2PSK和2DPSK系统仿真

2PSK与2DPSK系统性能分析2PSK和2DPSK都是数字调制技术中的一种调制方式。

它们分别是二进制相移键控（2-phase shift keying，2PSK）和二进制差分相移键控（2-differential phase shift keying，2DPSK）。

2PSK是一种基本的调制方式，它将每个比特映射到一个相移角度。

具体地说，1比特映射到0°的相位偏移，0比特映射到180°的相位偏移。

因此，在2PSK中，相位谱只有两个离散的相位值。

2DPSK是在2PSK的基础上引入了相邻符号的相对相位差（differential phase），而不是绝对相位值。

具体来说，在2DPSK中，1比特时，相对相位差为0°，0比特时，相对相位差为180°。

因此，2DPSK相位谱仍然只有两个离散的相位差。

两种调制方式的性能分析主要集中在误码率（bit error rate, BER）和功率效率上。

首先从误码率角度考虑，2PSK和2DPSK的误码率性能较为接近，都可以通过调制解调器的性能指标进行测量和分析。

2PSK的误码率与信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）有关。

通常误码率与SNR之间存在一个近似线性的关系，即误码率与SNR的负幂函数呈指数关系。

而2DPSK由于相对相位差的引入，在非理想时钟同步条件下的误码率性能相对较好。

它相对于2PSK能够提供更好的抗多径传播和同步偏差的能力，从而降低误码率。

其次从功率效率角度考虑，2PSK和2DPSK相对于传统的振幅调制技术来说，都具有更高的功率效率。

因为它们只使用两个离散的相位值来表示信息，相位是连续的，而振幅值是固定的。

相对于振幅调制技术，二进制相位调制技术能够更有效地利用信道带宽，提高信息传输速率。

而2DPSK相对于2PSK来说，实际上是在相邻符号间引入了相对相位差，进一步提高了功率效率。

总的来说，2PSK和2DPSK是两种在数字通信中常用的调制方式。

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。

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。

西安科技大学移动通信课程设计报告2PSK和2DPSK调制解调仿真系统设计专业：通信工程班级：姓名：学号：成绩：姓名：学号：成绩：姓名：学号：成绩：姓名：学号：成绩：姓名：学号：成绩：设计时间：审阅教师：西安科技大学通信通信学院目录1．前言 (2)1.1 设计提示 (2)1.2 设计要求 (2)1.3 时间安排 (2)1.4 基本原理与论证 (2)2．2PSK调制解调原理及系统设计 (4)2.1 2PSK基本原理 (4)2.2 2PSK调制原理 (4)2.3 2PSK调制系统设计 (5)2.4 2PSK解调原理 (14)2.5 2PSK解调系统设计 (15)2.6 2PSK系统设计 (17)3．2DPSK调制解调原理及系统设计 (23)3.1 2DPSK的基本原理 (23)3.2 2DPSK调制原理 (23)3.3 2DPSK调制系统设计 (25)3.4 2DPSK解调原理 (31)3.5 2DPSK解调系统设计 (34)3.6 2DPSK系统设计 (39)4. 总结 (42)4.1 各个组员总结 (42)4.2 组长评价 (44)参考文献 (45)1．前言1.1设计提示1.根据2PSK和2DPSK信号的产生与解调方法，利用Matlab/Simulink软件进行系统设计。

2.利用Simulink专业库Communications Blockset中的Modulation模块库所提供的实现数字信号调制解调的模块，完成系统设计，并输出误码率，信道中的噪声为高斯白噪声。

1.2设计要求1.输出已调制信号的波形图及其频谱图；2.将输入的基带信号波形和解调后的数字基带信号波形进行比较；3.由三人按提示一完成系统设计，由两人按提示二完成系统设计；4.设计报告中必须有详细的设计过程，即模块选取、参数设置、图形输出等，由组长签字，评价所有成员在设计组中的作用和表现等。

5.书写及设计方案均用A4纸打印以便统一装订成册，上交电子文本。

摘要：Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulin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，它搭建积木式的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。

本次课程设计是基于M A T LA B 的2P S K和2D P S K仿真，通过系统分析，步骤来完成本次设计任务。

通过课程设计从理论学习的轨道逐步引向实际应用，把理论上熟悉的定性分析、定量计算逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来，掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法，为以后毕业设计和从事信息处理技术的实际工作打下基础。

