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2DPSK调制解调系统设计

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南华大学电气工程学院 《通信原理课程设计》任务书

设计题目： 2DPSK调制解调系统设计 专 业： 通信工程 学生姓名: 陈小兰 学 号: 20114400202 起迄日期: 2013 年12月20日 ~2014年1月3日 指导教师: 宁志刚副教授 系主任： 王彦教授 《通信原理课程设计》任务书 1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： (1)技术要求： 设计2DPSK调制解调系统，利用仿真软件对该系统进行仿真，对仿真结果进行分析。分析该系统的性能，主要从系统的有效性和可靠性两方面进行具体分析。 (2)工作要求： ①查阅参考文献，利用通信原理基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图； ②掌握计算机辅助设计方法，利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计，具备独立设计能力； ③熟悉通信系统的调试和测量方法； ④掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕： 设计系统方框图，对系统方框图进行仿真，分析实验结果。撰写设计说明书，书写格式规范，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。要求图表清晰，分析通彻，有理有据。 3．主要参考文献： [1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：电子工业出版社,2012,12. [2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京：国防工业出版社,2006,9. [3]刘学勇 .详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：电子工业出版社,2011,11. [4]张水英 ,徐伟强 .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：人民邮电出版社,2012,9. [5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：人民邮电出版社,2010,11. [6]赵静 ,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010,1. [7]赵谦 .通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2010,3. [8]徐明远 ,邵玉斌 . MATLAB仿真在现代通信中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2011,4. [9]邵玉斌 .Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京：清华大学出版

社,2008, 6. [10]邵佳 ,董辰辉 . MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲[M].北京：电子工业出版社,2009, 6. [11]黄智伟 .基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京：电子工业出版社,2011, 6. [12]孙屹 ,戴妍峰 . SystemView通信仿真开发手册[M].北京：国防工业出版社,2004,11. [13]青松,程岱松,武建华 .数字通信系统的SystemView仿真与分析[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001,6.

4．课程设计工作进度计划： 序号 起 迄 日 期 工 作 内 容 1 2013.12.20～2013.12.24 系统方案设计

2 2013.12.25～2013.12.28 利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计

3 2013.12.29～2013.12.31 通信系统的调试和测量，排除故障，分析实验结果

4 2014.1.1 ～ 2014.1.3 整理设计报告

指导教师 宁志刚 日期： 2013 年 12 月18日 附件二： 《通信原理课程设计》设计说明书格式 一、纸张和页面要求 A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 二、说明书装订页码顺序 (1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附 录 三、课程设计说明书撰写格式 见范例 范例

引言 (黑体四号) ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ (首行缩进两个字，宋体小四号) 1☆☆☆☆ (黑体四号) 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆ (黑体小四号) 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆ 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) 2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号) 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆ (黑体小四号) 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆ (楷体小四号) 正文„„(首行缩进两个字，宋体小四号) （1）„„ ① „„ „„ „„ 5 结论(黑体四号)

☆☆☆☆☆☆ (首行缩进两个字，宋体小四号) 参考文献(黑体四号、顶格) 参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。

几种主要参考文献著录表的格式为： ⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码. ⑵期 刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码. ⑶论 文 集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码. ⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年. ⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期. ⑹标准文献：[序号]标准代号 标准顺序号—发布年，标准名称[S] . ⑺报 纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）. 附 录（居中,黑体四号）

☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)

O VAB td t T Q1 T/2 Q2 Q3 Q4

图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号) （另起一页。附录的有无根据说明书（设计）情况而定，内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导、符号说明（含缩写）、计算机程序、整体仿真原理图、系统仿真结果图等。

