西电B测——基于simulink的2PSK和2DPSK调制解调系统实现
时间：2023-08-15 07:37:00
这是学校的B级测试实验，仅供学习和交流使用
需要使用误码率曲线绘制bertool工具：
bertool工具教程：
通信专业Simulink---画错码率曲线(使用bertool工具)_Enpiyahh的博客-CSDN博客_simulink误码率曲线
下载报告和模拟文件链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1Fo5ixtqQpegDMYFd15cctA?pwd=FCNN
提取码：FCNN
一、模拟目的：
1. 了解通信系统的组成、工作原理、信号传输和变换过程；
2. 掌握通信系统的设计方法与参数设置原则；
3. 掌握使用Simulink模拟软件通信系统的方法。
利用SystemView或Simulink实现2PSK/2DPSK调整解调系统。
三．要求：
1.码元速率9.6k；
2.观察调制信号和调制信号的频谱；
3.计算信号的传输效率；
4.观察2PSK解释2中的相位模糊现象DPSK如何克服相位模糊问题；
5.比较两者的抗噪性能。
四、实验原理：
（1）2PSK调制与解调
2PSK 即二进制相移键控。这是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。移相键控分为绝对移相和相对移相两种。基于未调载波的相位调制称为绝对移相。以二进制调相为例，当取码元为1时，调制后载波与未调载波相同；当取码元为0时，调制后载波与未调载波相反；1和0调制后载波相位差 180°。
相应的信号波形示例如下：
图1 2PSK信号时域波形
2PSK信号调制原理图如下：
图2 2PSK信号调制原理框图
2PSK信号相干解调原理图如下：
图3 2PSK信号相干解调原理框图
（2）2DPSK调制与解调
2DPSK数字信息用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示。
2DPSK 信号调制器原理图如下：
图4 2DPSK调制框图
2DPSK 解调信号有两种方法，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。
相关解调法：对 2DPSK 相关解调信号，恢复相对码，然后通过码反变换器转换为绝对码，从而恢复发送的二进制数字信息。
图5 2DPSK解调框图
2PSK系统组成框图：
参数计算：
基带信号频率：f基带= 9.6kHz 载波频率：f载波= 5×9.6 = 48kHz
采样频率：Fs = 10*5*9.6 = 480kHz,码元周期：Ts = 1/9.6 = 0.104ms
低通滤波器频率设置：fpass= 10kHz, fstop= 19.2kHz
带通滤波器频率设置：fstop1= 2×9.6=19.2kHz, fpass1= 4.5×9.6=43.2kHz
fpass2= 5.5×9.6=52.8kHz, fstop2=8×9.6=76.8kHz
已调信号带宽：B = 2×RB = 2×9.6 = 19.2kHz
各模块参数设置：
Bernoulli Binary模块：
载波模块：
频谱分析仪模块(基带)：
采样频率变换模块：
极性变换模块：
高斯白噪声信道模块：
带通滤波器模块：
低通滤波器模块：
零阶保持器模块：
relay模块:
误码计算模块：
由于存在滤波器，系统会有延时，这里设置2个单位延时，这样误码模块才会正确统计。
2DPSK系统组成框图：
模块参数设置：
相比2PSK模块只是增加了了差分编码和译码，模块增加了延时器和异或门
延时器模块：
异或门模块：
总的系统模块：
六．仿真结果及分析
2PSK：
基带输入信号和解调信号:
可以看到输出信号比原信号延迟了2Ts，这是由于系统两个滤波器导致的
调制信号波形：
可以看到在基带信号变化时，已调信号有180°的相位跳变。
解调部分波形：
可以看到经过高斯白噪声（SNR =0dB）后,2PSK信号存在明显变化。
经过乘法器后可以看到信号已经有基带信号的大致样子
经过低通滤波器滤除高频分量后，信号明显平滑
经过抽样判决后，信号恢复了基带方波信号。
基带信号功率谱：
由于fs = 9600Hz,那么第一个凹陷的位置就应该在fs处，频谱仪显示是9.625kHz，符合理论
载波信号频谱：
可以看到载波的频谱是单一分量f = 48.02kHz,和理论的48kHz相差不大。
已调信号频谱：
可以看到已调信号的功率谱是以f = 48.125kHz为中心的，带宽为（57.656-48.125 ）×2=19.02kHz 和理论的19.2kHz相差不大。
误码率模块：
这里可以看到系统总共发送了959个码元，出错的有3个，误码率为0.3%
2DPSK：
基带部分信号:包含原信号，差分编码信号，接收信号，差分译码信号
可以看到输出信号比原信号延迟了2Ts，和2PSK一样，这也是由于系统两个滤波器导致的
调制信号波形：
可以看到在差差分编码信号变化时，已调信号有180°的相位跳变。
解调部分波形：
可以看到经过高斯白噪声（SNR =0dB）后,2DPSK信号存在明显变化。
经过乘法器后可以看到信号已经有基带信号的大致样子
经过低通滤波器滤除高频分量后，信号明显平滑
经过抽样判决后，信号恢复了基带方波信号。和PSK信号的是一致的
基带信号功率谱：由于是同一个信号源，所以和2PSK一样
载波信号频谱：
可以看到载波的频谱是单一分量f = 48.02kHz,和理论的48kHz相差不大。
已调信号频谱：
可以看到已调信号的功率谱是以f = 47.952kHz为中心的，带宽为（57.590-47.952 ）×2=19.276kHz 和理论的19.2kHz相差不大。
误码率模块：
这里可以看到系统总共发送了959个码元，出错的有10个，误码率为1.04%
综合分析：
误码率曲线：
可以看到2PSK的曲线是在2DPSK下面的，说明PSK性能更好
性能比较：
2PSK和2DPSK，在同样接收959个码元的情况下，通过同样信噪比的高斯白噪声信道，2PSK误码率为
0.3%，小于2DPSK的1.04%，2PSK性能更好。
传输效率：
定义：有用的比特信息/实际传输的比特
由于本次实验没有考虑组装成帧发送，所以每一个比特都是有效信息
因此传输效率为100%
