基于MATLAB的二进制移相键控2PSK调制与解调课程设计任务

江西农业大学
通信原理课程设计报告
题目基于Matlab的相移键控仿真设计专业电子信息工程
学生姓名曾凡文
学号 ********
二 0 一五年六月
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制技术一直是研究的一个重要方向。

本设计主要叙述了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的基本原理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真实现,在MATLAB平台上建立2PSK和2DPSK调制技术的仿真模型。

进一步学习了MATLAB编程软件，将MATLAB与通信系统中数字调制知识联系起来，为以后在通信领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用MATLAB软件来实现对数字信号调制技术的仿真。

课程设计目的：通过课程设计，巩固已学过的*****知识，加深对其理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统仿真。

关键词：数字调制与解调；MATLAB；2PSK；2DPSK；
第1章 基本工作原理
1.1 2PSK 原理
1.1.1 2PSK 基本原理
二进制移相键控，简记为2PSK 或BPSK 。

2PSK 信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位“0”和“ ”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK 信号的时域表达式为:
(t)=Acos
t+)
其中，表示第n 个符号的绝对相位： =
因此，上式可以改写为:
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制移相键控方式。

二进制移相键控信号的典型时间波形如图1-1。

11
010s T。

目录一.摘要和关键词 ..... 错误!未定义书签。

二.小组成员与分工 ... 错误!未定义书签。

三.设计的主要原理 ... 错误!未定义书签。

四．设计的系统仿真 .. 错误!未定义书签。

五．仿真系统的结论 .. 错误!未定义书签。

六.总结和体会： ..... 错误!未定义书签。

七.致谢 ............. 错误!未定义书签。

八.参考文献 ......... 错误!未定义书签。

2PSK的调制与解调一.摘要和关键词2PSK中文是：二进制相移键控，其有两种调制方法，模拟调制法和键控法，解调是用相干解调法。

我们这次做的是2PSK的调制与解调，在实现的过程中，使用了MATLAB的M文件的程序和SIMULINK 实现。

关键词：2PSK 调制解调 MATLAB二.小组成员与分工小组成员分工：确定题目：，查找资料：全部，设计程序： Simulink模拟图：；PPT，演讲：，演示：旁观：三.设计的主要原理二进制相移键控中，通常用相位0和π来分别表示“0”或“1”。

2PSK已调信号的时域表达式为e(t)=s(t)cosωt 。

因此，在某一个码元持续时间内观察时,有0，或π。

当码元宽度为载波周期的整数倍时，2PSK信号的典型波形如下图，2PSK信号的模拟调制法框图；如下图是产生2PSK信号的键控法框图，就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)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s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ 或双极性NRZ脉冲序列信号均可。

