号的变化情况，对于分析系统性能至关重要。 6. **使用误码率计算模块，分别计算不同信噪比下的误码率**：通过比较发送信号与接收信号，可以计算出误码率，这对于评估系统性能非常重要。 ### 参数计算 - **基带信号频率**：f基带= 9.6kHz - **载波频率**：f载波= 5 × 9.6 = 48kHz - **采样频率**：Fs = 10*5*9.6 = 480kHz - **码元周期**：Ts = 1/9.6 = 0.104ms - **低通滤波器频率设置**：f𝑝𝑎𝑠𝑠= 10kHz, 𝑓stop= 19.2kHz - **带通滤波器频率设置**： - fstop1= 2 × 9.6=19.2kHz - f𝑝𝑎𝑠𝑠1= 4.5 × 9.6=43.2kHz - f𝑝𝑎𝑠𝑠2= 5.5 × 9.6=52.8kHz - f𝑠𝑡𝑜𝑝2=8 × 9.6=76.8kHz - **已调信号带宽**：B = 2 × 𝑅𝐵 = 2 × 9.6 = 19.2kHz ### 实验结果 1. **频谱**：通过频谱分析仪观察到了基带信号、载波信号以及已调信号的频谱特性，这些信息有助于理解信号的频域分布。 2. **示波器**：不同信噪比条件下，示波器显示了基带信号、已调信号、接收信号和恢复出的基带信号的波形变化。 3. **误码率**：通过对不同信噪比下的误码率进行计算，可以得出系统在不同条件下的性能表现。例如，在信噪比为20dB时，误码率为0.00039588。 本实验不仅深入探讨了2PSK系统的理论基础，还通过具体的实验操作验证了理论的有效性和实用性，为深入理解和掌握数字通信系统提供了宝贵的经验。