【正文】 圖 36 a圖為 2PSK抽樣判決后信號波形 b圖為 抽樣判決后信號頻譜， c圖為原信號波形 d圖為 原信號頻譜 解調(diào)時加噪聲的 2PSK 信號與同步載波在頻域相乘再經(jīng)過低通濾波后，再經(jīng) 過抽樣判決后恢復出原始數(shù)字信號，各時間波形和頻譜如圖 36所示，抽樣判決 后 信號 時域波形 和頻譜與 源信號相比 是一致的，說明沒有產(chǎn)生誤碼。 調(diào)制后信號 的時間 波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的， 即相位相差 180度 。 圖２－ 6 2DPSK 差分相干解調(diào)器原理框圖 e2DPSK (t) 相乘器 低通濾波器 抽樣判決器 定時脈沖 輸出 帶通濾波器 延遲 Ts 圖 31原信號波形及原信號波形頻譜 其中源信號是隨機產(chǎn)生的二進制碼元，載波頻為 fc=256Hz，幅度為１的余弦波。 2PSK解調(diào)采用如圖２－２所示 方法 ，將 2PSK信號在頻域上與載波相乘，再經(jīng)過低通濾波，然后進行抽樣判決得到解調(diào)信號。 2DPSK系統(tǒng)是一種實用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)，但其抗加性白噪聲性能比 2PSK的要差。移相 o π 碼變換 e2DPSK (t) 圖２－ 5 2DPSK 相干解調(diào)器原理框圖 e2DPSK (t) cosωct 相乘器 低通濾波器 抽樣判決器 定時脈沖 碼反變換器 輸出 帶通濾波器 個碼元間隔 Ts，然后與 2DPSK信號本身相乘。 2DPSK信 號的另一種解調(diào)方法是差分相干解調(diào)（相位比較法），其原理框圖如圖２－ 6所示。在解調(diào)過程中，由于載波相位模糊性的影響，使得解調(diào)出的相對碼也可能是“１”和“０”倒置，但經(jīng)差分譯碼（碼反變換）得到的絕對碼不會發(fā)生任何倒置的現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊性帶來的問題。 式（２ .3－ 2）稱為差分編碼（碼變換），即把絕對碼變換為相對碼；其逆過程稱為差分譯碼（碼反變換），即 1??? nnn bba （ － 3） 2DPSK信號的解調(diào)方法之一是相干解調(diào)（極性比較法）加碼反變換法。 差分碼可取傳號差分碼或空號差分碼。 2DPSK信號的產(chǎn)生方法：先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，即把表示數(shù)字信息的序列的絕對碼變換成相對碼（差分碼），然后再根據(jù)相對碼絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進制差分相移鍵控信號。根據(jù) ITUT建議，圖２ ３（ a）所示的相移方式稱為 A方式；圖２ ３（ b）所示的相移方式稱為 B方式。因此，在相鄰碼元之間必定有相位突跳。這時，當前的碼元的相位相對于前一碼元的相 位改變177。這樣， 2DPSK方式雖然解決了載波相位不確定性問題，但是碼元的定時問題仍沒有解決。在絕對相移中，它是未調(diào)制載波的相位；在相對相移中，它是前一碼元的載波相位，當前碼元的相位可能是 0或π。 為了更直觀地說明信號碼元的相位關(guān)系，我們可以用矢量圖 來表述。移相 o π 碼型變換 e2PSK (t) s(t) 相乘器 低通濾波器 帶通濾波器 圖２－ 2 2PSK信號的解調(diào)原理框圖 抽樣判決器 cosωct e2PSK (t) 定時脈沖 輸出 2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。為了克服此缺點，提出了二進制差分相移鍵控（ 2DPSK）方式。由于它利用載波相位的絕對數(shù)值表示數(shù)字信息，所以又稱為絕對相移。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。與 2ASK信號的產(chǎn)生方法相比較，只是對 s(t)的要求不同，在 2ASK中 s(t)是單極 性的，而在 2PSK 中 s(t)是雙極性的基帶信號。這種以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)二進制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為二進制絕對相移方式。在 2PSK 中，通常用初始相位 0和π分別表示二進制“１”和“ 0”。這樣，可以用載波的某些離散狀態(tài)來表示數(shù)字基帶信號的離散狀態(tài)。 數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制原理是相同的，一般可以采用模擬調(diào)制的方法實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。然而，在實際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。 同時 加深對所學的通信原理知識理解，培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì) ； 通過專業(yè)課程設(shè)計掌握通信中常用的信號處理方法，能夠分析簡單通信系統(tǒng)的性能。 計算機仿真軟件在通信系統(tǒng)工程設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，對數(shù)字通信系統(tǒng)的分析與研究越來越重要，數(shù)字調(diào)制作為數(shù)字通信系統(tǒng)的重要部分之一，對它的研究也是有必要的。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 設(shè)計 意 義 由于傳 輸失真、傳輸損耗以及保證帶內(nèi)特性的原因，基帶信號不適合在各種信道上進行長距離傳輸。通過仿真更深刻地理解了數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理 。 