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。

在这次通信系统仿真实训中，我们使用了MATLAB中的M文件实现，也使用了SIMULINK模块实现了2PSK的调制与解调。

而我负责的是SIMULINK的解调部分，Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

2PSK调制与解调系统的仿真设计首先，我们需要了解2PSK调制与解调系统的基本原理。

2PSK（二进制相移键控）调制技术是一种利用相位来表示数字信息的调制技术。

在2PSK调制中，0和1分别用相位0°和180°表示。

调制器将数字信息转化为相位的变化，然后通过信道传输到接收端。

解调器在接收端将相位变化还原为数字信息。

2PSK调制与解调系统可以简单地分为两个部分：调制器和解调器。

在调制器中，我们可以使用相位锁定环（PLL）的方法实现2PSK调制。

PLL能够锁定输入信号的相位，然后产生相应的调制信号。

在2PSK调制中，我们可以使用正弦波信号作为基频信号，通过改变其初始相位来实现信号的相位调制。

在解调器中，我们可以使用相关器（correlator）的方法实现2PSK解调。

相关器能够检测接收信号与已知的参考信号之间的相关性，从而获取相位变化信息。

在2PSK解调中，我们可以使用相位为0°和180°的两个参考信号与接收信号进行相关运算，然后根据相关结果来判断接收信号的相位。

为了验证2PSK调制与解调系统的性能，我们可以进行仿真设计。

首先，我们需要确定系统所需的参数，包括载波频率、数据速率、信噪比等。

然后，我们使用Matlab或者其他仿真软件搭建2PSK调制与解调系统的模型，包括调制器和解调器。

在调制器模型中，我们生成数字信号，并将其转化为相位变化信号。

根据系统参数，我们生成相应频率的正弦波，并通过改变初始相位来实现调制。

然后，我们将调制信号通过信道传输到解调器。

在解调器模型中，我们接收到调制信号，并使用相关器来检测信号的相位变化。

根据相关结果，我们可以判断信号的相位，并将其转化为数字信息。

然后，我们可以将解调后的数字信息与原始数据进行比较，评估系统的性能。

进行仿真实验时，我们可以改变系统参数来研究其对系统性能的影响。

比如，我们可以改变信噪比，观察误码率的变化。

或者，我们可以改变数据速率，观察解调器的解调效果。

基于MATLAB的⼆进制移相键控（2PSK）调制与解调课程设计任务书课程设计任务书题⽬：信号分析处理课程设计－基于MATLAB的⼆进制移相键控（2PSK）调制与解调分析初始条件：1.Matlab6.5以上版本软件；2.先修课程：通信原理等；要求完成的主要任务：（包括课程设计⼯作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、利⽤MATLAB中的simulink⼯具箱中的模块进⾏⼆进制移相键控（2PSK）调制与解调，观察波形变化；2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运⾏调试程序，记录实验结果（含计算结果和图表等），并对实验结果进⾏分析和总结；3、课程设计说明书按学校统⼀规范来撰写，具体包括：⑴⽬录；⑵理论分析；⑶程序设计；⑷程序运⾏结果及图表分析和总结；⑸课程设计的⼼得体会（⾄少800字，必须⼿写。

）；⑹参考⽂献（不少于5篇）。

时间安排：周⼀、周⼆查阅资料，了解设计内容；周三、周四程序设计，上机调试程序；周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。

指导教师签名：年⽉⽇系主任（或责任教师）签名：年⽉⽇⽬录1 理论分析 (1)1.1基础知识 (1)1.2⼆进制相移键控基本原理 (1)1.3⼆进制相移键控调制 (2)1.4⼆进制相移键控解调 (4)2 程序设计与仿真模型建⽴ (6)2.1设计与仿真基础 (6)2.2程序设计实现 (7)2.3 Simulink仿真模型建⽴ (12)3 程序运⾏结果与仿真结果 (19)3.1程序运⾏结果与分析 (19)3.2 Simulink仿真结果与分析 (20)4 ⼼得体会 (22)参考⽂献 (24)1 理论分析1.1基础知识数字信号的传输⽅式分为基带传输和带通传输。

然⽽，实际中的⼤多数信道（如⽆线信道）因具有带通特性⽽不能直接传送基带信号，这是因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。

