2ASK数字信号频带传输系统的设计与建模

通信原理课程设计

实验名称 数字信号频带传输系统的设计与建模 系别专业 物电院电子信息工程 年级班别 06级1班 学生姓名 宋 婧 学 号 200607010108 实验教师 刘毓

2009年10月17日

2PSK数字信号频带传输系统的设计与建模

一、设计要求：

在数字频带传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。数字信号对载波的调制可以去控制正弦振荡的振幅、频率或相位的变化。

二、原理依据：

在大多数情况下，数字信号是采用无线信道传输的。为了实现多路复用的目的，通常是把数字基带信号先经过数字调制（键控器），变换成频带信号之后再送到信道。

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。

三、设计思想：

1、键控法产生2PSK信号，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，选用的s(t)为双极性NRZ脉冲序列信号。

2、2PSK信号相干解调的过程实际上是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程，故常称为极性比较法解调。由于2PSK信号实际上是以一个固定初相的末调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。如果同步载波的相位发生变化，如0相位变为π相位或π相位变为0相位，则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”，从而造成错误的恢复。这种因为本地参考载波倒相，而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒π”现象或“反向工作”现象。绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊，造成反向工作。这也是它实际应用较少的主要原因。

四、模块设计：

1、2PSK信号的产生:

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。 2、2PSK信号的功率谱: 2PSK信号的功率谱密度

及其功率谱示意图如下:

分析2PSK信号的功率谱：（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。而一般情况下，2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于基带信号经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定（2）2PSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号

的相同

其中，数字基带信号带宽。

这就表明，在数字调制中，2PSK的频谱特性与2ASK相似。相位调制和频率调制一样，本质上是

一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。

3、2PSK的解调系统

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。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下：

2PSK相干解调系统框图及各个测试点波形

五、设计程序：

close all; clear all;

rand('state',sum(100*clock)); %Reset the generator of uniformly distributed random numbers

randn('state',sum(100*clock));%Reset the normally distributed random numbers minTestLength=1000000; % test length should at least reach this number maxTestLength=1000000000; %test stops at this number

A=1;%signal amplitude Eb=A*A; %Bit energy EbN0=10; ?N0 in dB index=1; k=2; n=3;

for EbN0=0:1:10

N0=Eb*10^(-EbN0/10);

noiseVar=N0/2; %noise density

noiseRoot=sqrt(noiseVar); % square root of the noise errorCount=0; testCount=0; while(1)

msg = randint(100,k,[0,1]);

code = encode(msg,n,k,'cyclic/binary');

%noise=awgn(code,N0-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB'); x=A*(2*code-ones(size(code))); %BPSK modulation, '0' maps to -A and '1' maps to A noise=noiseRoot*randn(1);

noisycode=x+noise* ones(size(code)); -d noise noise* ones(size(code)) % d=(y>=0);

% Decision:if y>=0, the decision result is '1',otherwise '0' ASKd=(y>=0.5) for i=1:100 for j=1:k+1

if noisycode(i,j)<0