2PSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析.docVIP

2PSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析 学生姓名： 指导老师： 摘 要：在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号，由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字频带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。数字调制地实现，促进了通信的飞速发展。研究数字通信调制理论，提供有效调制方法有着重要意义。实现调试解调的方法有很多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。数字相位调制又称相移键控记作PSK(Phase Shift Keying),二进制相移键控记作2PSK，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信号的，在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控2PSK信号。重点介绍了2PSK的调制与解调的工作原理，以及Simulink进行设计和仿真。 关键词：调制与解调；2PSK；Simulink；MATLAB;MATLAB中Simulink平台的使用；其次了解正交振幅基本电路的 调制与解调的仿真，加入噪声后观察其频谱和波形的变化，同时检测其误码率。 1.2 课程设计的要求 熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉2PSK系统的调制解原理，构建2PSK调制解调电路图. 用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。 在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。 在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容。 2 设计原理 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，通常利用初始相位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： e2psk=Acos(ωc+ψn) （式2.1） 就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对基带信号要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时基带信号为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。且 2PSK信号属于DSB信号，它的解调，不再能采用包络检测的方法，只能进行相干解调。图2.1是产生2PSK信号的模拟调制法框图；图2.2是2PSK信号的相干解调法框图。 图2-1 2PSK调制原理框图 图2-2 2PSK信号的解调原理框图 3 设计步骤 3.1 正交振幅调制电路分析 熟悉Simulink的工作环境，并建立2PSK调制解调系统，用功率谱密度分析仪观察其基带频谱，示波器观察调制信号前后的波形。 2PSK调制解调仿真电路图如3-1所示： 3-1 2PSK调制解调原理图 从图3-2到3-8是调制解调的参数设置。 图3-2 载波参数 3-3 基带参数 图3-4 Analog Filter Design参数 图3-5 Analog Filter Design1参数 图3-6 Sampled Quantizer Encode参数 图3-7 Power Spectral Density参数 图3-8 Power Spectral Density1参数 图3-9和图3-10是带信号和解调信号功率谱密度图。 图3-9 基带信号功率谱密度图 图3-10 解调信号功率谱密度图 图3-11是示波器显示图，分别显示：载波信号，基带信号，2PSK信号。 图3-11 Scope波形 3.2 误码率分析 在原先的电路图加入误码率分析仪观察无噪声时的误码率无噪声时2PSK调制解调仿真电路图如图3-2-1所示： 图3-12 无噪声误码率2PSK调制解调原理图 图3-13 无噪声2PSK调制解调误码率 图3-14 Error rate参数 图3-15 2PSK无噪声波形 3.3有噪声的2PSK调制解调电路及误码率分析 在上面的电路图调制之后的信号中通过加入高斯白噪声，并同时观察噪声对频谱的干扰和波形的影响。之后分析误码率，来确定QAM对抗高斯白噪声的性能。 图3-16 加入高斯噪声2PSK调制解调误码率原理图 图3-17 高斯噪声误码率 图3-18 高斯噪声参数 图3-19 加高斯噪声2PSK显示波形 图3-20 加入瑞利噪声2PSK调制解调误码率原理图 图3-21 瑞利误码率 图3-22 瑞利噪声参数 图3-23 加瑞利噪声2PSK显示波形 图3-24