2PSK原理及调制解调仿真.ppt

通信系统仿真实验 2PSK的基本原理和调制解调 第九组成员 张凯强尹强苏阳王加贵沐辰梓 指导教师 赵珂李辉 参考文献通信原理 国防工业出版社第六版 基于MATLAB的simulink对信号调制解调仿真 百度文库 仿真模型的建立 苏阳王加贵资料原理整理 张凯强尹强PPT制作 沐辰梓 通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和 包括信息源 发送设备 信道 接收设备和信宿 受信者 通信技术 特别是数字通信技术近年来发展非常迅速 它的应用越来越广泛 通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术 它要将大量有用的信息无失真 高效率地进行传输 同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉 当今的通信不仅要有效地传递信息 而且还有储存 处理 采集及显示等功能 通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分 数字调制与模拟调制原理是相同的 一般可以采用模拟调制的方法实现数字调制 但是 数字基带信号具有与模拟基带信号不同的特点 其取值是有限的离散状态 这样 可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态 基本的三种数字调制方式是 振幅键控 ASK 移频键控 FSK 和移相键控 PSK或DPSK 2PSK数字通信系统框图 信源到信宿 调制分为 模拟调制键控法 本组采用 解调方法 相干解调 本组采用 二进制相移键控 2PSK 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 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 二进制移相键控信号的时域表达式为e2PSK t g t nTs cos ct若g t 是脉宽为Ts 高度为1的矩形脉冲时 则有e2PSK t cos ct 发送概率为Pe2PSK t cos ct 发送概率为1 P 由上式可看出 当发送二进制符号1时 已调信号e2PSK t 取0 相位 发送二进制符号0时 e2PSK t 取180 相位 若用 n表示第n个符号的绝对相位 则有 n 0 发送1符号 180 发送0符号 调制原理 开关键控法 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 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 所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号 图中给出了一种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 再进行抽样判决 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信号的功率谱密度 若二进制基带信号s t 的功率谱密度Ps f 为二进制相移键控信号的功率谱密度为 二进制相移键控信号的功率谱密度如图所示 由离散谱和连续谱两部分组成 续谱两部分组成 离散谱由载波分量确定 连续谱由基带信号波形g t 确定 二进制相移键控信号的带宽B2PSK是基带信号波形带宽B的两倍 即B2PSK 2B 2PSK调制与解调simulink仿真图 载波1载波2 二者幅度相反 基带信号发生器高斯噪声源码型变换器键控开关调制部分示波器加法器乘法器带通滤波器低通滤波器误码表抽样判决器码型变换器解调部分示波器 调制端输出信号仿真 第一路为基带信号 第二路是经过极性转换的双极性码 第三路是载波波形 第四路是调制的2PSK波形 其中输入 1 时初始相位为pi输入 0 时 对应相位为0 未加噪声时的解调端波形图 第一路为调制的2PSK波形第二路为加入的同频同相的载波波形第三路是2PSK信号与载波相乘的波形第四路是低通滤波后的波形 通过低通滤波器之后相当于载波提取后的波形与低通滤波器的波形相互卷积 最后得出了下图 第五路为抽样判决的波形 此图把滤波器输出波形大于0的部分判决成了 1电平 把小于0的判成了 1电平 第六路为经过极性变换后的波形 加入高斯噪声后波形 第一路为加入了高斯噪声的2PSK信号波形第二路为加入的同频同相的载波波形第三路是2PSK信号与载波相乘的波形 由于调制波形通过了调制信道 叠加了噪声 并且通过恢复载波 最后的波形就变成了下面的图形 这是因为经过了恢复载波乘法器之后 2PSK叠加噪声之后的波形与恢复载波相乘 正正得正 正负得负 所以才形成了上下不一的图形 第四路是低通滤波后的波形 通过低通滤波器之后相当于载波提取后的波形与低通滤波器的波形相互卷积 并且下图的大概包络与载波提取后的波形包络大概相同 而且还有噪声的滤波器的一些不理想因素造成了滤波后的波形出现了波纹幅度 第五路为抽样判决的波形第六路为经过极性变换后的波形通过波形对比分析可知2PSK信号解调由于噪声的影响解调基本成功 上图加入方差为5的高斯噪声后波形其误码率如下 如果加入方差为14的高斯噪声其误码率及解调波形图如下 通过做2PSK调制与相干解调课程设计 我们熟悉地掌握了2PSK调制与相干解调的原理和方法 2PSK调制的方法是将基带信号转换成双极性信号再与载波相乘后 即可产生2PSK调制信号 而相干解调的方法是将2PSK调制信号与在波相乘后通过全波整流器和低通