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，以使信号与信道的特性相匹配。

ʌ摘要ɔ本文主以Matlab-Simulink为基础,有针对性的进行2PSK调制以及仿真㊂主要研究的是数字调制中的二进制调制㊂主要运用了两种方法对2PSK进行仿真,即程序编写法以及SIMULINK框图法有目的地对2PSK进行系统仿真㊂通过这两种方法,我们可以从多角度清晰动态地表现出2PSK的调制仿真图像㊂ʌ关键词ɔSIMULINK仿真2PSK1基于编写MATLAB程序进行仿真1.1仿真思路(1)首先要确定基带信号st1和两个载波频率的值f1㊁f2㊂(2)对基带信号求反,构成双极性码㊂(3)构成载波s1㊁s2,之后进行调制㊂(4)把程序出入matlab中,对程序进行仿真㊂1.2程序2PSK基于MATLAB的程序代码clear allclose alli=10;j=5000;a=round(rand(1,i));t=linspace(0,5,j);f1=4;fm=i/5;st1=t;for n=1:10if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=0;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*nst1(m)=1;endendendfigure(1);subplot(311);plot(t,st1);title('st1是基带信号');axis([0,5,-1,2]); %%%%%%%%%%基带信号求反st2=t;for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;elsest2(n)=1;endend;%%%%%%%%构成双极性码st3=st1-st2;%%%%%%%%载波信号s1=sin(2*pi*f1*t);%subplot(321),plot(s1);%title('载波信号s1');%%%%%%%调制%figure(2);e psk=st3.*s1;subplot(313);plot(t,e psk);title('2PSK调制信号');2输出波形图12PSK输出波形3基于SimuIink仿真2PSK的调制3.1用Matlab/Simulink对2PSK进行调制仿真在二进制数字调制基础之上,是以当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时随之产生的信息即为二进制移相键控(即2PSK)㊂是以,在此运用已调信号载波的"0"以及" 180"时分别用以表示二进制数字基带信号的"1"以及"0",用两个反相的载波信号进行调制㊂因此,2PSK调制仿真基于Matlab/ Simulink的框图如下所示：图22PSK信号的SimuIink模型方框图其中Sine wave以及sine wave1是分别f1为频率以及以f2为频率的正相载波以及反相载波,信号源选取的是时间脉冲发生器模块,最后经由switch是多路选择器成2PSK信号㊂3.2仿真波形通过上述的参数的设置,可以得知,仿真运行后各点的时间波形如下图所示：图32PSK仿真波形作者简介：刘丽(1980-),女,汉族,呼伦贝尔学院物电学院,讲师,研究方向：电子与通信工程㊂基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真刘丽(呼伦贝尔学院物理与电子信息学院,内蒙古海拉尔021008)162--基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真作者：刘丽作者单位：呼伦贝尔学院物理与电子信息学院,内蒙古 海拉尔,021008刊名：科技展望英文刊名：Technology Outlook年，卷(期)：2015(14)引用本文格式：刘丽基于MATLAB-SIMULINK的2PSK调制及仿真[期刊论文]-科技展望 2015(14)。

目录第一章软件简介 (2)1.1 Matlab简介 (2)1.2 Simulink介绍 (2)第二章FSK基本知识 (3)2.1 通信系统模型 (3)2.2 FSK的时域分析 (4)2.3 FSK信号的频谱特性： (5)2.4 2FSK数字系统的调制方法 (5)2.5 FSK数字系统的解调方法 (6)2.6 方案比较 (7)第三章Matlab仿真 (8)3.1仿真思路 (8)3.2 仿真程序 (8)3.3 输出波形及结果分析 (11)3.4结果分析 (17)第四章用Simulink仿真FSK调制解调 (17)4.1各单元模块功能介绍及电路设计 (17)4.2 电路参数的计算及元器件的选择 (18)4.3系统整体电路图 (19)4.4系统仿真实现 (19)4.5系统测试 (21)4.6参数设置 (22)心得体会 (25)参考文献 (27)第一章软件简介1.1Matlab简介Simulink是Matlab中的一部分，首先简单介绍一下Matlab。

Matlab是Matrix Laboratory的缩写，意为矩阵实验室。

它具有强大的矩阵处理功能和绘图功能，进还能进行文字处理，绘图，建模仿真等功能。

Matlab已经发展成为多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。

Matlab的帮助功能很强大，自带有详细的帮助手册，基于HTML的完整的帮助功能，也可以用help命令来得到帮助信息。

程序语法与C语言类似，设计自由度大，方便我们编程。

Matlab有高级的程序环境，但程序环境很简单易用。

Matlab源程序具有很大的开放性。

Matlab有强大的的图形绘制功能。

Matlab还拥有功能强大的各种工具箱。

这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，而直接进行高，精，尖的研究，能极大地促进我们的学习研究工作。

1.2Simulink介绍Simulink是Matlab中一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

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;1 引言本课程设计主要是学会运用MATLAB中的Simulink来实现数字基带信号的模拟传输。