《通信原理课程设计》设计说明书 写作内容 参考格式 1、标题 2、摘要 3、目录 4、正文 （1）绪论：说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术指标等 （2）方案：说明设计原理、方框图等，并说明该方案的特点 （3）设计步骤（仿真过程）：包括电路图的安装、调试和分析，或者程序的调试及结果的分析。 （4）结论：对整个研究工作进行归纳和综合，简要阐述本课题研究中尚存的问题及进一步开展研究的简介和建议。 （5）参考资料：本人真正阅读过的期刊或相关文献资料，3篇以上。 （6）附录：一些不宜放在正文中，但又直接反映完成工作的成果内容，如设计图纸、实验数据、计算机程序等。 说明： 设计类需要相关芯片的原理，列出所需仪器仪表清单及元器件清单，调试的步骤，分析等。 仿真类需要流程图，详细的注释，若有子程序需要说明该程序的功能、输入输出参数说明，仿真结果的分析等。编程语言可以是C、Matlab等，仿真软件可以是Simulink、System View、Multisim、MaxPlusII等。 字数：3000~5000字

一、通信原理课程设计的地位： 课程设计是教学环节中的一个内容。通信原理课程设计的目的是使学生融会贯通《通信原理》课程所学的专业基础理论知识，完成一个较为完整的设计、仿真、分析及计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养学生综合运用已学的基础知识和专业知识解决基本工程设计问题的初步技能，全面提高学生的动手能力以及实际工程能力。它要求设计者不仅要由任务书的技术要求( 指标)设计出具体实际电路图, 而且要写出电路图的安装、调试和分析。

二、课程设计要求： 设计类可以2人选择1个题目，仿真类1人1题； 不能直接从网上或其他资料下载、拷贝； 按时完成设计报告； 随机抽查进行答辩。 设计要求具体为： 1、不得抄袭网络作品或者历届作品或者其他同学的作品，一旦发现雷 同50%以上，则相关雷同设计的成绩都为不及格。 2、 本课程设计重点在仿真，所以对系统仿真图要求较高，不得粘贴网 络图片，若图片模糊（或者图片中的文字模糊）或者图片带有水印，则相关设计的成绩都为不及格。 3、提交的电子稿必须含有全套仿真源文件，如SYSTEMVIEW仿真源文件或者MATLAB仿真源文件，以便检验课程设计的真实性与正确度。 4、 所有课程设计资料（纸质稿+电子稿+源程序），由班长或学习委员收齐统一上交。每个同学的电子稿（最终稿）放在一个名称为“学生姓名”的文件夹中，课程设计说明书以“设计题目名称”命名。该文件夹包含课程设计说明书与全套仿真原始文件（如SYSTEMVIEW源文件或MATLAB源文件）。

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2psk与2dpsk调制与解调原理

2psk与2dpsk调制与解调原理

2PSK与2DPSK调制与解调原理一、概述1. 背景介绍近年来，通信技术的发展日新月异，无线通信在各行各业中的应用越来越广泛。

而在无线通信中，调制与解调技术是至关重要的一环，其负责将信息信号转换为适合在信道上传输的模拟信号，从而实现信息的传输和接收。

2. 研究意义本文旨在深入探讨2PSK（2 Phase Shift Keying）与2DPSK（2 Differential Phase Shift Keying）调制与解调原理，为相关领域的研究人员提供参考并促进通信技术的发展。

3. 研究目的通过对2PSK与2DPSK调制与解调原理的深入研究，进一步理解其工作原理和应用特点，为相关领域的技术人员提供参考，促进相关领域的发展。

二、2PSK调制与解调原理1. 调制原理2PSK调制即二进制相移键控技术，其原理是通过改变载波的相位来传输数字信号。

具体来说，当输入为“0”时，相位不变；当输入为“1”时，相位发生180度的反转。

这样，就可以将数字信号转换为模拟信号，方便在信道上传输。

2. 解调原理对于2PSK信号的解调，通常采用相干解调的方式。

即接收端使用与发送端相同频率和相位的本地振荡器来恢复原始的数字信号。

通过相位差的计算，将接收到的信号转换为相应的数字信号。

3. 工作示意图（插入适当的2PSK调制与解调示意图）三、2DPSK调制与解调原理1. 调制原理2DPSK调制是二进制差分相移键控技术，与2PSK类似，但其差别在于传输的是相邻符号间的相位差，而不是绝对相位值。

