2DPSK差分相干解调器设计

课程设计数字原理课程设计报告班 级：通信08-4班 姓 名：赵永 学 号： 指导教师：王诗 成 绩： 电子与信息工程学院通信工程系目录（contents）摘要-02第一章：绪论-02第二章：信号原理-02第三章：调制和解调原理-033.1 2DPSK信号调制原理-043.2 2DPSK信号解调原理-04第四章：模型建立-054.1 2DPSK调制模块-054.2 相干解调-074.3差分相干解调-09第五章：心得体会-11参考文献-11基于simulink的2DPSK差分相干解调器设计摘要：通过对通信原理的学习和matlab的了解，利用simulink功能设计2DPSK差分相干解调器，进行仿真。关键词：simulink 2DPSK 差分相干解调第一章：绪论2DPSK信号中，相位变化变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于载波恢复中相位有0、模糊性，导致解调过程中出现“反相工作”现象，会付出的数字信号“1”和“0”的位置倒置，从而使2psk难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2dpsk）方式。第二章:信号原理2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称为相移键控。假设用表示本码元与前一码元的载波相位差，可以规定一种对应关系：=0 表示数字信息0= 表示数字信息1则可以将一组二进制数字信息序列表示成其对应的2DPSK信号。例如：二进制数字信息：11011001112DPSK信号或相位：（0） 000000或 （） 00000其中括号里面的为参考相位。相应的波形如图1-1所示图1-1第三章：2DPSK信号调制和解调原理 3.1 2DPSK信号调制原理2DPSK产生的方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对编码变成相对码（查分吗），然后根据相对吗进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2DPSK调制器原理框图：开关电路Cos wt180相移码变换0S(t)图3-1 2DPSK信号调制原理框图3.2 2DPSK信号解调原理2DPSK信号的解调方法有两种，一种是相干解调（极性比较法），另一种是差分相干解调（相位比较法）。3.2.1相干解调原理图带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器码反变换器输入 acde f 输出Cos wt 定时脉冲图 3-2 2DPSK相干解调原理图3.2.2 差分相干解调（相位比较法）原理图带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器延迟ts输入acde输出b 定时脉冲图3-3 3-2 2DPSK差分相干解调原理图第四章：模型建立4.1 2DPSK调制模块调制模块主要包括两部分，一个是差分编码模块，另一个是开关电路。因为调制过程中需要用到相对码，所以需要进行差分编码，把绝对码变换成相对码，然后对绝对码调相从而产生二进制差分相移键控信号。开关电路部分的主要功能是根据差分码和所给的针线波信号生成二进制差分相依键控信号。调制系统模型如下：图 4-1 2DPSK信号调制系统其中第一个示波器（Scope）用来观察把绝对码转换成差分码，显示如下（设参考相位为0），第一行为绝对码，第二行为相对码。图4-2 绝对码转换为差分码第二个示波器（Scope1）主要用来观察调制出来的波形，显示如下：图 4-3 调制波形图4.2 相干解调设计相干解调主要有带通滤波器，相乘器，低通滤波器，抽样判决器，码反变换器构成。其中抽样变换器把经过低通滤波器后的正弦波信号转变成为二进制电平信号，即转换成为相对码。各阶段的波形分别用示波器（scope2）和（scope4）观察。波形如图4-5和4-6所示。系统图如下：图4-4 2DPSK差分相干解调系统图码反变换器是用来把二进制相对码（差分码）变换成为绝对码，即相对码和它的前一位模二加。这样，2DPSK的调制和相干解调完成。图4-5 过程a、b、c的波形图图4-7 解调输出波形图4-6 过程d、e、f的波形图示波器（scope3）用来观察调制解调后的二进制信息码，并和信息源码进行比较，结果如图4-7。改变信号源伪随机序列的输入，可以得到不同的输入信号的解调结果。4.2 差分相干解调设计相比相干解调，差分相干解调就容易多了，可以少了码反变换器模块，调制部分和前面相同，解调少有改变，总的系统设计图如下：图 4-8 2DPSK差分相干解调器系统图经过带通滤波器的信号和它延迟一个Ts的信号相乘，然后经过低通滤波器，抽样判决器，完成解调。a、b、c、d、e各点的波形可以通过示波器（scope1）观察得到，波形如图4-9所示。调制解调结果如图4-10所示。图 4-10 2DPSK差分相干解调输出波形图4-9 a、b、c、d、e各点输出波形图解调后的波形表明相干解调和差分解调的过程不一样，但结果一致，同样可以改变信号源，输入不同的信号，可以得到对应的解调信号。第五章：心得体会通过三四天的学习和设计，作出了这次课程设计。开始的时候做的还算顺利，到仿真系统的时候，就乱了手脚。面对simulink这个以前没接触的工具，要做出通信系统的仿真，真是一件难事。于是通过各种渠道学习simulink ，两天的时间做本设计的第一个仿真，总是达不到差分编码的效果，各部分出错。当各种错误被纠正后，终于达到了理想的差分码，同时也熟悉simulink的基本功能模块。此时想到了爱迪生，成功是百分之一的灵感加百分之九十九的汗水。做出差分码，后面的仿真如顺水行舟一般，做起来容易多了，最终做出了仿真达到了比较满意的效果，出现了比较完美的波形，擦了擦汗水，比较欣慰。通过这次课程设计，进一步的学习了通信原理，对2DPSK 差分相干解调的各个过程已经非常了解了。还进一步的学习的matlab的运用，感觉付出努力会有很大的收获的。