在知道其传输原理的情况下，将仿真电路到Simulink之中。

并且对正交振幅调制、解调过程的频谱和波形的分析，同时在无噪声和有噪声的进行分析，加入高斯白噪声，瑞利噪声，莱斯噪声分析调制解调后的频谱、波形，观察其误码率。

1.1 课程设计的目的首先了解和掌握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。

学士学位毕业设计（论文）基于MATLAB的PSK调制和解调及仿真摘要Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。

本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。

通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。

最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。

另外，本文还利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面，使仿真系统更加完整，操作更加方便。

关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；GUI图形界面ABSTRACTIn this paper, methods of psk modulation are introduced firstly. Then their simulation models are bu ilt by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the psk modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-PSK, 4-PSK and , have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. In addition, an operation interface is designed, which can simplify the manipulation of the simulation system, by mean of the Graphical User Interface, which short for GUI.Keywords:PSK modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK; GUI目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (IV)前言 (1)1绪论 (2)1.1通信技术的历史和发展 (2)1.2数字调制技术 (3)1.3数字调制的发展现状和趋势 (4)1.4本章小结 (5)2 MATLAB仿真技术 (6)2.1通信仿真 (6)2.2 MATLAB简介 (9)2.3 Simulink简介 (12)2.4 本章小结 (14)3 PSK 调制系统 (15)3.1 2PSK数字调制原理 (15)3.2 4PSK的调制和解调 (19)3.3 本章小结 (23)4 PSK调制解调系统的仿真 (24)4.1 2PSK调制解调系统的仿真 (24)4.2 4PSK调制解调系统的仿真 (25)4.3利用MATLAB研究4PSK信号 (27)4.4 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)前言现代通信的发展趋势为数字化，随着现代通信技术的不断开发，数字调制技术已日趋成熟，在各个领域都得到了广泛的应用和认同。

《通信原理》课程设计说明书基于Matlab的2PSK系统设计学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称副教授专业：通信工程班级：通信1302班学号：完成时间：2016年5月学院：电气与信息工程学院专业：通信工程现代通信系统是一个十分复杂的工程系统，通信系统设计研究也是一项十分复杂的技术。

由于技术的复杂性，在现代通信技术中，越来越重视采用计算机仿真技术来进行系统分析和设计。

随着电子信息技术的发展，已经从仿真研究和设计辅助工具，发展成为今天的软件无线电技术，这就使通信系统的仿真研究具有更重要和更实用的意义。

课程设计首先介绍了课题的研究背景及意义和课题的研究内容，其次描写了2PSK 系统的相关知识理论，着重讲解了2PSK系统的两种调制方式：模拟调制法和键控法，和它的解调方式，相干解调。

然后在掌握了2PSK系统原理的基础上利用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真实现，MATLAB是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态系统分析工具，可用于信号处理、滤波器设计及复杂的通信系统数学模型的建立等。

在MATLAB平台上建立2PSK调制和解调技术的仿真模型，并在建立模型过程中加入一个加噪滤噪的过程。

构思好2PSK系统设计的流程后即可在MATLAB 仿真平台上进行2PSK系统的调制与解调，加噪和滤噪，并对仿真模型进行分析，得出仿真系统的波形图，能够更直观的了解其系统的工作流程，得出更好的结论。

通过2PSK 系统的仿真过程进一步学习了MATLAB编程软件，将MATLAB与通信系统中数字调制解调知识联系起来，从理论学习的轨道逐步引向实际应用，为以后在通信领域学习和研究打下基础。