此次試驗報告 首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的 幾 種基本調(diào)制解調(diào)方法，然后，運用 Matlab 設(shè)計了 兩 種數(shù)字調(diào)制 解調(diào) 方法的仿真 程序，主要包括2PSK， 2DPSK。通過改變載波幅度、頻率、 相位，來傳輸數(shù)字基帶信號，所以帶通傳 輸也 叫做載波傳輸。 設(shè)計 內(nèi) 容 數(shù)字信號 的傳輸可分為基帶傳輸和帶通傳輸，實際中的大多數(shù)的信道（如無線信道）因具有帶通特性而不能直接傳送基帶信號，這是因為基帶信號往往具有豐富的低頻分量，為了使數(shù)字信號能在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，以使信號與信道相匹配，這種用基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換成數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。 目前， MATLAB 集科學計算(putation) 、可視化 (visualization)、編程 (programming)于一身，并提供了豐富的 Windows 圖形界面設(shè)計方法。它的優(yōu)點在于快速開發(fā)計算方法，而不在于計算速度。最后， 對兩 種調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進行了 比較。通過仿真， 分析 了 這兩 種 調(diào)制解調(diào)過程中各環(huán)節(jié)時域和頻域的波形 ，并考慮了信道噪聲的影響。 數(shù)字調(diào)制是通信系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)之一，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的改進也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑。題目 相移鍵控（ PSK） 和差分相移鍵控（ DPSK） 的仿真與設(shè)計 摘要 計算機仿真軟件在通信系統(tǒng)工程設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。利用 MATLAB作為編程工具，設(shè)計了相移鍵控系統(tǒng)的模型，并且對模型的方針流程以及仿真結(jié)果都給出具體詳實的分析，為實際系統(tǒng)的構(gòu)建提供了很好的依據(jù)。本文首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的 PSK 和 PSK 的 調(diào)制解調(diào)方法，然后，運用 Matlab 設(shè)計了這 兩 種數(shù)字調(diào)制 解調(diào) 方 法的仿真 程序 。通過仿真更深刻地理解了數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理 。 關(guān)鍵詞 2PSK 2DPSK Matlab 設(shè)計與仿真 設(shè)計內(nèi)容、意義 了解 MATLAB MATLAB 是一種交互式的以矩陣為基礎(chǔ)的系統(tǒng)計算平臺 ,它用于科學和工程的計算與可視化。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，雇傭 MATLAB 可以進行矩陣、控制設(shè)計、信號處理與通信、圖像處理、信號檢測等領(lǐng)域。 MATLAB 在美國已經(jīng)作為大學工科學生必修的計算機語言之一 ，近年來， MATLAB語言已在我國推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學科研究部門和高等院校。 在接收端通過解調(diào)器把帶通信號還原成數(shù)字基帶信號的過程稱為數(shù)字解調(diào) ，而包括調(diào)制和解調(diào)的過程數(shù)字傳輸 系統(tǒng) 叫做數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)。 利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控制載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，此法通常稱為鍵控法，根據(jù)鍵控的不同可分為振幅鍵控，頻率鍵控和相位鍵控。通過仿真， 分析 了 這 兩 種 調(diào)制解調(diào)過程中各環(huán)節(jié)時域和頻域的波形 ，并考慮了信道噪聲的影響。最后， 對 這 兩 種調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進行了 比較。為了進行長途傳輸，必須對數(shù)字信號進行載波調(diào)制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯控制技術(shù)和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN網(wǎng)），所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過渡的趨勢。通過對調(diào)制系統(tǒng)的仿真，我 們可以更加直觀的了解數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能及影響性能的因素，從而便于改進系統(tǒng)，獲得更佳的傳輸性能。利用 MATLAB 作為編程工具，設(shè)計 相移鍵控系統(tǒng)的模型，并且對模型的方針流程以及仿真結(jié)果都給出具體詳實的分析，為實際系統(tǒng)的構(gòu)建提供了很好的依據(jù)。 相關(guān)理論 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)原理