关键词：MATLAB；2PSK，2DPSK；仿真目录第1章 MATLAB简介 (1)第2章二进制相移键控 (1)2.1PSK调制原理 (2)2.2PSK解调原理 (3)2.3仿真结果及分析 (4)第3章二进制差分相移键控 (6)3.1DPSK调制原理 (6)3.2DPSK解调原理 (6)3.3仿真结果及分析 (8)第3章总结 (10)附录 (11)参考文献 (20)致谢...................................................... 错误!未定义书签。

第1章 Matlab简介美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。

开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。

Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。

确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。

2DPSK系统设计和仿真2DPSK（2-Differential Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，通过在相邻的两个符号间比较相位差来传输数字信息。

在2DPSK系统中，每个符号都对应着2个相位状态，即+180°和-180°，通过在相邻符号间相位差的改变来表示二进制数据。

1.2DPSK调制器设计：2DPSK调制器是将数字数据转换为相位信号的关键组件。

常用的方法是采用相移键控（PSK）调制器。

相移键控调制器通过改变每个符号间的相位差来进行调制。

在2DPSK系统中，相位差的变化为180°，即+180°和-180°。

2.2DPSK解调器设计：3.信道设计：在2DPSK系统设计中，信道是一个重要的考虑因素。

信道可以引入噪声和失真，对系统性能产生影响。

设计合适的信道模型，可以更好地评估系统的性能。

4.误码率性能评估：误码率（BER）是衡量2DPSK系统性能的重要指标。

通过使用理论模型或进行仿真，可以评估不同调制参数和信道条件下系统的BER性能。

5.系统参数优化：对于设计的2DPSK系统，可以通过仿真来优化系统参数。

这包括调制索引、信道带宽、功率衰减等。

通过调整这些参数，系统的性能可以得到改善。

在进行2DPSK系统的仿真时，可以使用MATLAB等工具来实现。

利用MATLAB中提供的相关函数，可以方便地进行信号的生成、调制、解调和误码率性能评估等。

通过设置合适的参数，模拟实际场景下的信号传输过程，进而优化系统设计。

总结起来，2DPSK系统设计和仿真的关键步骤包括调制器和解调器的设计、信道建模、误码率性能评估以及系统参数优化。

通过合理的设计和仿真，可以有效地评估系统的性能，并进行参数调整以满足要求。

2PSK与2DPSK系统性能分析1．课程设计目的1. 掌握2PSK、2DPSK的调制与解调原理；2. 掌握仿真软件matlab的使用方法；3. 完成对2PSK、2DPSK的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析。

2．课程设计要求1．了解2PSK系统包括几部分，及每部分的功能特性。

2．了解2DPSK系统包括几部分，及每部分的功能特性。

3．就其调制部分，利用分立元件搭建电路。

4．掌握理论联系实践的方法。

3．相关知识3．1 matlab软件的应用MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意。

除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.MATLAB软件具有以下特点：1)语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富;2) 运算符丰富;3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。

4）程序限制不严格，程序设计自由度大。

例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。

5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。

6）MATLAB的图形功能强大。

在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易，但在MATLAB 里，数据的可视化非常简单。

MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。

7）MATLAB的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。

由于MATLAB 的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。

8）功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色。

MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。

核心部分中有数百个核心内部函数。

2PSK与2DPSK系统性能分析要点2PSK（Phase Shift Keying）和2DPSK（2-Dimensional PhaseShift Keying）是数字调制技术中常用的调制方式之一、它们在通信系统性能分析中的要点包括误码率、相位偏移、频偏等方面。

1. 误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量通信系统性能的重要指标之一、对于2PSK和2DPSK系统，误码率的分析是性能分析的关键要点之一在2PSK中，为了准确检测信号的相位，接收端通常需要使用相干解调技术，如相干检测器。

误码率的分析通常可以通过计算接收信号与发送信号的相位差来进行。

经典的误码率与信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）的关系曲线通常是误码率与SNR之间的误码率性能曲线。