关键词：数字调制和解调；MATLAB；2PSK1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.2 课题的研究内容 (1)2 2PSK系统相关知识理论 (2)2.1 2PSK系统的基本介绍 (2)2.2 2PSK系统的基本原理 (2)2.2.1 2PSK系统的调制 (3)2.2.2 2PSK系统的解调 (4)2.3 本章小结 (5)3 基于MATLAB的2PSK系统设计 (6)3.1 系统仿真平台简介 (6)3.2 2PSK系统结构搭建 (6)3.3 2PSK系统参数设置及调用函数 (8)3.4 本章小结 (10)4 2PSK系统仿真及分析 (11)4.1 已调信号的产生 (11)4.2 已调信号的解调 (13)4.3 仿真结果分析 (14)4.4 本章小结 (14)结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录程序清单 (18)1绪论1.1 课题的研究背景与意义通信的主要任务就是可靠并有效地实现信息的传输，实际的通信系统是复杂的大规模系统，在噪声和各种随机因素的影响下，要完成实际设计的通信系统的实验研究比较困难，有时要改变系统的某一两个参数就可能意味着整个系统需要重做。

二、MATLAB编程实现仿真用randint函数生成10个随机数，形成基带数字信号an。

由于一个FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加，故可利用：生成已调信号，再通过傅里叶变换得到频谱，分析数据。

N=10;x=[];%调制信号生成a=(randint(1,10,2));for i=1:Nif a(i)==1x(i*80-79:i*80)=ones(1,80); elsex(i*80-79:i*80)=zeros(1,80); endendfigure(1)subplot(4,1,1)plot(x);title('调制信号');axis([0 800 -2 2]);%载波信号t=0.0125:0.0125:N;ca1=sin(2*pi*2*t);ca2=sin(2*pi*4*t);subplot(4,1,2)plot(ca1);title('载波1');axis([0 800 -2 2]);subplot(4,1,3)plot(ca2);title('载波2');axis([0 800 -2 2]);%调制生成2ASK信号x1=~x;fsk=x.*ca1+x1.*ca2;subplot(4,1,4)plot(fsk);title('2FSK信号');axis([0 800 -1.5 1.5]);%频谱分析m=length(fsk);T=t(end);df=1/T;f=(-m/2:m/2-1)*df;xf=fftshift(abs(fft(x))); figure(2);subplot(4,1,1);plot(f,xf);title('调制信号频谱');cf1=abs(fft(ca1));subplot(4,1,2);plot(f,cf1);title('载波1信号频谱');cf2=abs(fft(ca2));subplot(4,1,3);plot(f,cf2);title('载波2信号频谱');st1=fftshift(abs(fft(fsk))); sf=fftshift(st1);subplot(4,1,4);plot(f,sf);title('2FSK信号频谱');。

摘要Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境，Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建的积木式建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。

本次设计主要是以Simulink为基础平台，对2PSK信号进行仿真。

介绍了2PSK信号，及其调制和解调的基本原理，并运用Simulink搭建仿真电路，分析在混入噪声及码间串扰的环境下的误码率，以及使用Matlab生成界面。

本设计的主要目的是对Matlab的熟悉和对数字通信理论的更加深化、理解。

关键词：Simulink；2PSK；误码率前言 (2)1 设计基础 (3)1.1 Matlab/Simulink的简介 (3)1.2 数字调制概述 (4)1.2.1数字调制系统各个环节分析 (4)1.2.2 数字调制的意义 (4)2 2PSK基本原理与实现 (6)2.1 2PSK的基本原理 (6)2.2 2PSK的实现 (7)2.3 误码率分析 (8)3 Smulink的模型建立和仿真 (11)3.1 模型建立 (11)3.2 参数设置 (11)3.3 仿真波形 (16)3.4 不同信噪比下的误码率 (17)总结 (20)致谢 (20)参考文献 (21)当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。

而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。

因此，数字信号的调制就显得非常重要。

调制分为基带调制和带通调制。

不过一般狭义的理解调制为带通调制。

带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。

特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。

竭诚为您提供优质文档/双击可除2psk调制与解调实验报告篇一：2psK解调实验报告实验二：2psK和QpsK（院、系）专业班课学号20XX20214420姓名谢显荣实验日期1、2psK实验一、实验目的运用mATLAb编程实现2psK调制过程，并且输出其调制过程中的波形，讨论其调制效果。

