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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2013年春季学期
信号处理课程设计
题 目： 2PSK信号的产生及谱分析 专业班级： 通信工程 姓 名: 学 号： 指导教师： 成 绩：
摘 要
为了使数字信号在信道中有效地传播，必须使用数字基带信号的调制与解调，以使得信号与信道的特性相匹配。用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。键控法，如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。由于PSK在生活中有着广泛的应用，本论文详细介绍了PSK波形的产生和仿真过程。我们可以系统的了解基本原理，以及得到数字调制波形的方法。利用MATLAB仿真可更好的认识2PSK信号波形的调制过程。加深了我们对数字信号调制与解调的认知程度。 关键字：数字调制;2PSK;调制与解调;Matlab仿真
目 录
前 言-------------------------------------------------------------- I 一、设计目的及意义-------------------------------------------------- 1 二、设计要求-------------------------------------------------------- 1 三、系统原理-------------------------------------------------------- 1
3.1 2PSK信号的表达式-------------------------------------------- 2 3.2 2PSK信号的调制---------------------------------------------- 3 3.3 2PSK信号的解调---------------------------------------------- 3 3.4 2PSK的“倒π现象”或“反向工作”---------------------------- 4 3.5 功率谱密度 -------------------------------------------------- 5 四、 程序流程图----------------------------------------------------- 7 五、仿真结果及分析-------------------------------------------------- 8 总 结------------------------------------------------------------ 9 致 谢----------------------------------------------------------- 10 参考文献----------------------------------------------------------- 11
前 言
当今社会已经步入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输及通信起着支撑作用。而对于信息的传输，数字通信已经成为重要的手段。因此，数字信号的调制就显得非常重要。
调制分为基带调制和带通调制。不过一般狭义的理解调制为带通调制。带通调制通常需要一个正弦波作为载波，把基带信号调制到这个载波上，使这个载波的一个或者几个参量上载有基带数字信号的信息，并且还要使已调信号的频谱倒置适合在给定的带通信道中传输。特别是在无线电通信中，调制是必不可少的，因为要使信号能以电磁波的方式发送出去，信号所占用的频带位置必须足够高，并且信号所占用的频带宽度不能超过天线的的通频带，所以基带信号的频谱必须用一个频率很高的载波调制，使期带信号搬移到足够高的频率上，才能够通过天线发送出去。
基带信号的调制主要分为线性调制和非线性调制，线性调制是指已调信号的频谱结构与原基带信号的频谱结构基本相同，只是占用的频率位置搬移了。而非线性调制则是指它们的结构完全不同不仅仅是频谱搬移，在接收方会出现很多新的频谱分量。由于噪声和码间串扰，总会有一定的失真。所以人们总是在寻找不同的接收方式来降低误码率，其中的接收方式主要有相干接收和非相干接收。在接收方通过载波的相位信号去检测信号的方法称为相干检测，反之若不利用就称为非相干检测，而对于一些特别的调制有特别的解调方式，如过零检测法。
系统的性能好坏取决于传输信号的误码率，而误码率不仅仅与信道、接收方法有关还和发送端采用的调制方式有很大的关系。我们研究的ASK，FSK，PSK等就主要是发送方的调制方式。本文主要对2PSK信号的原理及其相干解调系统性能进行了分析和仿真，这样能让我们对数字调制方式有一个更清楚的认识。
I
一、设计目的及意义
2PSK
数字调相技术由于其抗干扰能力强，实现简单，而被广泛应用于各种
通信中。本题目要求学生进行2PSK信号的产生及谱分析。通过这次课程设计欲达到以下目的：
⑴巩固课程所学的有关理论知识。
⑵加深对2PSK调制与解调的理解与掌握。 ⑶掌握信号谱分析的方法。 ⑷掌握MATLAB软件的基本使用。
⑸学会运用MATLAB软件进行一些方针和设计。
二、设计要求
⑴掌握2PSK调制与解调的原理及实现方法； ⑵掌握信号谱分析的方法；
⑶利用MATLAB软件产生2PSK信号。给出2PSK信号的时域波形。
⑷利用MATLAB编程实现2PSK信号的谱分析；观察DFT长度和窗函数长度对频谱的影响。
三、系统原理
数字
方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信
道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。基带信号及相
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