PSK仿真課程設計報告

1、課 程 設 計 報 告 書題目 2PSK調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真 姓 名 學 號 專業(yè)班級 指導教師 時 間 2015 年 1 月 10 日 II課程設計任務書班 級姓 名題 目2PSK調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真設計目的、設計要求課程設計的目的1.通過利用matlab 對數(shù)字通信相關內(nèi)容進行仿真設計，熟悉數(shù)字通信的相關理論；2.更好的了解數(shù)字通信的相關知識，提高分析問題、查閱資料、自主設計等各方面能力。課程設計的要求1.產(chǎn)生一組20位以上隨機二進制數(shù)字基帶信號（雙極性）；2.產(chǎn)生載波信號，載波周期與碼元寬度相同且均為1； 3.實現(xiàn)基于MATLAB仿真2PSK調(diào)制與解調(diào)；4.通過巴特沃斯低通濾波器，根

2、據(jù)位同步信號進行抽樣判決；5.各階段信號頻譜分析、誤碼率并給出仿真結(jié)果；設計進度安排或工作計劃2014.12.30 2014.12.31： 熟悉課題，查詢相關資料，完成方案選擇；2015.1.22015.1.6： 設計模塊劃分、實現(xiàn)及各模塊調(diào)試、驗證；2015.1.72015.1.8：設計整體實現(xiàn)、調(diào)試及驗證，并開始撰寫報告；2015.1.92015.1.10：設計完成，課程設計報告撰寫并定稿，上交。其 它認真閱讀數(shù)字通信課程設計報告撰寫規(guī)范；課題小組經(jīng)協(xié)商好要指定組長并明確分工，形成良好團隊工作氛圍；基于課題基本要求，各小組與指導老師討論，再將課題細化、增加要求；課題小組每個成員均需各自撰寫

3、一份課程設計報告。2PSK調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真摘 要數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，數(shù)字信號對高頻載波進行調(diào)制，變?yōu)轭l帶信號，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復成數(shù)字信號，由于大多數(shù)實際信號都是帶通型的，所以必須先用數(shù)字頻帶信號對載波進行調(diào)制，形成數(shù)字調(diào)制信號再進行傳輸，因此，調(diào)制解調(diào)技術是實現(xiàn)現(xiàn)代通信的重要手段。數(shù)字調(diào)制地實現(xiàn)，促進了通信的飛速發(fā)展。研究數(shù)字通信調(diào)制理論，提供有效調(diào)制方法有著重要意義。實現(xiàn)調(diào)試解調(diào)的方法有很多種，本文應用了鍵控法產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)信號。數(shù)字相位調(diào)制又稱相移鍵控記作PSK(Phase Shift Keying)，二進制相移鍵控記作2PSK，它們是利用載波振蕩相位的變化來傳送數(shù)字信號

4、的，在二進制數(shù)字解調(diào)中，當正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化，則就產(chǎn)生二進制移相鍵控2PSK信號。重點介紹了2PSK的調(diào)制與解調(diào)的工作原理，以及通過MATLAB進行設計和仿真，并且分析了各階段信號的頻譜及誤碼率。關鍵詞 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)；2PSK；MATLAB仿真目 錄課程設計任務書I摘 要II1 設計概述11.1 設計背景11.2 設計目的11.3 設計內(nèi)容及要求12 設計原理22.1 2PSK數(shù)字調(diào)制過程分析22.2 2PSK數(shù)字解調(diào)過程分析32.3 2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析43 設計實現(xiàn)53.1 系統(tǒng)設計框圖53.2 M文件下仿真設計思路及過程53.2.1 2PSK調(diào)制部分53

5、.2.2 2PSK解調(diào)部分63.3 Simulink下的仿真63.3.1 仿真模型建立63.3.2參數(shù)的設置73.3.3仿真結(jié)果73.3.4 仿真結(jié)果分析84 M文件仿真結(jié)果94.1 2PSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)信號波形圖94.2 2PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)頻譜分析114.3 各階段功率譜密度分析及誤碼率13參考文獻15附錄161 設計概述1.1 設計背景當今社會已經(jīng)步入信息時代，在各種信息技術中，信息的傳輸及通信起著支撐作用。而對于信息的傳輸，數(shù)字通信已經(jīng)成為重要的手段。因此，數(shù)字信號的調(diào)制就顯得非常重要。 數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實際應用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶

6、信號。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，以使信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對載波的振幅、頻率和相位進行鍵控。在這三種調(diào)制的基礎上為了得到更高的效果也出現(xiàn)了很多其他的調(diào)制方式，如：DPSK，MASK，MFSK，MPSK，APK。它們其中有的一些是將基本的調(diào)制方式用在多進制上或者引入了一些新的方式來解決基本調(diào)制的一些問題如相位模糊和無法提取位定時信號，另外一些是由多種基本的調(diào)制方式組合來達到更好的效果。數(shù)字調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)性能的好壞取決于傳輸信號的誤碼率，而誤

7、碼率不僅僅與信道、接收方法有關還和發(fā)送端所采用的調(diào)制方式有很大的關系。我們研究的ASK，F(xiàn)SK，PSK等就主要是發(fā)送方的基本調(diào)制方式。本設計主要對2PSK信號的原理及其相干解調(diào)系統(tǒng)性能進行了分析和仿真，這樣能讓我們對數(shù)字調(diào)制方式有一個更清楚的認識。1.2 設計目的2PSK數(shù)字調(diào)相技術由于其抗干擾能力強，實現(xiàn)簡單，而被廣泛應用于各種通信中。本題目要求學生進行2PSK信號的產(chǎn)生及譜分析，達到以下目的：1.通過利用MATLAB對數(shù)字通信相關內(nèi)容進行仿真設計，熟悉數(shù)字通信的相關理論；2.更好的了解數(shù)字通信的相關知識，提高分析問題、查閱資料、自主設計等各方面能力。3.了解并掌握數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)2PSK的

8、調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)，通過MATLAB來實現(xiàn)整個通信系統(tǒng)的設計，進一步加深對2PSK系統(tǒng)的理解，并熟練掌握MATLAB語言。1.3 設計內(nèi)容及要求1.產(chǎn)生一組20位以上隨機二進制數(shù)字基帶信號（雙極性）；2.產(chǎn)生載波信號，載波周期與碼元寬度相同且均為1； 3.實現(xiàn)基于MATLAB仿真2PSK調(diào)制與解調(diào)；4.通過巴特沃斯低通濾波器，根據(jù)位同步信號進行抽樣判決；5.各階段信號頻譜分析、誤碼率并給出仿真結(jié)果。2 設計原理2.1 2PSK數(shù)字調(diào)制過程分析數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實際應用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號對載

9、波進行調(diào)制，以使信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制技術的兩種方法：利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個特例，把數(shù)字基帶信號當作模擬信號的特殊情況處理；利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法，比如對載波的相位進行鍵控，便可獲得相移鍵控（PSK）基本的調(diào)制方式。 圖2-1模擬調(diào)制的方法 圖2-2相移方法數(shù)字調(diào)相：如果兩個頻率相同的載波同時開始振蕩，這兩個頻率同時達到正最大值，同時達到零值，同時達到負最大值，它們應處于"同相"

10、狀態(tài)；如果其中一個開始得遲了一點，就可能不相同了。如果一個達到正最大值時，另一個達到負最大值，則稱為"反相"。一般把信號振蕩一次（一周）作為360度。如果一個波比另一個波相差半個周期，我們說兩個波的相位差180度，也就是反相。當傳輸數(shù)字信號時，"1"碼控制發(fā)0度相位，"0"碼控制發(fā)180度相位。載波的初始相位就有了移動，也就帶上了信息。相移鍵控：利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進制“1”和“0”。因此，2PSK信號的時域表達式為 (2-1)其中，表示第n個符號的絕對相位

11、1： 因此，上式可以改寫為由于表示信號的兩種碼元的波形相同極性相反，故2PSK信號一般可以表述為一個雙極性全占空比矩形脈沖序列與一個正弦載波的相乘，即 (2-2)其中，g(t)是脈寬為的單個矩形脈沖，而的統(tǒng)計特性為=1(概率為P), =0(概率為1-P)。即發(fā)送二進制符號0時，取0 相位，發(fā)送二進制符號1時，取相位。這種以載波的不同相位直接去表示相應二進制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為絕對相移方式。2.2 2PSK數(shù)字解調(diào)過程分析2PSK信號的解調(diào)方法是相干解調(diào)法2。由于PSK信號本身就是利用相位傳遞信息的，所以在接收端必須利用信號的相位信息來解調(diào)信號。圖中經(jīng)過帶通濾波(濾除信道噪聲)的信號在相乘器