二、实验内容编写2psK调制仿真程序。

2psK二进制相移键控，简记为2psK或bpsK。

2psK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位0和π来表示，而其振幅和频率保持不变。

故2psK信号表示式可写为：s(t)=Acos(w0t+θ)式中，当发送“0”时，θ=0；当发送“1”时，θ=π。

或者写成：╱Acos(w0t)发送“0”时s(t)=╲Acos(w0t+π)发送“1”时由于上面两个码元的相位相反，故其波形的形状相同，但极性相反。

因此，2psK信号码元又可以表示成：╱Acosw0t发送“0”时s(t)=╲-Acosw0t发送“1”时任意给定一组二进制数，计算经过这种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制波形要与理论计算出的波形一致。

三、实验原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

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

这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。

数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。

这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（psK）基本的调制方式。

图1相应的信号波形的示例101调制原理数字调相：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。

基于MATLAB数字信号2PSK调制与解调及其仿真本论文将对2PSK(二进制移相键控)波形的产生和仿真过程进行详细的介绍。

利用MATLAB实验平台实现对数字信号二进制移相键控(2PSK)的调制与解调的模拟。

具体是使用键控法来产生信号的调制和解调。

这对2PSK信号波形的调制可以有一个更好的理解。

同时也将会加深对数字信号调制与解调的认知。

目录1. 引言 (1)2. 设计依据及框图 (2)2.1 设计任务 (2)2.2设计平台 (2)2.3 设计原理 (2)3. 基于MATLAB的2PSK系统仿真 (5)3.1 MATLAB仿真代码 (6)3.2仿真波形图 (8)4. 结论 (11)5. 心得体会 (11)1. 引言随着社会经济的进步电子技术产业有了飞快的发展，同时通信技术也从原先的模拟通信朝向数字化、宽带化、网络化、和智能化的方向发展；随着高科技的研发电子产品的不断更新，人们在对各种通信的要求将会变得更高，也会有越来越多的新技术将不断地运用到通信领域之中，一些更先进的通信业务将会不断地被开发出来[1]。

在数字基带的传输系统中，由于数字基带信号不能够在带通传输信道正常传输，为了让数字基带信号可以在信道中有效的传输，所以信道传输特性应该为低通形式。

但在实际的信道传输中，绝大部分的信道有着带通传输特性。

而在带通传输特性的信道中数字基带信号不可以直接传输。

为了能够得到信号同信道相匹配的特性，数字基带信号要对载波信号进行相关的调制。

[2]利用数字基带信号来控制信号的载波，数字调制过程是：把数字基带信号转换成数字带通信号。

而数字解调的过程是：在信号接收端，利用解调器把带通信号恢复成数字基带信号[3]。

一般情况下人们把调制与解调过程的数字的传输系统称之为数字频带的传输系统。

频带传输也称为带通传输（band-pass transmission）、载波传输（carrier transmission）[1]。

其中数字调制的基本结构如下图：图1-1数字调制系统基本结构图[1]数字和模拟调制有着一样的原理，通常数字调制信号可以利用模拟的调制方法来实现。

实验二：2PSK和QPSK信科院（院、系）创新实验专业141 班通信原理课学号201420214420 姓名谢显荣实验日期1、2PSK实验一、实验目的运用MATLAB编程实现2PSK调制过程，并且输出其调制过程中的波形，讨论其调制效果。

二、实验内容编写2PSK调制仿真程序。

2PSK二进制相移键控，简记为2PSK或BPSK。

2PSK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位0和π来表示，而其振幅和频率保持不变。

故2PSK信号表示式可写为：t+θ)S(t)=Acos(w式中，当发送“0”时，θ=0；当发送“1”时，θ=π。

或者写成：╱ Acos(wt) 发送“0”时s(t)=╲Acos(w0t+π)发送“1”时由于上面两个码元的相位相反，故其波形的形状相同，但极性相反。

因此，2PSK 信号码元又可以表示成：t 发送“0”时╱ Acosws(t)=╲-Acosw0t发送“1”时任意给定一组二进制数，计算经过这种调制方式的输出信号。

