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本科毕业设计论文--通信原理课程设计报告2psk系统仿真

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本科毕业设计论文--通信原理课程设计报告2psk系统仿真

摘要：本文主要针对2PSK调制系统进行仿真研究。首先，介绍了2PSK调制系统的基本原理，包括其数学模型和调制解调过程。然后，通过MATLAB仿真软件实现了2PSK调制和解调过程，并对仿真结果进行了分析。最后，针对2PSK系统的性能进行了评估，包括误码率、信噪比等指标。通过仿真实验，验证了2PSK调制系统的有效性，并对实际应用中可能遇到的问题进行了探讨。本文的研究结果对通信原理课程设计和相关领域的研究具有一定的参考价值。

随着通信技术的不断发展，调制技术作为通信系统的核心部分，其性能的优劣直接影响到通信系统的整体性能。2PSK调制技术作为一种经典的数字调制技术，因其简单、易于实现等优点，在通信系统中得到了广泛的应用。本文旨在通过对2PSK调制系统的仿真研究，进一步理解其工作原理，优化其性能，为实际通信系统的设计和应用提供理论依据。

一、1.2PSK调制系统概述

1.12PSK调制的基本原理

(1)2PSK（相移键控）调制技术是一种基本的数字调制方式，它通过改变载波的相位来表示数字信息。在2PSK调制中，通常使用两种不同的相位来代表两种不同的数字信号，例如，相位0°和相位180°分别代表数字0和数字1。这种调制方式具有结构简单、实现容易、频谱利用率高等优点，因此在无线通信系统中得到了广泛应用。例如，在GSM和CDMA等移动通信系统中，2PSK调制就是其基本调制方式之一。

(2)2PSK调制的基本原理是将数字信息序列转换为二进制符号序列，然后通过相移键控器将二进制符号序列转换为相移键控信号。具体来说，当输入的二进制符号为0时，相移键控器输出一个相位为0°的载波信号；当输入的二进制符号为1时，相移键控器输出一个相位为180°的载波信号。这样，载波的相位变化就与输入的二进制符号相对应，从而实现了数字信息的传输。在实际应用中，2PSK调制通常采用BPSK（二相相移键控）形式，即只使用0°和180°两个相位。

(3)2PSK调制系统的性能可以通过误码率（BER）和信噪比（SNR）等指标来衡量。在理想情况下，当信噪比足够高时，2PSK调制系统的误码率可以接近于0。然而，在实际通信系统中，由于信道噪声和干扰等因素的影响，2PSK调制系统的误码率会随着信噪比的降低而增加。例如，当信噪比为10dB时，2PSK调制系统的误码率大约为10^-4；而当信噪比为0dB时，误码率可能高达10^-1。因此，在实际应用中，需要根据具体的通信环境和要求来选择合适的调制方式和参数，以优化系统的性能。

1.22PSK调制系统的数学模型

(1)2PSK调制系统的数学模型主要涉及载波信号的表示和数字信息的映射。在2PSK调制中，载波信号通常表示为余弦波或正弦波，可以表示为：

\[s(t)=A\cos(2\pif_ct+\theta(t))\]

其中，\(A\)是载波幅度，\(f_c\)是载波频率，\(\theta(t)\)是随时间变化的相位，它与输入的二进制数据直接相关。

(2)对于输入的二进制数据序列\(b_n\)，2PSK调制系统的数学模型可以进一步描述为：

\[\theta(t)=\begin{cases}

0,\text{if}b_n=0\\

\pi,\text{if}b_n=1

\end{cases}\]

这意味着当输入数据为0时，载波相位保持不变，而当输入数据为1时，载波相位发生180°的跳变。

(3)调制后的信号经过传输信道，接收端需要对接收到的信号进行解调。解调过程通常涉及信号的采样、滤波和相位比较。接收到的信号可以表示为：

\[r(t)=A\cos(2\pif_ct+\theta_r(t))+n(t)\]

其中，\(\theta_r(t)\)是接收端估计的相位，\(n(t)\)是噪声。通过比较接收信号的相位与本地载波相位，可以实现数据的恢复。如果估计的相位与本地载波相位差为0或π，则数据恢复正确；如果差值为π/2，则数据恢复错误。

1.32PSK调制系统的性能分析

(1)2PSK调制系统的性能分析主要关注其在不同信噪比条件下的误码率（BER）和比特能量与噪声功率谱密度比（Eb/N0）之间的关系。在理想情况下，2PSK调制系统的误码率可以通过Q函数来描述：

\[P_e=Q\left(\sqrt{\frac{E_b}{N_0}}\right)\]