2DPSK的调制与解调

成都学院（成都大学）课程设计报告

2DPSK调制解调仿真系统设计

摘要：二进制差分相移键控简称2DPSK。它是数据通信中最常用的一种调制方式，这种方式的优点是简单，易于实现。与2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才唯一确定信息符号。调制解调技术是实现现代通信的重要手段，研究数字通信调制解调理论，提供有效的调制方式，有着重要意义。

本文主要研究了利用Systemview软件对2DPSK调制解调的系统设计。首先主要介绍了2DPSK的调制解调的基本理论和仿真软件。然后进行仿真模型搭建并分析仿真结果。 关键词：2DPSK；调制解调；Systemview

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目 录

第1章 绪论 ......................................................................... 1

1.1 课题研究背景及意义 .......................................................... 1 1.2 Systemview软件介绍 .......................................................... 1 1.3 研究内容 .................................................................... 2 第2章 2DPSK的调制解调原理 .......................................................... 3

2.1 2DPSK的调制原理 ............................................................. 3 2.2 2DPSK的解调原理 ............................................................. 3

2.2.1 采用极性比较法解调模块 ................................................ 3 2.2.2 采用差分相干解调模块 .................................................. 4

第3章 基于Systemview的仿真分析 .................................................... 6

3.1 产生2DPSK的调制模块 ........................................................ 6 3.2 2DPSK的解调模块 ............................................................. 7

3.2.1 采用极性比较法解调模块 ................................................ 7 3.2.2 采用差分相干解调模块 .................................................. 8

第4章 结论 ........................................................................ 11 参考文献 ........................................................................... 12

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

二进制差分相移键控简称二进制相对调相，记作2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是指码元初相与前一码元初相之差。2DPSK信号的解调有两种方式：一种是差分相干解调，另一种是相干解调-码变换法，后者又称极性比较-码变换法。

与2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元的相对相位才唯一确定信息符号。这说明解调2DPSK信号时，并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系就可正确恢复数字信息。这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道特性相匹配。调制解调技术是实现现代通信的重要手段，研究数字通信调制解调理论，提供有效的调制方式，有着重要意义。

1.2 Systemview软件介绍

SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块（Token）去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库(Optional Library)，基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器、各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。SystemView

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能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。SystemView的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标，如幅频特性（伯特图）、传递函数、轨迹图等之间的转换。

在系统设计和仿真分析方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。System View还具有与外部文件的接口，可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC++或仿真工具Matlab的接口，可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的接口，与Xilinx公司的软件Core Generator配套，可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据文件；另外，System View还有与DSP芯片设计的接口，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码。

1.3 研究内容

随机给一基带信号，将其调制成2DPSK信号。在解调过程中分别采用相干解调加码反变换和差分相干解调两种方式对2DPSK信号进行解调。

要求用SystemView来实现对基带信号的调制与解调。画出框图及信号波形并对其进行分析。

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第2章 2DPSK的调制解调原理

2.1 2DPSK的调制原理

在传输信号中，2PSK信号具有较好的误码率性能。但是，在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180度的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送出的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出输出数字信号全部出错。为了克服此缺点提出二进制差分相移键控（2DPSK）方式。

2DPSK信号的产生方法是先对二进制数字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，从而变成二进制差分相移键控信号。2DPSK信号调制器原理框图如图2-1所示。

开关载波载波 0 相对码 ? 移相 码变换 绝对码

图2-1 2DPSK信号调制器原理框图

相对（差分）移相方式（2DPSK）的调制系统如图2-2所示。

基带信号 差分编码 相乘 2DPSK相对码 本地载波 ?图2-2 相对移相方式产生2DPSK的调制系统框图

2.2 2DPSK的解调原理

2DPSK的解调方法分为两种：一种是相干解调加码反变换即极性比较法，另一种是差分相干解调即相位比较法。

2.2.1 采用极性比较法解调模块

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，

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