程序书写要规范，加必要的注释；经过程序运行的调制波形要与理论计算出的波形一致。

三、实验原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

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

这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。

数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。

这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。

图1 相应的信号波形的示例1 0 1调制原理数字调相：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。

（完整版）基于MATLAB的2FSK的调制与解调基于MATLAB的2FSK数字通信系统仿真一、课程设计目的二、课程设计内容在信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。

可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。

也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。

本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB软件，仿真一2FSK 数字通信系统。

2FSK数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。

在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。

因此，一个2FSK信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。

可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。

三、2FSK的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。

由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。

二进制数字信息及已调载波如图3-1所示。

1、2FSK的产生在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。

相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图3-2所示：图3-2 2FSK信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。

二进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。

调制器各点波形如图3-3所示：图3-3 2FSK调制器各点波形由图3-3可知，波形g是波形e和f的叠加。

所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。

课程设计(论文)说明书题目：二进制数字调制系统的实现院（系）：信息与通信学院专业：通信工程摘要MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分。

论文中介绍了《通信原理》课程中数字频带传输系统的工作原理，并用MATLAB 软件编写M文件实现产生数字基带信号及对其进行四种方式的调制、解调的系统仿真。

关键词：数字频带传输系统；MATLAB软件；数字调制目录引言 (1)1 MATLAB简介 (1)2 二进制数字调制系统的原理及实现 (2)2.1 二进制振幅键控 (2)2.1.1ASK调制原理 (2)2.1.2ASK解调原理 (3)2.1.3仿真结果及分析 (4)2.2 二进制移频键控 (4)2.2.1FSK调制原理 (5)2.2.2FSK解调原理 (6)2.2.3仿真结果及分析 (6)2.3 二进制相移键控 (8)2.3.1PSK调制原理 (8)2.3.2PSK解调原理 (9)2.3.3仿真结果及分析 (9)2.4 二进制差分相移键控 (10)2.4.1DPSK调制原理 (11)2.4.2DPSK解调原理 (11)2.4.3仿真结果及分析 (12)3 心得体会 (13)谢辞 (15)参考文献 (16)附录 (17)引言通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。

消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。

所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。

相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。

数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。

通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。

2ASK2PSK信号的解调：采用相干解调或非相干解调技术，从调制后的信号中提取出数字信号， 再将其转换为原始的二进制数字信号。
调制与解调的原理：调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，而解调则是将模拟信号还原为数字 信号的过程。在2ASK2PSK中，调制和解调的过程涉及到信号的振幅、相位和频率的变化。
测试数据类型： 随机数、伪随 机数、特定模
式等
测试数据生成 方法：使用硬 件或软件生成
测试数据处理 方式：对测试 数据进行预处 理、后处理和
统计分析
测试数据验证： 与理论值进行 比较，评估算 法的正确性和
性能
测试结果展示与分析
测试环境：描述测 试时所使用的硬件 和软件环境
测试数据：说明测 试时所使用的数据 集和样本添加标题添加标题
添加标题
2ASK2PSK信号的频谱特性包括两 个部分：幅度调制和相位调制
相位调制的频谱特性表现为调制信 号的频率分量在载波频率处集中分 布
2ASK2PSK信号的抗干扰性能
2ASK2PSK信号的调制方式
2ASK2PSK信号的解调方式
2ASK2PSK信号的抗干扰原 理
2ASK2PSK信号的抗干扰性 能比较
测试结果：详细展 示测试结果，包括 准确率、误码率等 指标
结果分析：对测试结 果进行深入分析，指 出程序的优势和不足 ，提出改进建议
总结与展望
总结
2ASK2PSK程序是一种高效的数字调制方式，具有较低的误码率和较高的频谱利用率
该程序采用了多种优化算法，如遗传算法和粒子群算法，以实现更好的性能 在实际应用中，2ASK2PSK程序可以应用于无线通信、卫星通信和光纤通信等领域 未来，随着数字信号处理技术和优化算法的不断进步，2ASK2PSK程序有望实现更优的性能表现