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2PSK2DPSK数字信号频带传输系统设计与仿真

来源:伴沃教育
 2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统设计与仿真 ——2PSK、2DPSK调制

一、实验目的

1、掌握数字信号传输的调制方式 2、掌握调制的解调方式

3、掌握数字信号载波传输系统的原理,进而设计出系统 二、相关知识

通信的最终目的是远距离传递信息。虽然基带数字信号可以在传输距离不远的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。如同传输模拟信号时一样,传输数字信号时也有三种基本的调制方式:幅度键控、频移键控和相移键控。它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,下面来看其中一种(以二进制数字信号为例)

2PSK和2DPSK(二进制相移或差分相移键控)

PSK就是根据数字基带信号的两个电平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。产生PSK信号的两种方法: 1、调相法:将基带数字信号(双极性)与载波信号直接相乘的方法: 2、选择法:用数字基带信号去对相位相差180度的两个载波进行选择。

实验要求

理解题目提出的设计任务;

查阅资料,确定系统方案,给出系统组成模块框图; 根据方案,选择硬件实验模块,搭建硬件实验平台

理解硬件模块设计原理,学习硬件电路实现方法,分析硬件实验结果,撰写实验报告。 软件仿真实验设计各模块电路,计算电路各参数,分析其特性,使其满足题目要求; 利用SystemView软件仿真通信系统,分析单元模块参数设置对通信系统的影响; 必须按格式要求撰写课程设计说明书,(这一部分工作非常最重要); 答辩(上机演示) 注:鼓励学生有开创性的思路和方法,有能力的同学可在题目本身要求的基础上做进一步的发挥。

系统总原理图

原始信号波形

2PSK

调制

2PSK基本原理

二进制移相键控(2psk)方式是受键控的载波相位按基带脉冲而改变的一种数字调制方

式。设2psk的信号为e0(t),则e0(t)发送二进制符号0时,e0(t)取0相位;发送二进制符号1时e0(t)取π相位。这种以载波的不同相位直接去表示相应数字信号的相位键控,通常被称为绝对移相方式。采用移相方式,由于发送端是以一个相位作基准的,因而在接受系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化(0相位变π相位或π相位变0相位),则恢复的数字信息就会发生0变为1或为1变为0,从而造成错误的恢复。这样,采用2psk方式就会在接受端发生错误恢复。这种现象,常称为2psk方式的“倒π”现象或“反向工作”现象。

绝对相移是利用载波的相位(指初相)直接表示数字信号的相移方式。二进制相移键控中,通常用相位0和来分别表示“0”或“1”。2PSK已调信号的时域表达式为

这里,s(t)与2ASK及2FSK时不同,为双极性数字基带信号,即

式中,g(t)是高度为1,宽度为因此,在某一个码元持续时间π。 当码元宽度

为载波周期

的整数倍时,2PSK信号的典型波形如下图,2PSK信号的模拟

的门函数; 内观察时,有

调制法框图(a);图(b)是产生2PSK信号的键控法框图,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。

基带数字信号

已调信号 相乘

载波

2PSK的调制方框图

2PSK调制输出波形

2DPSK调制

2DPSK基本原理 2DPSK信号原理

2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定:Φ=0表示0码,Φ=π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端只能采用相干解调.

在这种绝对移相方式中,发送端是采用某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化,则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式,而采用相对移相方式。 定义 为本码元初相与前一码元初相之差,假设: →数字信息“0”; →数字信息“1”。

则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下: 数字信息: 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位:0 

或:

2DPSK信号的调制原理

一般来说,2DPSK信号有两种调试方法,即模拟调制法和键控法。2DPSK信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示,其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。

s(t) eo(t) 码变换 相乘 载波 模拟调制法方框图

2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示,其中码变换的过程为将输入的基带信号差分,即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0,当输入数字信息为“1”时接pi。

键控法调制方框图

2DPSK调制输出波形

《通信原理大型实验》

实验报告

学生姓名: 安长维 学 号: 0705074253 学 院: 信息与通信工程学院 专 业: 通信工程专业 实验题目: 2PSK、2DPSK数字信号频带传输系统 (2PSK、2DPSK调制) 完成时间: 2010.6.25 指导教师: 赵冬娥 王晨光

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