这种设计使得2DPSK在频率偏移和相位偏移的情况下具有更好的抗干扰能力。

2. 解调原理2DPSK信号的解调通常采用差分相干解调的方式。

在接收端，利用两个连续的信号间的相位差，便可以还原出原始的数字信号。

3. 工作示意图（插入适当的2DPSK调制与解调示意图）四、2PSK与2DPSK在通信领域的应用1. 2PSK的应用2PSK广泛应用于数字通信系统中，如调制解调器、数字广播、数据传输等领域。

2PSK调制与解调系统的仿真设计

2PSK调制与解调系统的仿真设计

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。

2DPSK

2DPSK

图46-3 2PSK调制解调系统
图46-4 在System View中实现2PSK系统
1.码变换
码变换要实现的是预编码的作用，设输入码为AK，输出码为Bk，则有：
图46-5 码变换的实现
图46-6 码变换前后的波形
2．单／双变换
单／双变换要完成的功能是： “1”→“l” ： “0”→“-1” 。要实现这个功能，本实验中采用一个函数器（a＾x）和一个反向器相串联。其中，a取值为-l。
实验
一.实验目的
了解2DPSK和2PSK的调制和解调过程，利用System View这一辅助工具，通过改变系统中某几个标识，可以直观的对比2DPSK与2PSK的调制解调过程的区别，并比较源波形经两种调制后的波形差异。
二.基本原理
在绝对调相方式中，发送端是以某一个相位作基准，然后用载波相位相对
于基准相位的绝对值（0或π）来表示数字信号。因而在接收端也必须有这样
图46-11 解调部分的实现
图46-12 解调部分输入波形。延迟相乘后的波形以及低通滤波后的波形
5．抽样判决
在System View中，用抽样器，保持器和比较器这三个标识来实现接收判决的功能。其中，比较器的另一端要接入一恒流源，使输出信号与其作比较。恒流源采用正弦波发生器来实现（频率设为0）。
图46-13 抽样判决的实现及各点波形
图46-1 2DPSK调制解调系统
图46-2 在System View中实现2DPSK系统
而2PSK是利用载波的不同相位直接去表示数字信息，其时域表达式为：
绝对移相信号产生的方法有模拟调制法和相移键控法两类，2PSK信号同样可采用相干解调的方法。利用System View这一软件的功能，去掉2DPSK调制部分的码变换和解调部分的延时器，并在解调端插入正弦波发生器，2DPSK（系统就变为了2PSK系统。可以清楚的观察它们的调制与解调过程的区别。
2DPSK调制与解调的数字通信系统软件仿真

2DPSK调制与解调的数字通信系统软件仿真

其解调原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊带来的问题。2DPSK的相干解调原理框图如图2-3所示
end
相干解调：
function Demoduled_coSignal=demo2DPSK(coSignalAndNoise,bitRate,Freq_Carrier,n,Num_Unit)
t=linspace(0,7/bitRate,7*Num_Unit);% 7bits 700份
c=sin(2*pi*t*Freq_Carrier);
N= length(s); %样点总数
T= 1/fs*N; %观察时间
f= [-N/2:(N/2-1)]/T; %频率采样点
tmp1= fft(s)/fs;
tmp2= N*ifft(s)/fs;
S(1:N/2)= tmp2(N/2+1: -1:2);
S(N/2+1:N)= tmp1(1:N/2);
P = abs(S).^2./T;
Moduled_coSignal = [Moduled_coSignal,c1];
else
Moduled_coSignal = [Moduled_coSignal,c2];
end
end
figure(9)
[P2,F2]=t2f(Moduled_coSignal,bitRate*N);
plot(F2,P2)
二、实验原理
2DPSK的调制原理
在传输信号中，2PSK信号具有较好的误码率性能。但是，在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180度的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送出的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出输出数字信号全部出错。为了克服此缺点提出二进制差分相移键控（2DPSK）方式。