2DPSK差分相干解调器Simulink仿真

2DPSK调制与解调系统的仿真实验课程设计题目：2DPSK调制与解调系统仿真实验目的：本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。

通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。

要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。

能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。

对一个实际课题的软件设计有基本了解，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。

实验内容：设计了差分编码移相键控(2DPSK)调制解调系统的工作流程图,并利用 Matlab 软件对该系统的动态进行了模拟仿真。

利用仿真的结果,从基带信号的波形图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可以看出,仿真实验良好。

2DPSK调制解调系统的仿真设计,为以后进一步研究基于Matlab的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。

设计原理:2DPSK信号原理：2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对变化传递数字信息,所以又称为相对相移键控。

有用的信息具有较高的传输速率和很低的误码率，传输速率越高，延时越小，有效性越高；码元错误率低，信息失真越小，准确度越高。

为了获得较低的误码率，就得让传输的信号有较低的误码率。

在传输信号中，2PSK信号和2ASK及2FSK信号相比，具有较好的误码率性能，但2FSK对相位不敏感，为了保证2PSK的优点，又不会产生误码，将2PSK体制改进为二进制差分相移键控2DPSK，即对相移键控。

现假设△Φ为当前码元与前一码元的载波相位差，并规定△Φ=0表示0码，△Φ=π表示1码：二进制数字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 02DPSK信号相位：（0）π 0 0 πππ 0 ππ或：（1） 0 ππ 0 0 0 π 0 0 所以，对于相同的基带数字信息序列，由于序列初始码元的参考相位不同，2DPSK信号的相位可以不同，也就是说，2DPSK信号的相位并不代表直接基带信号，而前后码元相对相位的差才是唯一决定信息的符号。

课程设计班级：通信08-4班*名：**学号：**********指导教师：**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-----------------------------------------03 3.1 2DPSK信号调制原理------------------------------------------04 3.2 2DPSK信号解调原理------------------------------------------04 第四章：模型建立------------------------------------------------05 4.1 2DPSK调制模块-----------------------------------------------05 4.2 相干解调----------------------------------------------------07 4.3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。

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。

下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原理。

1.二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

2 .二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|?fs，则出现单峰。

3.二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。

基于Simulink的通信系统建模与仿真——数字通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）ASK调制数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即ASK（Amplitude－Shift Keying）。

ASK有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法。

乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。

键控法是产生ASK信号的另一种方法。

二元制ASK又称为通断控制（OOK）。

最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。

乘法器实现法框图键控法实现框图ASK解调ASK的解调有两种方法：1.包络检波法2.相干解调。

同步解调也称相干解调，信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，乘法器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。

低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰。

由于AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故也可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。

包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。

相干解调框图包络检波框图FSK调制2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。

由于频率选择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（0 →1或1 →0 ）时刻，2FSK 信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。

载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终时连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽。

在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如下图所示：FSK解调FSK信号的解调方法很多，我们主要讨论1.非相干解调2.相干解调。

非相干解调框图如下相干解调框图如下PSK调制相移键控是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。

DPSK调制与相干解调系统仿真学生姓名：*** 指导老师：***摘要本课程设计主要用Simulink平台仿真一个DPSK调制与相干解调通信系统，在信道中运行并分别解调。

并用图形输入法设计相关电路，用示波器和频谱模块分析系统性能。

在课程设计中，首先根据原理画出图形，然后构建调制解调电路，再在Simulink 中调出各元件组成电路，接着设置调制解调电路中各个模块的参数值并加以运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设置的系统性能。

通过波形分析，了解到本课程设计非常成功。

关键词Simulink；DPSK；调制；解调；仿真1引言通信就是信息的传输，在当今高度信息化的社会，信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。

信息作为一种资源，应该得到很好的利用，因此我们必须对信息进行有效的传输，通信的目的就是传递消息所包含的信息。

我们的生活中，通信是一个重要的组成部分。

我们的手机，电话，上网聊天……我们总和通信有着各种各样的联系。

目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。

但是，数字通信的发展速度已明显超过了模拟通信，成为当代通信技术的主流。

与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。

数字通信的缺点是，一般需要较大的带宽。

另外，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备复杂。

但是，随着微电子技术、计算机技术的广泛应用以及超大规模集成电路的出现，数字系统的设备复杂程度大大降低。

同时高效的数据压缩技术以及光纤等大容量传输媒质的使用正逐步使带宽问题得到解决。

因此，数字通信的应用必将越来越广泛。

1.1课程设计的目的课程设计,主要是让我们更好地了解书本上的知识,在实践中加深对于知识点的印象.此次实践,就是为了更好地了解AM与ASK的调制与解调过程,体会低通滤波器与带通滤波器的应用,以及高斯噪声对于信道传输的影响.通过课程设计，可以进一步理解通信系统的基本组成、模拟通信和数字通信的基础理论、通信系统发射端信号的形成及接收端信号解调的原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识。

用SystemView 仿真实现二进制差分相位键控（2DPSK ）的调制1、实验目的：（1）了解2DPSK 系统的电路组成、工作原理和特点；（2）分别从时域、频域视角观测2DPSK 系统中的基带信号、载波及已调信号； （3）熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容：以PN 码作为系统输入信号，码速率Rb ＝10kbit/s 。