12、中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，再進行抽樣判決。判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為1，負抽樣值判為0。圖2-3 2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)框圖圖2-4 2PSK信號相干解調(diào)各點時間波形帶通濾波器的意義是讓有用信號（已調(diào)信號）通過，濾除一部分噪聲，所以有用信號在a處得到信號為 (2-3)假設相干載波的基準相位與2PSK信號的調(diào)制載波的基準相位一致（通常默認為0相位）。所以得到下式 (2-4)通過低通濾波器后 (2-5)最后通過抽樣判決器恢復出數(shù)字信號。可見，2PSK信號相干解調(diào)的過程實際上是輸入已調(diào)信號與本地載波信號進行極性比較的過程，故常稱為極性比較法解調(diào)。 由于2PSK信號實際

13、上是以一個固定初相的末調(diào)載波為參考的，因此，解調(diào)時必須有與此同頻同相的同步載波。如果同步載波的相位發(fā)生變化，如0相位變?yōu)橄辔换蛳辔蛔優(yōu)?相位，則恢復的數(shù)字信息就會發(fā)生“0”變“1”或“1”變“0”，從而造成錯誤的恢復。這種因為本地參考載波倒相，而在接收端發(fā)生錯誤恢復的現(xiàn)象稱為“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。絕對移相的主要缺點是容易產(chǎn)生相位模糊，造成反向工作。這也是它實際應用較少的主要原因。 2.3 2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析圖2-5 2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)性能原理方框圖在實際通信系統(tǒng)中往往存在噪聲，噪聲會對判決值產(chǎn)生影響，即會產(chǎn)生誤碼率，一般假設信道的噪聲為高斯白噪聲，下面討論2PSK解調(diào)器在高

14、斯白噪聲干擾下的誤碼率3： 在AWGN信道下BPSK信號相干解調(diào)的理論誤碼率為： (2-6)其中為信噪比。在大信噪比條件下，上式可近似為： (2-7)3 設計實現(xiàn)3.1 系統(tǒng)設計框圖隨機產(chǎn)生20位二進制單極性碼單極性碼轉(zhuǎn)換為雙極性碼2PSK調(diào)制信 道加性AWGN相 干解 調(diào)抽 樣判 決低 通濾 波頻 譜分 析輸 出2PSK誤碼率仿真圖3-1 系統(tǒng)設計框圖3.2 M文件下仿真設計思路及過程本設計主要是通過MATLAB來實現(xiàn)整個2PSK系統(tǒng)，在用MATLAB語言編程的時候主要分為以下幾個部分。3.2.1 2PSK調(diào)制部分（1）通過碼型變換產(chǎn)生雙極性數(shù)字基帶信號。首先調(diào)用MATLAB的rand函數(shù)產(chǎn)

15、生一組隨機序列，然后將離散的隨機序列變換成單極性的二進制數(shù)字基帶信號，將單極性信號乘以2然后減去1即可得到我們所需要的二進制雙極性數(shù)字基帶信號。其中單（雙）極性碼元寬度為1，每個碼元采樣250點即采樣間隔為1/250。（2）載波信號的產(chǎn)生。采用載頻為=1Hz的余弦載波信號，初始相位設為0，使得載波周期與碼元寬度相同且均為1。（3）通過隨機二進制雙極性數(shù)字基帶信號與載波信號相乘得到2PSK信號（0變1不變）：psk=Bipolar_NRZ.*carrier_signal;（4）已調(diào)信號通過信道傳輸時會受到噪聲影響，我們通過MATLAB的awgn函數(shù)來模擬高斯白噪聲與已調(diào)信號相加的過程，在這里我們

16、只考慮加性噪聲，不考慮乘型噪聲。其中添加的高斯白噪聲是由y1=awgn(psk,10)實現(xiàn)，其中awgn為加性高斯白噪聲信道模型，信道的信噪比為20。3.2.2 2PSK解調(diào)部分（1）相干解調(diào)的實現(xiàn)過程是將接收機收到信號通過乘法器與載波信號相乘即y2=y1.*carrier_signal（2）用MATLAB來設計理想的巴特沃斯模擬低通濾波器，由于載波信號為1HZ，而要濾去的高頻信號為2HZ，故設通帶截止頻率1HZ，阻帶截止頻率2HZ。（3）進行抽樣判決，對每一個碼元寬度中間值作判決抽樣，增加抽樣成功率。若判決值大于0，則輸出值置為1，否則置為0。（3）求解誤碼率，利用公式（2-6）可以計算誤碼