误码率与SNR之间的关系可以通过数学模型或者仿真实验来得到。

2. 相位偏移是2PSK和2DPSK系统中需要重点考虑的问题之一、由于信道的噪声和多径效应等因素的影响，接收信号的相位可能会发生偏移。

相位偏移会导致接收信号的解调错误率增加，从而降低系统的性能。

为了解决相位偏移问题，通信系统中通常会采用相位同步技术，如Costas环路等。

相位同步技术可以通过不断估计和校正相位偏移来保持接收信号的正确相位。

3. 频偏是2DPSK系统中需要关注的一个重要问题。

由于信道的频率偏移，接收信号的载波频率可能发生明显的偏移，造成误码率的增加。

为了解决频偏问题，通信系统中通常会采用频率同步技术，如PLL（Phase-Locked Loop）等。

频率同步技术可以通过不断估计和校正频率偏移来使接收信号的载波频率与发送信号的载波频率保持一致。

4. 编码方式是2DPSK系统中一个重要的性能分析要点。

2DPSK系统通常使用格雷码（Gray code）来编码信号，以减小相位差造成的错误率增加。

格雷码的特点是相邻码字之间只有一个比特位不同，使得接收端在解码时可以根据收到的码字和当前解码出的码字进行最小距离判决，从而减小错误率。

实验三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较一、实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系。

二、实验内容设定噪声为高斯白噪声, 对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计, 并与理论值进行比较, 以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。

三、实验原理2ASK: 有两种解调方法: 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。

其中包络检波法不需相干载波, 利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点, 取出其包络, 经抽样判决即可恢复数码。

相干解调需要与相干载波相乘。

2FSK: 常用的解调方法: 非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。

将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。

其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小, 可以不专门设置门限。

判决规则应与调制规则相呼应。

例如,若调制时规定“1”-》载频f1, 则接收时应规定: 上支路样值>下支路样值判为1, 反之则判为0.2PSK: 该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变, 通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”。

2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。

解调时必须有与此同频同相的同步载波。

而2PSK信号是抑制载波的双边带信号, 不存在载频分量, 因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。

只有采用非线性变换, 才能产生新的频率分量。

2DPSK: 由于2DPSK信号对绝对码{an}来说是相对移相信号, 对相对码{bn}来说是绝对移相信号。

因此, 只需在2PSK调制器前加一个差分编码器即可产生2DPSK信号。

解调：1、极性比较法（码变换法）（相干解调）, 此法即是2PSK解调加差分移码。

2P S K数字传输系统设计与仿真-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN通信系统设计与仿真实践课程设计实验报告课题名称： 2PSK数字传输系统设计与仿真专业班级：姓名：学号：起止时间：浙江科技学院信息与电子工程学院目录一、课题内容 (1)二、设计目的 (1)三、设计要求 (1)四、实验条件 (2)五、系统设计 (2)1.通信系统的基本原理 (2)2.所设计子系统的原理 (4)六、详细设计与编码 (5)1. 设计方案 (5)2. 编程工具的选择 (7)3. 编码与测试 (8)4. 编码与调试过程 (13)5. 运行结果及分析 (14)七、设计心得 (21)八、参考文献 (21)一、课题内容使用Matlab进行2PSK的调制解调系统设计与仿真，能输出调制前的基带信号、调制后的2PSK信号和叠加噪声后的2PSK信号波形、解调器在接收到信号后解调的各点的信号波形以及眼图和星座图，并对仿真结果进行分析。

二、设计目的1、综合应用《Matlab原理及应用》、《信号与系统》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念；2、培养学生系统设计与系统开发的思想；3、培养学生利用软件进行通信仿真的能力。

三、设计要求1、每2人一组，组内成员进行各自分工，分别完成不同子系统的详细功能；2、对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图；3、提出仿真方案；4、完成仿真软件的编制；5、仿真软件的演示；6、提交详细的设计报告。

四、实验条件计算机、Matlab软件五、系统设计1．通信系统的原理通信系统的一般模型图1 通信系统的一般模型信息源：消息的生成者或来源；发送设备：将信源输出的信号变为适合信道传输的发射信号，且发送信号包含了原始信号的一切信息；信道：传输信号的通道，可以是有线的，也可以是无线的；噪声源：在信道中传输，噪声是绝不可避免的，噪声又可为加性噪声（线性的噪声）和乘性噪声（非线性的噪声），一般我们只考虑加性噪声；接收设备：从接收信号中提取我们所希望的信号，并将其转换成适合输出传感器的形式；受信者：消息接收者。