（1）采用键控法实现2DPSK 的调制；分别观测绝对码序列、差分编码序列，比较两序列的波形；观察调制信号、载波及2DPSK 等信号的波形。

（2）获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理：2DPSK 方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。

假设前后相邻码元的载波相位差为∆ϕ，可定义一种数字信息与∆ϕ之间的关系为则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系如下表所示数字信息与∆ϕ 之间的关系也可以定义为2DPSK 信号调制过程波形如图1所示。

0,01φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”()()1 1 0 1 0 0 1 102DPSK 0 0 0 0 0 00 0 0 0ππππππππππ二进制数字信息：信号相位：或0,10φπ⎧∆=⎨⎩表示数字信息“”，表示数字信息“”图1 2DPSK 信号调制过程波形可以看出，2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。

2DPSK 信号调制器原理图如图2所示。

图2 2DPSK 信号调制器原理图其中码变换即差分编码器如图3所示。

在差分编码器中：{a n }为二进制绝对码序列，{dn }为差分编码序列。

D 触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView 中此延迟环节一般可不采用D 触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块”。

绝对码相对码载波DPSK 信号101100101 0 0 1 0 1 1 0 2开关电路图3差分编码器4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果：键控法：采用键控法进行调制的组成如图4所示。

论文题目：2DPSK调制解调仿真系统设计专业：通信技术学号: 0807040211学生：苏瑜签名：＿＿＿＿＿指导教师：张鸣签名：＿＿＿＿＿摘要二进制差分相移键控简称二相相对调相，记作2DPSK。

它是数据通信中最常用的一种调制方式，这种方式的优点是简单，易于实现。

与2PSK的波形不同，2DPSK 波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才唯一确定信息符号。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道特性相匹配。

调制解调技术是实现现代通信的重要手段，研究数字通信调制解调理论，提供有效的调制方式，有着重要意义。

Matlab中的通信工具箱可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。

本文主要研究了利用Matlab Simulink软件对2DPSK调制解调系统的设计。

首先介绍了2DPSK调制解调的基本原理和Matlab Simulink仿真软件。

然后根据2DPSK的调制原理及解调原理进行了仿真模型搭建，并分析了仿真结果。

最后利用Matlab Simulink 中的DBPSK Modulator Baseband和DBPSK Demodulator Baseband模块实现了2DPSK调制解调系统设计。

【关键词】Matlab Simulink 2DPSK 调制解调【论文类型】设计型Title: 2DPSK of Modulation and Demodulation Simulation System Design Major: Communication Technology Number: 0807040211 Name：Su Yu Signature：Supervisor：Zhang Ming Signature：ABSTRACTBinary differential phase shift keying modulation is relatively short two-phase, denoted by 2DPSK. It is one of the most commonly used modulation in data communications, this approach has the advantage of simple, easy to implement. 2DPSK waveform is different from 2PSK waveform. 2DPSK waveform does not correspond to the same phase of the same number of information symbols, and the relative phase of the before and after symbol determine the only information symbols. In order to make the digital signal transmitted in a communication channel,we must use digital baseband signal to modulate the carriert, which can make the signal match the channel characteristics. Modulation and demodulation technology is an important means to achieve modern communications, modulation and demodulation of digital communications theory,and it can provide an effective way of great significance. Matlab toolbox of communication in the field of communications can be used for research, development, system design and simulationThis paper studies the use of Matlab Simulink software to design 2DPSK modem system. First it introduces the basic principles of 2DPSK modulation and demodulation and Matlab Simulink simulation software. Then according to the principle of 2DPSK modulation and demodulation, it builds the simulation model and analysis of simulation results. Finally, in the 2DPSK modulator and 2DPSK demodulator module of Matlab Simulink,it implements the design of 2DPSK modem system.【Key words】Matlab Simulink 2DPSK Modulate Demodulate 【Type of Thesis】Design前言本文主要是熟悉Matlab的运用，了解2DPSK的原理及其原理图，利用Matlab/Simulink仿真软件，设计一个2DPSK调制与解调系统，并得出调制后的信号，用示波器对调制前与解调后的波形进行比较，最后进行性能分析。

2DPSK调制与解调系统的仿真摘要：二进制差分相移键控简称二进制相对调相，记作2DPSK。

它是数据通信中最长用的一种调制方式，这种方式的优点最简单，易于实现。

与2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信号符号，而前后码元的相对相位财位以确定信息符号。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以是信号与信道特性相匹配。

调制解调技术是实现现代通信的重要手段，研究数字通信调制解调理论，提供有效的调制方式，有着重要的意义。

MA TLAB 中得通信工具箱可以用来进行通信领域的研究,开发，系统设计和仿真。

关键词：MATLAB Simulink 2DPSK 调制，解调。

1.设计原理1.1 2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。

现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。

则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。

在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。

如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。

所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。

定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设：→数字信息“0”；→数字信息“1”。

则数字信息序列与2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK 信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 01.2 2DPSK 信号的调制原理一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。

2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图2.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。