通信原理課程設計報告(基于Matlab)

1、2DPSK 調制與解調系統(tǒng)的仿真設計原理(1) 2DPSK 信號原理1.12DPSK 信號原理2DPSK 方式即是利用前后相鄰碼元的相對相位值去表示數字信息的一種方式?，F假設用 表示本碼元初相與前一碼元初相之差，并規(guī)定： 0 表示 0 碼， 表示1 碼。則數字信息序列與2DPSK 信號的碼元相位關系可舉例表示如2PSK 信號是用載波的不同相位直接去表示相應的數字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調，它的時域波形圖如圖 2.1 所示。圖 1.1 2DPSK 信號在這種絕對移相方式中，發(fā)送端是采用某一個相位作為基準，所以在系統(tǒng)接收端也必須采用相同的基準相位。如果基準相位發(fā)生變化，則在接收端回復的

2、信號將與發(fā)送的數字信息完全相反。 所以在實際過程中一般不采用絕對移相方式， 而采用相對移相方式。定義數字信息“ 0”；1”則數字信息序列與2DPSK 信號的碼元相位關系可舉例表示如下：數字信息：1011011101DPSK 信號相位： 0或：1.22DPSK 信號的調制原理一般來說， 2DPSK 信號有兩種調試方法，即模擬調制法和鍵控法。2DPSK 信號的的模擬調制法框圖如圖1.2.1 所示，其中碼變換的過程為將輸入的單極性不歸零碼轉換為雙極性不歸零碼。s(t)eo(t)碼變換相乘載波圖 1.2.1 模擬調制法2DPSK 信號的的鍵控調制法框圖如圖1.2.2 所示，其中碼變換的過程為將輸入的基

3、帶信號差分，即變?yōu)樗南鄬Υa。選相開關作用為當輸入為數字信息“0” 時接相位 0，當輸入數字信息為“ 1”時接 pi。圖 1.2.2鍵控法調制原理圖1.32DPSK 信號的解調原理2DPSK 信號最常用的解調方法有兩種，一種是極性比較和碼變換法，另一種是差分相干解調法。1.3.12DPSK 信號解調的極性比較法1它的原理是2DPSK 信號先經過帶通濾波器，去除調制信號頻帶以外的在信道中混入的噪聲，再與本地載波相乘，去掉調制信號中的載波成分，再經過低通濾波器去除高頻成分，得到包含基帶信號的低頻信號，將其送入抽樣判決器中進行抽樣判決的到基帶信號的差分碼，再經過逆差分器，就得到了基帶信號。它的原理框

4、圖如圖1.3.1 所示。2DPSK帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器延遲 T圖 1.3.1極性比較解調原理圖1.3.22DPSK 信號解調的差分相干解調法差分相干解調的原理是2DPSK 信號先經過帶通濾波器，去除調制信號頻帶以外的在信道中混入的噪聲，此后該信號分為兩路，一路延時一個碼元的時間后與另一路的信號相乘，再經過低通濾波器去除高頻成分，得到包含基帶信號的低頻信號，將其送入抽樣判決器中進行抽樣判決， 抽樣判決器的輸出即為原基帶信號。它的原理框圖如圖1.3.2所示。2DPSK相乘器低通抽樣逆碼變換帶通濾波器濾波器判決器本地載波圖 1.3.2差分相干解調原理圖四、實現方法（ 1）、建立模型1

5、.1 差分和逆差分變換模型差分變換模型的功能是將輸入的基帶信號變?yōu)樗牟罘执a。逆碼變換器原理圖如下：2abc微分整流脈沖展寬逆碼變換器（ a）原理方框圖1.2 帶通濾波器和低通濾波器的模型帶通濾波器模型的作用是只允許通過（fl ，fh）范圍內的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平。低通濾波器模型的作用是只允許通過（0，fh）范圍內的頻率分量，并且將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平。在Matlab 中帶通濾波器和低通濾波器的模型可以用編寫程序來模擬。1.3 抽樣判決器模型抽樣判決器的功能是根據位同步信號和設置的判決電平來還原基帶信號。在 Matlab中抽樣判決器可以用 simulink

