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通信原理课设报告2PSK通信系统设计

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1 技术要求 (1)
2 基本原理 (1)
2.1 2psk信号的定义 (1)
2.2 2psk信号调制方法 (1)
2.3 2psk信号的解调方法 (2)
2.4 误比特率BER分析 (3)
3 建立模型描述 (3)
4 模块功能分析 (4)
4.1 调制模块 (4)
4.2 高斯噪声模块 (7)
4.3 解调模块 (8)
4.4 误码率比较模块 (10)
5调试过程及结论 (10)
6 心得体会 (12)
7 参考文献 (13)
2PSK通信系统设计
1 技术要求
设计一个2PSK数字调制系统，要求：
（1）设计出规定的数字通信系统的结构；
（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止
频率等）；
（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；
（4）观察仿真并进行波形分析；
（5）系统的性能评价。

2 基本原理
2.1 2psk信号的定义
2psk二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。

就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。

两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。

2.2 2psk信号调制方法
2psk的调制方法有模拟调制和数字键控法两种，分别如图1、图2所示。

2PSK 的产生：模拟法和数字键控法，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信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ 码组成。

因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。

图1 2psk模拟调制法图2 2psk键控调制法
2.3 2psk信号的解调方法
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，如图3所示。

图3 2PSK相干解调系统框图及个测试点波形
2.4 误比特率BER 分析
误比特率（BER ：Bit Error Rate ）是指二进制传输系统出现码传输错误的概率，也就是二进制系统的误码率，它是衡量二进制数字调制系统性能的重要指标，误比特率越低说明抗干扰性能越强。

对于多进制数字调制系统，一般用误符号率（Symble Error Rate ）表示，误符号率和误比特率之间可以进行换算，例如采用格雷编码的MPSK 系统，其误比特率和误符号率之间的换算关系近似为： 。

其中，M 为进制数，且误比特率小于误符号率。

3 建立模型描述
sinmulink 实现2psk 的仿真，包括调制模块、高斯噪声模块、解调模块和误码率比较模块，如图4所示。

由bernoulli binary generator 产生输入信号，并经过Unipolar to Bipolar Converter 将单极性码变为双极性码。

由Sine Wave 产生载波信号，通过互为相反数的振幅实现π的相位跃变。

由Switch 实现键控，由Gaussian Noise Generator 产生高斯噪声。

解调模块通过band pass 带通、Product 乘法器、low pass 低通、抽样判决模块实现，其中抽样判决模块由Triggered Subsystem 、Pulse Generator 、Relay 、Zero-Order Hold1组成。

最后，由Bipolar to Unipolar Converter 将双极性码转变为单极性码输出。

另外，误码率比较模块由Error Rate Calculation 、Display 和Zero-Order Hold 组成，比较输入信号与输出信号之间的误码率，并显示。

图4 sinmulink 对2psk 信号的调制和解调
M P P MPSK
s MPSK b 2,,log
4 模块功能分析
4.1 调制模块
该模块可由如图5所示的仿真图实现。

图5 键控调制模块
其中，sin wave和sin wave1是反向载波，Bernoulli Binary产生方波，参数如图6到10所示。

图6 sin wave参数图7 sin wave参数
图8 Bernoulli Binary Generator参数图9 Unipolar toBipolarConverter参数
图10 switch参数4.2 高斯噪声模块
该模块由图11所示的仿真图实现。

图11 高斯噪声模块
4.3 解调模块
该模块包括带通滤波器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、抽样判决模块，最后将双极性码转变为单极性码输出显示，如图12所示。

图12 解调模块
参数设置如下：
图13 带通滤波模块参数
图14 低通滤波器模块参数图15 Pulse Generator参数
4.4 误码率比较模块
该模块比较输出信号与输入信号之间错码的概率，并显示。

图16 误码率比较模块
5调试过程及结论
图17 Scope输出波形
图18 Scope1输出波形
注释：从上至下一次是输入信号，2psk信号，双极性码信号，载波信号，输出波形，低通滤波信号，相乘信号，带通滤波信号。

此时误码率显示如图19所示。

图19 误码率1
通过改变Gaussian Noise Generator中的Mean value和Variance (vector or matrix)可以改变高斯噪声模块产生噪声的情况，从而改变误码率。

当Gaussian Noise Generator中参数如图20所示时，误码率显示如图21所示。

图20 Gaussian Noise Generator参数值
图21 误码率2
6 心得体会
这次课程设计没有和平时的实验一样连电路，而是在软件上进行仿真。

刚开始拿到题目，有点不知所措，虽然学过matlab，但是并没有熟练掌握。

不过，通过查找资料，还是逐渐熟悉了simulink的操作，发现它其实和proteus差不多，
甚至更为简单，每个模块都是设定好的，可以直接使用。

之后，就是设计2psk 数字调制系统了。

在老师课堂讲解的基础上，又查阅了相关资料，得到了一个初步的模型。

在实际操作过程中出现了很多问题，但通过自己对simulink的学习以及和同学的讨论，问题被一一解决。

在设计滤波器时，要注意带通滤波器的带宽应使得所需信号可以通过，即如果基带频率选择10Hz，载波频率选择50Hz，则带通滤波器的低频选15Hz，高频选35Hz。

刚开始做时随便选的带宽，电路虽然对，但是结果波形不对。

低通滤波器的带宽等于调制信号的带宽，即如果基带频率选择10Hz，低通滤波器的最高截至频率选10Hz。

在进行sinmulink的仿真时，我按原理排好了电路，但是当仿真时发现出错，检查模块的搭建以及参数设置都并没出错，在同学的帮助下发现是高斯噪声模块选择出错，更改之后，系统能正常运行。

