實驗五2PSK調(diào)制解調(diào)

1、實驗五 2PSK 調(diào)制解調(diào)仿真院、系） 專業(yè) 班課程學號實驗日期教師評定、實驗目的1熟悉 2PSK 調(diào)制解調(diào)原理。2掌握編寫 2PSK 調(diào)制解調(diào)程序的要點。3掌握使用 Matlab 調(diào)制解調(diào)仿真的要點。、實驗容1根據(jù) 2PSK 調(diào)制解調(diào)原理，設計源程序代碼。2通過 Matlab 軟件仿真給定信號的調(diào)制波形。3. 對比給定信號的理論調(diào)制波形和仿真解調(diào)波形。三、實驗原理1. 2PSK 的調(diào)制原理所謂的二進制相移鍵控（ 2PSK）信號，是指在二進制調(diào)制中，正弦載波的相位隨0”和“或”者著二進制數(shù)字基帶信號離散變化而產(chǎn)生的信號。已調(diào)信號載波可以用+/和2 ”“-/2來”表示二進制基帶信號的 “0和”“

2、1?！?PSK 信號的時域表達式為： e2PSKAcos( ctn)其中， n表示第 n 個符號的絕對相位：發(fā)送 “”時發(fā)送 “”時即 2PSK 表達式也可以為：e2PSK (t)Acos ctAcos ct概率為 P概率為 1 P即發(fā)送二進制符號 “0時”（取 1），取 0 相位；發(fā)送二進制符號1時”（取 1），取 相位。所以二進制絕對相移，則是以載波的不同相位直接去表示相應二進制數(shù)字信號。由于表示信號的兩種碼元的波形相同，極性相反，故 2PSK 信號一般可以表述為一 個雙極性全占空矩形脈沖序列與一個正弦載波的相乘。由于 2PSK 信號是雙極性不歸零碼的雙邊帶調(diào)制， 所以如果數(shù)字基帶信號不是

3、雙極 性不歸零碼時， 則要先轉(zhuǎn)成雙極性不歸零碼， 然后再進行調(diào)制。 調(diào)制方法有模擬法和相 位鍵控選擇法。 2PSK調(diào)制原理圖如圖 1 和圖 2所示。模擬法使源信號如果不是雙極性 不歸零，則轉(zhuǎn)成雙極性不歸零碼后與本地載波相乘即可調(diào)制成 2PSK 信號。相位鍵控選 擇法則是通過電子開關(guān)來實現(xiàn)的，當雙極性不歸零碼通過電子開關(guān)時，遇低電平就以 180 度相移的本地載波相乘輸出，遇高電平，電子開關(guān)則連通沒相移的本地載波上然后 輸出。圖 1 2PSK 信號的模擬調(diào)制原理框圖圖 2 2PSK 信號的相位鍵控調(diào)制原理框圖2. 2PSK 的解調(diào)原理2PSK信號的解調(diào)通常采用相干解調(diào)法，解調(diào)器原理框圖如圖 3 所

4、示。在相干解調(diào) 中，如何得到與接收的 2PSK 信號同頻同相的相干載波是個關(guān)鍵問題。 至于解調(diào)的方式， 因為雙極性不歸零碼在 “1和”“0等”概時沒有直流分量，所以 2PSK 信號的功率譜密度是 無載波分量，必須用相干解調(diào)的方式。過程中需要用到與接收的 2PSK 信號同頻同相的相干載波相乘， 然后通過低通濾波 器，再進行抽樣判決恢復數(shù)據(jù)。 當恢復相干載波產(chǎn)生 180 度倒相時，解調(diào)出的數(shù)字基帶 信號將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反， 解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號全部出錯。 這種現(xiàn)象 通常稱為 “倒 ”現(xiàn)象。因而 2PSK信號的相干解調(diào)存在隨機的 “倒 現(xiàn)”象，使得 2PSK 方 式在實際中很少采用。3

5、 2PSK 信號的解調(diào)原理框圖圖四、程序設計1. 首先給定一組輸入信號序列，也利用 rand 隨機產(chǎn)生一組元素為 10 的數(shù)字序列。2. 根據(jù) 2PSK的調(diào)制原理，先產(chǎn)生 2 個信號，碼元為 0時，初始相位用為零 ，記 為 f1,同理，碼元為 1 時，初始相位用為 pi ，記為 f2, 將 f1 和 f2 相加可以得到 經(jīng)過 2psk 調(diào)制后的信號，用 MATLAB 畫出調(diào)制后的波形。3. 利用相干解調(diào)法，畫出 2PSK 解調(diào)后的信號。五、設計流程1.利用 rand 隨機產(chǎn)生一組元素為 10 的數(shù)字序列。2.根據(jù) 2PSK 的調(diào)制原理，畫出調(diào)制信號3. 根據(jù)相干解調(diào)法，調(diào)制信號經(jīng)過帶通濾波器，

6、再和余弦信號相乘，再經(jīng)過低通濾 波器，進行抽樣判決，畫出解調(diào)后的波形，與原始信號波形進行比較。六、源程序代碼clear all close all fs=2000; dt=1/2000;T=1;f=20;a=round(rand(1,10);g1=a;g2=a;g11=(ones(1,2000)'*g1; g1a=g11(:)'g21=(ones(1,2000)'*g2;g2a=g21(:)'t=0:dt:10-dt;t1=length(t);psk1=g1a.*cos(2*pi*f*t); psk2=g2a.*cos(2*pi*f*t+pi); sig_psk

7、=psk1+psk2; no=0.01*randn(1,t1);sn=sig_psk+no;figure(1)subplot(3,1,1); plot(t,no); title(' 噪聲波形 '); ylabel(' 幅度');subplot(3,1,2); plot(t,sig_psk); title('psk 信號波形 '); ylabel(' 幅度');subplot(3,1,3); plot(t,sn);title(' 經(jīng)過信道后的信號 '); ylabel(' 幅度');bpf=fir1(

8、101,19/1000,21/1000);H=filter(bpf,1,sn); sw=H.*cos(2*pi*f*t); lpf=fir1(101,1/1000,10/1000); st=filter(lpf,1,sw); figure(2) subplot(2,1,1); plot(t,sw);title(' 乘法器輸出信號 '); ylabel(' 幅度'); subplot(2,1,2); plot(t,st);title(' 低通濾波后輸出信號 '); ylabel(' 幅度'); sig=zeros(1:t);for i=1:length(t) if(st(i)>=0)sig(i)=0;elsesig(i)=1;endend figure(3) subplot(2,1,1); plot(sig);axis(0 20000 0 2);title(' 經(jīng)過抽樣判決后解調(diào)出的波形 '); ylabel(' 幅度');subplot(2,1,2); plot(g1a);axis(0 20000 0 2); title(' 原始信號 '); ylabel(' 幅度');七、 MATLAB 繪制波形八、實驗總結(jié)和心得經(jīng)過這次實驗，我學到了很多不一