通信原理大作业
2DPSK 信号的模拟调制与解调
班级：xxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxx
日期：xxxx 年11月17日
——————————目 录—————————— 〇. 目
录 ..................................................................................................................................... 0
一. 概
述 ..................................................................................................................................... 2
1. 2DPSK 信号概
述 . .......................................................................................................... 2
2. Simulink 工具概
述 . ...................................................................................................... 3
二. 系统框
图 . ............................................................................................................................ 3
1. 调制过
程 . ........................................................................................................................ 3
2. 解调过
程 . ........................................................................................................................ 3
三. 详细设
计 . ............................................................................................................................ 4
1. 抽样判决器模
型 ............................................................................................................ 4
2. 码反变换器模
型 ............................................................................................................ 4
3. 模拟调制模
型................................................................................................................. 5
4. 极性比较法模
型 ............................................................................................................ 6
5. 相位比较法解模
型 ........................................................................................................ 6
四. 仿真结
果 . ............................................................................................................................ 7
1. 参数设
置 . ........................................................................................................................ 7
2. 输出波
形 . ...................................................................................................................... 13 五.
个人总
结 . .......................................................................................................................... 20
一. 概述
1. 2DPSK 信号概述
2DPSK 信号，即二进制差分相移键控，是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息的频带信号。因此又称之为相对相移键控。在2DPSK 信号中，每个码元的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的差才唯一决定信息符号。
在传统的2PSK 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，所以称之为绝对相移。然而由于“倒π”现象的存在，使得载波恢复中相位产生0、π模糊性，即恢复出的数字信号“1”和“0”倒置，从而使2PSK 难以实际应用。2DPSK 信号便在应运而生了。
2DPSK 信号有一种调制方法。该方法是先对基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。
2DPSK 信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法。其解调原理是：对2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。
2DPSK 信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK 信号延时一个码元间隔T s , 然后与2DPSK 信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信息，故解调器中不需要码反转换器。
2. Simulink 工具概述
Simulink 的MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，用户无需书写大量程序代码，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可以构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
二. 系统框图 1. 调制过程
2. 解调过程 A. 极性比较法
B. 相位比较法
三. 详细设计 1. 抽样判决器模型
如图所示：抽样判决器前半部分抽样，后半部分判决。抽样器在定时矩形脉冲的作用下，每来一个上升沿，便抽取输入信号的一个瞬时值；判决器根据抽样值的大小，依次从“1”电平和“0”电平中选择一个输出。
2. 码反变换器模型
如图所示：码反变换器是对前后相邻的两个差分码进行异或运算，从而取出里面包含的相位信息。因此，本系统中将信号延迟一个T ，然后与原信号异或，完成码反转换的功能。
3. 模拟调制模型
如图所示：系统先产生一段伯努利序列（“0”、“1”随机变化）。随后经过封装好的差分编码器，完成差分编码。再然后经过纵坐标方向的移位及乘2运算，产生一个随机的差分双相序列；信号发生器产生的正弦信号作为载波信号，与差分双相码相乘后即输出二进制差分相移信号（2DPSK 信号）。为了使输出码清晰可见，仿真中增加了信号增益模块。
4. 极性比较法模型
如图所示：该系统先让2DPSK 信号与载波相乘，结果进入抽样判决器。该抽样判决器由两部分组成，第一部分是抽样部分：在定时脉冲的作用下，系统对输入信号定时取样；第二部分是判决部分：系统根据抽样结果依次输出“0”电平或“1”电平。最后是码反转换器，将当前码元与延迟一个T 的码元进行异或运算，最后将结果输出到示波器中。
5. 相位比较法解模型
如图所示：该系统先将2DPSK 信号分成两路，其中一路信号延时一个T 。然后两路信号进行相乘运算，使运算后的信号携带有用的信息。然后进入抽样判决器（上一点已经讲清楚，这里不再赘述）。最后的信号即可输出到示波器中。
四. 仿真结果 1. 参数设置
10
11
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13
2. 输出波形
基带信号s(t 14
差分编码后的码形
经过放大平移的差分双相码 15
载频信号cos ωc
t
2DPSK 信号 16
2DPSK 与载频信号相乘
取样的定时脉冲 17
抽样判决器输出波形
延迟T 后的码形 18
极性比较法输出码形
延迟T 后的2DPSK 信号（相位比较法部分） 19
延迟信号与原信号相乘（相位比较法部分）
调制输出（从上而下依次是基带信号、差分双相信号、2DPSK 信号） 2DPSK 信号的调制与解调（MATLAB 仿真） 解调输出（从上而下依次是基带信号、差分双相信号、解调输出信号） 五. 个人总结 MATLAB 这个工具软件，从大一的线性代数课开始老师就说要掌握。当时只是学了几 个很简单的操作，会输入一组矩阵，会 div、inv 等几个基本指令。后来上学期信号与系统 课的大作业——“语音信号的采集与频谱分析” ，这个大作业也是需要 MATLAB 的，不过因为 自己当时没有安排好时间， 最后时间紧张只好水过去了。 后来这学期开始我又自学了一部分 MATLAB，涉及了很多应用领域，不过都不甚深入。也就是在那时我第一次知道 MATLAB 有一个叫 Simulink 的扩展工具， 可以进行系统仿真。 当时就觉得好厉害， 因为之前用 Multisim 做过电路的仿真，感觉这类工具真是说不出得实用：每一个部件都十分形象，每一个参数设 置都十分简单。因此这次通信原理的大作业一布置下来，我立刻决定用 Simulink 工具进行 仿真。照着书上的系统框图，参考网上的许多资料，一步一步搭建调制、解调系统。期间也 遇到了许多
问题。比如在设计码反转换器那里，输出一直没有码形序列，当时我搞了整整一 下午，仔细对照每一步操作后的信号波形，最后才发现双相码不能直接进行异或运算，我于 是把抽样那里的“0”电平改成了 ground，一切正常了。还有刚开始的一次，我照着网上一个 20
2DPSK 信号的调制与解调（MATLAB 仿真） 资料上的仿真图画了系统图，结果输出无论如何都不对。我仔细观察了那个参考图，惊讶地 发现它居然没有经过码反转换的过程， 最后的输出居然还和原信号一样。 当然这也警示我不 要太相信网上的现有资料，有些也是造假的。不过总体来说，这次大作业收获还是可圈可点 的，以后再有这样的任务，我还是会积极完成，努力提升自己！ 21
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