此次课程设计，获益匪浅，不仅将理论知识和实际联系起来，加深了自己对2psk的理解，通过仿真结果直观的了解到了2psk数字调制系统的波形以及误码率情况，同时也更加熟练的掌握了matlab simulink，并且提高了自己解决问题的能力。

7 参考文献
[1]樊昌信、曹丽娜.《通信原理》[M] . 北京:国防工业出版社,2006
[2]胡晓冬，董辰辉．《MATLAB 从入门到精通》.北京：人民邮电出版社，2010。

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通信原理课程设计-2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模概论

通信原理课程设计-2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模概论

学号：课程设计2PSK、2DPSK数字信号频带题目传输系统的设计与建模学院信息工程学院专业电子信息工程班级电信1306班姓名指导教师2016年1月8日课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信1306班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模初始条件：（1）MAX+plus、Quartus II、ISE等软件；（2）课程设计辅导书：《通信原理课程设计指导》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、电子设计EDA、通信原理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）课程设计时间：（2）课程设计题目：2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统的设计与建模（3）本课程设计统一技术要求：按照要求对题目进行逻辑分析，了解2PSK数字信号的产生方法，画出2PSK调制解调的方框图，编写VHDL语言程序，上机调试、仿真，记录实验结果波形，对实验结果进行分析；（4）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，并标明参考文献至少5篇；（5）写出本次课程设计的心得体会（至少500字）。

时间安排：第19周参考文献：段吉海.数字通信系统建模与设计.北京：电子工业出版社，2004江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2010John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日移动通信迅速发展的得以实现，离不开数字处理技术。

其中，数字调制与解调技术在通信领域中发挥着重大作用。

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匹配，再在接收端通过解调恢复出原始数字信号，实现数字信息的传递。

相移键控（2PSK）就是数字信号调制的一种有用并且广泛使用的方式。

为了很好地完成本次数字通信系统课程设计，我对2PSK、2DPSK的调制与解调原理进行了深入的了解和研究；利用仿真软件Quartus II，对2PSK、2DPSK进行调制与解调的设计和仿真，并对仿真结果进行了分析。

数字频带传输系统 ——2PSK信号及频谱

数字频带传输系统 ——2PSK信号及频谱

通信原理课程设计报告书课题名称 数字频带传输系统——2PSK 信号及频谱姓 名学 号 院、系、部 电气系 专 业 电子信息工程指导教师刘鑫淼2012年 6 月13日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※※※2009级通信原理课程设计数字频带传输系统——2PSK信号及频谱一、设计目的掌握二进制数字调制——2PSK信号的调制和解调基本原理。

通过MATLAB 仿真，加深对2PSK系统的理解；锻炼运用所学知识，独立分析问题、解决问题的综合能力。

二、设计要求运用通信原理的基本理论和专业知识，对2PSK系统进行设计、仿真（仿真程序实现），要求用程序画出已调信号及其功率谱密度。

如：用MATLAB产生独立等概的二进制信源并画出其波形，画出2PSK信号波形及其功率谱密度。

三、系统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，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。

基带信号所对应的2PSK波形如图1所示。

因此，2PSK信号的时域表达式为：Ae=wctpsk)cos(2θ+其中，θ表示第n个符号的绝对相位：当发送“0”时，0θ；当发送“1”时，=θ=。

π2PSK的模拟调制框图如图2所示，键控法如图3所示。

2PSK的解调框图如图4所示。

四、程序设计clear ;close all;N=500;fs=200;Ts=1;t=0:1/fs:N*Ts;fm=1/2*Ts;fc=4;%用正弦波产生方波twopi_fc_t=2*pi*fm*t; %源信号A=1; %幅值为1phi=0; %相位偏移为0x = A * cos(twopi_fc_t + phi);% 方波am=1;x(x>0)=am;x(x<0)=-1;subplot(3,1,1);plot(t,x);axis([0 5 -2 2]);title('等概二进制信源');grid on;%加边框car=sin(2*pi*fc*t); %载波psk=x.*car; %载波调制（相乘器）subplot(3,1,2);plot(t,psk);axis([0 5 -2 2]);title('2PSK信号');grid on;subplot(3,1,3);plot(abs(fft(psk)));%产生2psk信号的频谱axis([0 100000 0 40000]);grid on;title('2psk信号频谱');xlabel('f');五、仿真结果00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22等概二进制信源00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-222PSK 信号012345678910x 10424x 1042psk 信号频谱f六、设计总结本次课程设计运用MATLAB 产生独立等概的二进制信源并对其波形、其对应的2PSK 信号的波形、2PSK 信号的功率谱密度的模拟。

通信原理课程设计-(基于MATLAB的-2PSK-2DPSK仿真)

通信原理课程设计-(基于MATLAB的-2PSK-2DPSK仿真)

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。

通信原理课程设计2ASK

通信原理课程设计2ASK

摘要：本课程设计实现对2ASK理想信号调制与解调，信号的产生有调频法和键控法，解调有相干法和非相干法。

设计使用MATLAB的SIMULINK 作为仿真平台，通过对设计的仿真电路进行调试发现，经过调制和解调还原后的信号波形和原始输入信号波形一致。

关键字：MATLAB 2ASK1引言1.1课程设计目的通过利用matlab simulink,熟悉matlab simulink仿真工具，并且通过课程设计来更好地掌握课本相关知识，熟悉2ASK的调制与解调，从而更好地了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。

1.2课程设计内容利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统.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频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。

2MATLAB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。

从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。

由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7.X版本。

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。

由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。

可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。

科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。