6、 中的模塊來模擬。 它的模型框圖如圖所示， 它的內部結構圖如圖 2.3 所示。圖 3.3抽樣判決器1.4 系統(tǒng)結構圖3圖 2.4.1 系統(tǒng)結構圖1.4.22調制與解調總原理框圖圖 2.4.22調制與解調總原理框圖（ 2）、仿真2.1 仿真程序%- 2DPSK 調制與解調%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>> 初始化部分 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

7、;4%-function y=dpsk2()fs = 30000;Time_Hold_On = 0.1;Num_Unit = fs * Time_Hold_On;High_Level = ones ( 1, Num_Unit );Low_Level = zeros ( 1, Num_Unit );w = 300;A=1;%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>> 初始化信號 >>>>>>>>>>>>>>&

8、gt;%-Sign_Set = 0,1,1,0,1,0,0,1Lenth_Of_Sign = length ( Sign_Set );st = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );sign_orign = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign ); sign_result = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign ); t = 0 : 1/fs : Time_Hold_On * Lenth_Of_Sign - 1/fs;%-%>>>>>>>>

9、;>>> 產生原始信號 >>>>>>>>>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) = 1sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;elsesign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;endend%-%>>>>>>>>>>>>>>&g

10、t;>>> 調制部分 >>>>>>>>>>>>>>>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) = 1st( (I-1)*Num_Unit+ 1 : I*Num_Unit)=A*cos(2*pi*w*t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) + ( pi / 2 ) );elsest( (I-1)*Num_Unit+ 1 : I*Num_Unit)=A*cos(2*pi*w*t( (I-1)*

11、Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) );endendfigure5subplot ( 2, 1, 1 )plot(t, sign_orign);axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - (A / 2), A + (A / 2) ); title ( '原始信號 ' );gridsubplot ( 2, 1, 2 );plot ( t, st );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( &#

12、39;調制后的信號 ' );grid%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>> 相乘 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%-dt= st .* cos ( 2 * pi * w * t );figuresubplot(2,1,1)plot ( t, dt );axis( 0 , Tim

13、e_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ); title ( '相乘后的波形 ' );grid%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 低通濾波部分 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%-N,Wn = buttord( 2*pi*50, 2*pi*150,3,25,&

14、#39;s'); % 臨界頻率采用角頻率表示b,a=butter(N,Wn,'s');bz,az=impinvar(b,a,fs); %映射為數字的dt = filter(bz,az,dt);subplot(2,1,2)plot ( t, dt );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '低通濾波后的波形 ' );grid%-%>>>>>>>>>>>>> 抽樣

15、判決& 逆碼變換部分 >>>>>>>>>>>>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif dt(2*I-1)*Num_Unit/2) < 0.25sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;6elsesign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level; endendfigureplot ( t, sign_result );axis(

16、 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '逆碼變換后的波形 ' );grid7五、總結本次課程設計在剛開始的過程中無從下手，手忙腳亂，時間又緊，最終決定用軟件仿真來實現2DPSK 調制解調的設計。通過這次課程設計我們能夠比較系統(tǒng)的了解理論知識，掌握了2DPSK 調制解調的工作原理及2DPSK 調制解調系統(tǒng)的工作過程，學會了使用仿真軟件Matlab ，并學會通過應用軟件仿真來實現某些通信系統(tǒng)的設計，對以后的學習和工作都起到了一定的作用，加強了動手能力和學業(yè)技能。通過這次課程設計還讓我們知道了，我們平時所學的知識如果不加以實踐的話等于紙上談兵。課程設計主要是我們理論知識的延伸，它的目的主要是要在設計中發(fā)現問題，并且自己要能找到解決問題的方案，形成一種獨立的意識。我們還能從設計中檢驗我們所學的理論知識到底有多少，鞏固我們已經學會的，不斷學習我們所遺漏的新知識，把這門課學的扎實。當然在做課程設計的過程中總會出現各種問題，在這種情況下我們都會努力尋求最佳路徑解決問題，無形間提高了我們的動手，動腦能力，并且同學之間還能相互探討問題，研究解決方案，增進大家的團隊意識。總的來說，這次課程設計讓我們收獲頗多