17、率的理論值，信噪比snrdB是從-10到10變化，將輸入的隨機二進制信號與抽樣判決值進行比較，誤碼率即為誤碼數(shù)與碼元總數(shù)的比值。3.3 Simulink下的仿真3.3.1 仿真模型建立2PSK調(diào)制與解調(diào)及誤碼分析的總體仿真模型方框圖如下所示，上半部分為調(diào)制部分，下半部分為解調(diào)部分4。圖3-2 Simulink仿真模型3.3.2參數(shù)的設置（1）正弦載波(Sine Wave2)參數(shù)設置：設置的振幅是1，頻率為1HZ，相位為0。（2）與載波反相正弦波(Sine Wave1)參數(shù)設置：設置的振幅是-1，頻率也是1hz，相位為0。（3）伯努利二進制隨機序列產(chǎn)生器(Bemoulll Binary Gene

18、rator)：0和1的出現(xiàn)概率為0.5，抽樣時間為1秒，采用是基于采樣的，其幅度設置為2，周期為3，占1比為2/3。（4）碼型變化器(Unipolar toBipolar Converter)參數(shù)設置：設置依據(jù)：采用1變0不變調(diào)制，故極性設為“Positive”。（5）多路選擇器(Switch)參數(shù)設置：當二進制序列大于0時，輸出第一路信號；當二進制序列小于0時，輸出第二路信號。（6）帶通濾波器(Digital Filter Design)參數(shù)：帶通范圍為12HZ，載波頻率為1HZ，而基帶號帶寬為1HZ，考濾到濾波器的邊沿緩降，故設置為12HZ。（7）低通濾波器(Digital Filter

19、Design)參數(shù)設置：截止頻率為1HZ，二進制序列的帶寬為1HZ，故取1HZ。（8）取樣判決器(Sign)參數(shù)設置：門限值取為0.5，取樣時間為1，當大于0.5時輸出0，當小于0.5時輸出1，能達到在1變0不變的取樣規(guī)則下正確解碼的目的。3.3.3仿真結(jié)果調(diào)制波形：圖3-3 2PSK調(diào)制的波形圖中第一個圖為正相載波的波形，第二個圖為隨機產(chǎn)生的二進制序列，第三個圖為通過碼型變換器后的波形，最后一個圖為調(diào)制后的2PSK信號。解調(diào)波形：圖3-4 加入高斯白噪聲后的解調(diào)波形圖中第一個圖為收到的2PSK波形（加入了高斯噪聲），第二個圖為與同頻同向載波相乘后的波形，第三個圖為抽樣判決后的雙極性二進制波形

20、，最后一個圖是經(jīng)過極性變換后的波形。3.3.4 仿真結(jié)果分析在Simulink下能夠清晰的看到2PSK調(diào)制和解調(diào)的波形。2PSK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)采用的是雙極性矩形波，所以在基帶信號產(chǎn)生后要進行極性變換。2PSK的調(diào)制是通過鍵控法實現(xiàn)的，還可以采用模擬調(diào)制的方法。2PSK的解調(diào)只有相干解調(diào)一種辦法。在加入高斯白噪聲后，依然可以得到解調(diào)的波形，但是存在一定的誤碼率。且信噪比越大，誤碼率越低。4 M文件仿真結(jié)果4.1 2PSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)信號波形圖圖4-1二進制數(shù)字基帶信號與載波信號圖4-2 2PSK信號與接收機接收到的信號波形圖4-3 通過解調(diào)、低通輸出波形由公式（2-4）可知，通過低通濾波器以后，

21、輸出波形近似于，即波形相似于雙極性基帶信號波形，且幅度減半。圖4-4 判決輸出波形將抽樣輸出的基帶信號波形與原信號相比較可以發(fā)現(xiàn)兩個信號波形完全相同，說明整個2PSK的調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)是正確的。4.2 2PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)頻譜分析數(shù)字基帶信號為二進制非歸零碼，所以它的傅里葉變換應該是門函數(shù)，信號帶寬為1/TS，其頻譜圖-10。載波信號為正弦信號，載頻為1Hz，其頻譜如下。圖4-5 數(shù)字基帶信號與載波信號頻譜2PSK信號的實質(zhì)為基帶信號與載波相乘的結(jié)果，所以2PSK的信號頻譜是基帶信號頻譜的線性搬移，中心頻率為fc.，帶寬為基帶信號帶寬的兩倍，如圖-11，2PSK信號通過信道后，加上了高斯白噪聲，

