课程设计报告模板(调制解调).doc

PAGE 易武 《MATLAB的差分码PSK调制解调实现》 第 PAGE １２页 共15页 PAGE 基于MATLAB的差分码PSK调制解调实现 学生姓名：易武 指导老师：吴志敏 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。分析了数字调制系统的基本调制解调方法，利用MATLAB作为编程工具，设计了相移键控系统的模型，并且对模型的方针流程以及仿真结果都给出具体详实的分析，为实际系统的构建提供了很好的依据。数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制解调技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。 关键词 MATLAB；PSK；调制解调；差分码 1 引 言 1.1课程设计目的 差分码PSK的调制解调的实现，通过课程设计，我学到了MATLAB的操作，深入了解了PSK调制解调的原理，利用MATLAB集成环境下的M文件，编程实现差分码的PSK调制解调，并绘制了调制前后的时域和频域波形级叠加噪声时解调前后额频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号的额传输影响，知道了2PSK信号的产生方法主要有两种。这两种方法的复杂程度差不多，并且都可以用数字信号处理器实现，加深了对信号的调制解调的认识，培养了实际操作能力。 1.2课程设计要求 绘制基带信号，PSK调制信号和解调信号。 绘制噪声后的调制信号和解调信号。 改变噪声功率进行解调，分析噪声对信号传输造成的影响。 1.3课程设计原理 差分码PSK的调制解调实质上就是DPSK调制解调，利用载波的多种不同的相位状态来表征数字信息的调制方式，调制解调有2DPSK和4DPSK调制解调，本次课程实际采用二进制的DPSK。 2 PSK调制解调原理 2PSK调制的基本原理 在4PSK信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以又称为绝对相移。4PSK相干解调时，由于载波恢复中相位有０、π模糊性，导致解调过程出现“反向工作”现象，恢复出的数字信号“１”和“０”倒置，从而使2PSK难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。 2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设为当前码元与前一码元的载波相位差，可定义一种数字信息与之间的关系为 （２－１） 于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系示例如下： 二进制数字信息: 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK信号相位: (0) π 0 0 π π π 0 π π 　 或 (π) 0 π π 0 0 0 π 0 0 数字信息与之间的关系也可定义为 由此示例可知，对于相同的基带数字信息序列，由于初始相位不同，2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。 为了更直观地说明信号码元的相位关系，我们可以用矢量图来表述。按照（２－１）的定义关系，我们可以用如图２－1（a）所示的矢量图来表示，图中，虚线矢量位置称为基准相位。在绝对相移中，它是未调制载波的相位；在相对相移中，它是前一码元的载波相位，当前码元的相位可能是0或π。但是按照这种定义，在某个长的码元序列中，信号波形的相位可能仍没有突跳出点，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。这样，24DPSK方式虽然解决了载波相位不确定性问题，但是码元的定时问题仍没有解决。 为了解决定时问题，可以采用图２－1（b）所示的相移方式。这时，当前的码元的相位相对于前一码元的相位改变±π/2。因此，在相邻码元之间必定有相位突跳。在接收端检测此相位突跳就能确定每个码元的起止时刻，即可提供码元定时信息。根据ITU-T建议，图２-1（a）所示的相移方式称为A方式；图２-1（b）所示的相移方式称为B方式。由于后者的优点，目前被广泛采用。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图２－ 图２－1　2DPSK信号的矢量图 参考相位 参考相位 π/2相位 -π/2相位 (a) A方式 (b) B方式 2.2 4PSK解调的基本原理 2DPSK信号的产生方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息的序列的绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2DPSK信号调制器原理框图如图２－2所示。 180°移相 180°移相 e e2DPSK (t) 差分码可取传号差分码或空号差分码。其中，传号差分码的编码规则为 　 （2.2－2） 式中：为模２加；为的前一码元