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华南理工大学
通信原理课程设计报告
题目:2PSK 系统仿真
专业:
班级:
姓名:
学号:
日期:20XX 年 XX 月
一、实验需要材料
1
MATLAB 软件
二、实验要求
完成规定系统的 MATLAB 编程以及 simulink 的仿真,基本内容包括:输入信号,系统中
各个关键模块的输出情况。并调整仿真的参数得到不同的仿真结果。
三、设计原理
2PSK 汉语全称:二进制相移键控。2PSK 是相移键控的最简单的一种形式,它用两个初
相相隔为 180 的载波来传递二进制信息。所以也被称为 BPSK。
Simulink 简介:Simulink 是 Mathworks 公司推出的基于 Matlab 平台的著名仿真环境
Simulin 作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具,目前已被越来越多的工程技术人
员所青睐,它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观,而且已经在各个领域得到了广泛的
应用。
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:
①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。
②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
1 0 1
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,模拟调制法用两个反相
的载波信号进行调制。2PSK 以载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
�
�
�
�
�
�
��
�
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 1-1 和图 1-2 所示。
图 1-1 模拟调制法原理图
图 1-2 键控法原理图
2PSK 信号的时间波形
解调原理
2PSK 信号的解调方法是相干解调法,如图 2-1 所示。由于 PSK 信号本身就是利用相位
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。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。
图 2-1 2PSK 相干解调法原理图
假设相干载波的基准相位与 2PSK 信号的基准一致(通常默认为 0 相位,如图 2-2 所
示)。但是由于 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
带通
滤波器
相乘器
低通
滤波器
抽样
判决器
定时
脉冲
输出
)(
2
te
PSK
t
c
�
cos
a
b
c
d
e
s
T
A
-A
0
1
0
0
3
与所需相干载波可能相同,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
带信号与发送的基带信号正好相反,即“1”变成“0”,“0”变成“1”,判决器输出数字
信号全部出错。这种现象称为 2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。但在本次仿真中
是直接给其同频同相的载波信号,所以不存在此问题。
图 2-2 相干解调中各点波形图
相关公式:
2PSK 信号在一个码元的持续时间 Ts 内可以表示为
u
1T
(t) 发送“1”时
S
T
(t)=
u
oT
(t)=- u
1T
(t) 发送“0”时
其中 Acosω
c
t , 0< t < Ts
u
1T
(t)=
0 , 其他
设发送端发出的信号如上式所示,则接收端带通滤波器输出波形 y(t)为
[a+n
c
(t)]cosω
c
t-n
s
(t)sinω
c
t , 发送“1”时
y(t)=
[-a+n
c
(t)]cosω
c
t-n
s
(t)sinω
c
t , 发送“0”时
y(t)经过想干解调(相乘—低通)后,送入抽样判决器的输入波形为
a+n
c
(t) , 发送“1”时
x(t)=
-a+n
c
(t) , 发送“0”时
由最佳判决门限分析可知,在发送“1”和“0”概率相等时,即 P(1)=P(0)时,最佳门
1
0
1
0
s
T
t
a
b
c
d
1
t
t
t
t
e
111
00
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