22、其頻譜如下。圖4-6 2PSK信號與接收機接收的信號頻譜相干解調(diào)實質(zhì)是將已調(diào)信號與提取的載波信號相乘，所以解調(diào)輸出的信號的頻率成分包括基帶信號頻率和載頻信號和噪聲如圖-12，通過低通濾波器后，高頻成分被慮掉，剩下基帶信號和部分噪聲。圖4-7 解調(diào)輸出與低通輸出的信號頻譜圖4-8 判決輸出信號頻譜與基帶信號頻譜通過比較判決輸出信號的頻譜和基帶信號頻譜，得出結(jié)論，2PSK的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設計是正確的。4.3 各階段功率譜密度分析及誤碼率圖4-9 2PSK功率譜密度圖4-10 2PSK系統(tǒng)誤碼率由圖可以看出系統(tǒng)的誤碼率為0。5 總結(jié)通過在本次設計中的實踐明白了自己知識上的誤區(qū)，例如，在低通濾波的過程中

23、，主要目的是濾去高頻分量，濾去載波成分，所以對于低通濾波器的截止頻率的設置較為關鍵。而在2PSK的調(diào)制與解調(diào)中所用信號為雙極性的信號，因此要將在本次設計中產(chǎn)生的單極性信號經(jīng)過碼的變化形成雙極性碼來傳輸。本次設計只是按理論上的知識結(jié)構(gòu)進行簡單地系統(tǒng)構(gòu)建，目的是明確數(shù)字基帶傳輸?shù)脑砑斑^程，而對于具體問題，例如，實際中信道噪聲一般為高斯白噪聲，本次設計為簡便并未采用而是用rand函數(shù)產(chǎn)生了隨機噪聲信號。此外，還有在2PSK實際傳輸系統(tǒng)中，在恢復載波的過程中會出現(xiàn)“倒現(xiàn)象”即相位模糊現(xiàn)象，但是在本次設計中直接在解調(diào)時給其同頻同相的載波，所以不會出現(xiàn)此種現(xiàn)象，因此不必考慮。這是自己第一次利用Matla

24、b編程功能實現(xiàn)通信原理中基礎知識系統(tǒng)地構(gòu)建和利用Matlab中Simulink模塊搭建系統(tǒng)來實現(xiàn)，通過自己親自去動手和調(diào)試我明白了實踐的重要性，尤其是對程序的調(diào)試，更需要大量的時間反復上機運行，發(fā)現(xiàn)錯誤并改正，這樣也就加強了自己對程序分析的能力，更深刻地明白了通信原理中的知識內(nèi)容，更進一步懂得了理論聯(lián)系實際的含義，同時提高了自己的思考能力，使得自己對課本里的內(nèi)容理解、記憶地更加透徹，這無論是在我以后的工作中或是學習中都是非常有用的。參考文獻1 郝建軍，桑林.數(shù)字通信M.北京：人民郵電出版社,2002(2)：206207.1 樊昌信，曹麗娜.通信原理M.北京：國防工業(yè)出版社，2013（6）:18

25、8190.3 李明明，李白萍.電子信息類專業(yè)MATLAB實驗教程M.北京：北京大學出版社，2011（1）：102208.4 劉學勇.詳解MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社，2011（1）：160173.附錄代碼%數(shù)字通信課程設計_2PSK調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真clear all;close all;i=20; j=5000; %i為隨機數(shù)個數(shù)，j為采樣點數(shù)t=linspace(0,20,5000);%在0到20之間等分成5000個點,每個碼元250點% % 功能實現(xiàn)模塊一：產(chǎn)生隨機二進制數(shù)字基帶信號 %rem=round(rand(1,i);%調(diào)用函數(shù)產(chǎn)生

26、0-1隨機序列,round按四舍五入取整Bipolar_NRZ=t;%將離散的的隨機序列轉(zhuǎn)變成連續(xù)的單極性二進制碼元for n=1:20 %20個隨機數(shù) if rem(n)<1; %若隨機數(shù)值小于1則單極性信號賦值為0 for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n %m=250*(n-1):250*n Bipolar_NRZ(m)=-1; end else %若隨機數(shù)值等于1則單極性信號賦值為1 for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n Bipolar_NRZ(m)=1; end endendfigure(1);subplot(211);plot(t,Bipolar_NRZ);t

