基于MCGS雙容水箱的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文開(kāi)題報(bào)告系 別 電子信息工程系 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程專(zhuān)業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 朱椰子 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 鄒昕 報(bào)告日期 2015.04.03 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文開(kāi)題報(bào)告表論文題目基于MATLAB的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)器的設(shè)計(jì)仿真學(xué)生姓名朱椰子學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師鄒昕題目來(lái)源（劃）科研生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)題研究論文類(lèi)型（劃）設(shè)計(jì)論文其 他 一、選題的意義數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化。根據(jù)控制的載波參量的不同，數(shù)字調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內(nèi)特性的原因，基帶信號(hào)不適合在各種信道上進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。為了進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。另外，由于數(shù)字通信具有建網(wǎng)靈活，容易采用數(shù)字差錯(cuò)控制技術(shù)和數(shù)字加密，便于集成化，并能夠進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN網(wǎng)），所以通信系統(tǒng)都有由模擬方式向數(shù)字方式過(guò)渡的趨勢(shì)。因此，對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的分析與研究越來(lái)越重要，數(shù)字調(diào)制作為數(shù)字通信系統(tǒng)的重要部分之一，對(duì)它的研究也是有必要的。通過(guò)對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的仿真，我們可以更加直觀的了解數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能及影響性能的因素，從而便于改進(jìn)系統(tǒng)，獲得更佳的傳輸性能。二、基本內(nèi)容及重點(diǎn)數(shù)字調(diào)制是通信系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)之一，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑。本文首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的幾種基本調(diào)制解調(diào)方法，然后，運(yùn)用MATLAB設(shè)計(jì)了這幾種數(shù)字調(diào)制解調(diào)方法的仿真程序，主要包括PSK，DPSK和16QAM。通過(guò)仿真更深刻地理解了數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)基本原理。最后，對(duì)三種調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了比較。相移鍵控是利用載波的相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位和分別表示二進(jìn)制“”和“”。由于表示信號(hào)的兩種碼元的波形相同，極性相反，故2PSK信號(hào)一般可以表述為一個(gè)雙極性（bipolarity）全占空（100% duty ratio）矩形脈沖序列與一個(gè)正弦載波的相乘。在2PSK信號(hào)中，相位變化是以未調(diào)載波的相位作為參考基準(zhǔn)的。由于它利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值表示數(shù)字信息，所以又稱(chēng)為絕對(duì)相移。2PSK相干解調(diào)時(shí)，由于載波恢復(fù)中相位有、模糊性，導(dǎo)致解調(diào)過(guò)程出現(xiàn)“反向工作”現(xiàn)象，恢復(fù)出的數(shù)字信號(hào)“”和“”倒置，從而使2PSK難以實(shí)際應(yīng)用。為了克服此缺點(diǎn)，提出了二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）方式。2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱(chēng)相對(duì)相移鍵控。要想產(chǎn)生2DPSK信號(hào)，必須先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，即把表示數(shù)字信息的序列的絕對(duì)碼變換成相對(duì)碼（差分碼），然后再根據(jù)相對(duì)碼絕對(duì)調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)。2DPSK信號(hào)的解調(diào)方法之一是相干解調(diào)（極性比較法）加碼反變換法。另一種解調(diào)方法是差分相干解調(diào)（相位比較法），2DPSK系統(tǒng)是一種實(shí)用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)，但其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。正交振幅調(diào)制（Quatrature Amplitude Modulation, QAM）是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控。在多進(jìn)制鍵控體制中，相位鍵控的帶寬和功率占用方面都具有優(yōu)勢(shì)，即帶寬占小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK體制為人們所喜歡。但是在MPSK體制中，隨著M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容限隨之減小，誤碼率難于保證。為了改善在M大時(shí)的噪聲容限，發(fā)展出了QAM體制。三、預(yù)期達(dá)到的成果 2PSK,2DPSK,16QAM仿真試驗(yàn)中假設(shè)載波同步，采用的調(diào)制信號(hào)的載波頻率fc為200Hz，采樣頻率fs為1000Hz，觀察波形時(shí)間t0為0.15s，其中2PSK，2DPSK和16QAM調(diào)制中加入了高斯白噪聲，此外這三種調(diào)制都采用相干解調(diào)。 源信號(hào)經(jīng)過(guò)2PSK調(diào)制后產(chǎn)生未加噪聲調(diào)制信號(hào)，調(diào)制后信號(hào)的時(shí)間波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的，即相位相差180度，且相位變化隨著源信號(hào)變化而變化（異變同不變），但振幅和頻率保持不變。源信號(hào)經(jīng)過(guò)2DPSK調(diào)制后產(chǎn)生調(diào)制波信號(hào)，調(diào)制后的信號(hào)時(shí)間波形由兩種相位不同的波形組成，當(dāng)源信號(hào)為，2DPSK信號(hào)相位反轉(zhuǎn)，當(dāng)源信號(hào)為時(shí)，相位保持不變（變不變）。16QAM調(diào)制中載波1經(jīng)過(guò)/2移相產(chǎn)生載波2，源信號(hào)1和源信號(hào)2分別與載波和載波2在頻域相乘后產(chǎn)生4ASK信號(hào)1、4ASK信號(hào)2，從頻域上看是源信號(hào)、中心頻率分別經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率、上。調(diào)制后的信號(hào)時(shí)間波形分別隨著源信號(hào)1和源信號(hào)2幅度變化而變化。四、存在的問(wèn)題及擬采取的解決措施在數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為了使數(shù)字基帶信號(hào)能夠在信道中傳輸，要求信道應(yīng)具有低通形式的傳輸特性。然而，在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生各種已調(diào)數(shù)字信號(hào)。 數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制原理是相同的，一般可以采用模擬調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。但是，數(shù)字基帶信號(hào)具有與模擬基帶信號(hào)不同的特點(diǎn)，其取值是有限的離散狀態(tài)。這樣，可以用載波的某些離散狀態(tài)來(lái)表示數(shù)字基帶信號(hào)的離散狀態(tài)。五、進(jìn)度安排 3-5周：查閱與課題有關(guān)的相關(guān)資料完成開(kāi)題報(bào)告。 6-8周：進(jìn)一步查閱相關(guān)知識(shí)，了解數(shù)字調(diào)制和解調(diào)器的工作原理并安裝 MATLAB軟件。 9-10周：分析調(diào)制與解調(diào)器原理并計(jì)算相關(guān)的工作參量，設(shè)計(jì)其原理圖。 11-12周：根原理圖設(shè)計(jì)調(diào)制與解調(diào)器。 13-15周：整理資料與數(shù)據(jù)，完成畢業(yè)論文的撰寫(xiě)。 16周：裝訂論文，論文答辯。六、參考文獻(xiàn)和書(shū)目1 李輝，恩德，高娜.數(shù)字信號(hào)處理及MATLAB實(shí)現(xiàn)J.機(jī)械工業(yè)，2011.12 陳后金，薛健，胡健.數(shù)字信號(hào)處理J.高等教育出版社，2008.113 查普曼.MATLAB編程：第二版J.科學(xué)出版社.20034 樊昌信等.通信原理（第6版)J.國(guó)防工業(yè)出版社，20085 鄧華等.MATLAB通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解J.人民郵電出版社，20036 王立寧，樂(lè)光新，