27、itle('雙極性二進制數(shù)字基帶信號');axis(0,20,-2,2);grid on;% 功能實現(xiàn)模塊二：產(chǎn)生載波信號 % 載波周期與碼元寬度相同且均為1 %fc=1;%載波頻率為1Hzcarrier_signal=cos(2*pi*fc*t); %載波周期與碼元寬度相同且均為1subplot(212);plot(t,carrier_signal);title('載波信號波形');axis(0 20 -2 2);grid on; % 功能實現(xiàn)模塊三：2psk調(diào)制部分:基帶信號與載波相乘 %psk=Bipolar_NRZ.*carrier_signal;%基帶

28、信號與載波相乘figure(2);subplot(211);plot(t,psk);title('已調(diào)信號波形');axis(0,20,-2,2);grid on ;% 功能實現(xiàn)模塊四：調(diào)制信號通過信道傳輸產(chǎn)生加性噪聲 %y1=awgn(psk,20);%信號psk中加入白噪聲，信噪比為10subplot(212);plot(t,y1);axis(0,20,-1,2);title('加噪后的波形');% 功能實現(xiàn)模塊六：相干解調(diào)實現(xiàn)過程 %y2=y1.*carrier_signal;%接收機收到信號輸入乘法器與載波信號相乘figure(3)subplot(211

29、);plot(t,y2);title('解調(diào)輸出波形');grid;% 功能實現(xiàn)模塊六：通過巴特沃斯低通濾波器 %fp=1;fs=2;rp=1;rs=30;fn=300;%設計巴特沃斯低通濾波器的參數(shù)，通帶截止頻率1HZ，阻帶截止頻率2HZ，采樣率400 ws=fs/(fn/2); wp=fp/(fn/2);%計算歸一化角頻率n,wn=buttord(wp,ws,rp,rs);%計算階數(shù)和截止頻率b,a=butter(n,wn);y3=filtfilt(b,a,y2);subplot(212);plot(t,y3);title('經(jīng)低通濾波器后的輸出信號波形')

30、;grid on;% 功能實現(xiàn)模塊七：根據(jù)位同步信號進行抽樣判決 %y4=linspace(0,19);y4=0;for n=1:20; if y3(2*n-1)*125)>0;%對每一個碼元寬度中間值作判決抽樣，增加抽樣成功率 y4(n)=1; else y4(n)=0; endendfigure(4)subplot(211);stem(y4);axis(0 20 -2 2);title('抽樣后得到的離散采樣值');grid on;xlabel('時間/s');y5=t;for n=1:20 if y4(n)=1; %若當前碼元的抽樣值為1，則該碼元的

31、所有值（250點）為1 for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n y5(m)=1; end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n y5(m)=-1; end endendsubplot(212);plot(t,y5);axis(0 20 -2 2);grid on;title('抽樣判決輸出基帶信號');xlabel('采樣點數(shù)');% 功能實現(xiàn)模塊八：各階段信號頻譜分析 %fs=250;N=1024; %采樣頻率和數(shù)據(jù)點數(shù)n=0:N-1;t=n/fs; %時間序列y=fft(Bipolar_NRZ,N);%對信號進行FFT變換mag=

32、abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;figure(5);subplot(211)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('基帶信號頻譜（N=1024）');grid on; fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(carrier_signal,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;subplot(212)plot(f(1

33、:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('載波信號頻譜（N=1024)');grid on; fs=256;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(psk,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;figure(6)subplot(211)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabe

34、l('振幅');title('2PSK信號頻譜（N=1024)');grid on; fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y1,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;subplot(212)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('接收機接收到的信號頻譜（N=1024)');grid on; fs=250;N=

35、1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y2,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;figure(7)subplot(211)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('解調(diào)輸出信號頻譜（N=1024)');grid on; fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y3,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fouri

36、er變換的振幅f=n*fs/N;subplot(212)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('低通輸出信號頻譜（N=1024)');grid on; fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y5,N);%對信號進行FFT變換mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅f=n*fs/N;figure(8)plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);axis(0 50 0 500);xlab

37、el('頻率/Hz');ylabel('振幅');title('抽樣判決輸出信號頻譜（N=1024)');grid on;% 功能實現(xiàn)模塊九：各階段信號功率譜密度分析 %Fs=1000; n=0:1/Fs:1; nfft=1024; window=hamming(100); %海明窗noverlap=20; %數(shù)據(jù)無重疊 range='half' %頻率間隔為0 Fs/2，只計算一半的頻率 Pxx1,f=pwelch(carrier_signal,window,noverlap,nfft,Fs,range); plot_Pxx1=10*log10(Pxx1);Pxx2,f=pwelch(psk,window,noverlap,nfft,Fs,range); plot_Pxx2=10*log10(Pxx2);Pxx3,f=