2PSK系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、. 通信原理課程設(shè)計(jì)說明書基于Matlab的2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生：指導(dǎo)教師：職稱 副教授 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 通信1302班 學(xué) 號(hào)：完成時(shí)間：2016年5月 學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)：通信工程指導(dǎo)教師學(xué)生課題名稱基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù) 利用MATLAB設(shè)計(jì)一個(gè)2PSK系統(tǒng)。二、設(shè)計(jì)容2PSK系統(tǒng)中包括調(diào)制、加噪濾噪與解調(diào)局部，具體容如下： 1產(chǎn)生基帶信號(hào)；2產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)；3已調(diào)信號(hào)通過高斯白噪聲信道；4對(duì)信號(hào)輸出端的混合信號(hào)中的噪聲進(jìn)展濾除；5信號(hào)的解調(diào)；6抽樣判決碼元再生。三、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)出一個(gè)2PSK系統(tǒng)，對(duì)

2、2PSK系統(tǒng)進(jìn)展仿真分析，并編寫設(shè)計(jì)說明書。主要參考資料1 樊昌信,麗娜.通信原理M.:國防工業(yè),2015.2 曉東,董辰輝.MATLAB從入門到精通M.:人民郵電,2010.3 常華,袁剛,常敏嘉.仿真軟件教程.:清華大學(xué),2006.4wk.baidu./view/17338d1733687e21af45a9c8Pcf=2#6,2015-12-145 朱陽燕.基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)仿真J.科技信息,2008(17):82.教研室意見 教研室主任： 年 月 日. 摘 要現(xiàn)代通信系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的工程系統(tǒng)，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究也是一項(xiàng)十分復(fù)雜的技術(shù)。由于技術(shù)的復(fù)雜性，在現(xiàn)代通信技術(shù)中，越來

3、越重視采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來進(jìn)展系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。隨著電子信息技術(shù)的開展，已經(jīng)從仿真研究和設(shè)計(jì)輔助工具，開展成為今天的軟件無線電技術(shù)，這就使通信系統(tǒng)的仿真研究具有更重要和更實(shí)用的意義。課程設(shè)計(jì)首先介紹了課題的研究背景及意義和課題的研究容，其次描寫了2PSK系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)理論，著重講解了2PSK系統(tǒng)的兩種調(diào)制方式：模擬調(diào)制法和鍵控法，和它的解調(diào)方式，相干解調(diào)。然后在掌握了2PSK系統(tǒng)原理的根底上利用MATLAB軟件對(duì)數(shù)字調(diào)制方式2PSK進(jìn)展了編程仿真實(shí)現(xiàn)，MATLAB是一個(gè)用于電路與通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具，可用于信號(hào)處理、濾波器設(shè)計(jì)及復(fù)雜的通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立等。在MATLAB平臺(tái)上

4、建立2PSK調(diào)制和解調(diào)技術(shù)的仿真模型，并在建立模型過程中參加一個(gè)加噪濾噪的過程。構(gòu)思好2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程后即可在MATLAB仿真平臺(tái)上進(jìn)展2PSK系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)，加噪和濾噪，并對(duì)仿真模型進(jìn)展分析，得出仿真系統(tǒng)的波形圖，能夠更直觀的了解其系統(tǒng)的工作流程，得出更好的結(jié)論。通過2PSK系統(tǒng)的仿真過程進(jìn)一步學(xué)習(xí)了MATLAB編程軟件，將MATLAB與通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制解調(diào)知識(shí)聯(lián)系起來，從理論學(xué)習(xí)的軌道逐步引向?qū)嶋H應(yīng)用，為以后在通信領(lǐng)域?qū)W習(xí)和研究打下根底。 關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)制和解調(diào)；MATLAB；2PSK. 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc15737 1 緒論 PA

5、GEREF _Toc15737 1 HYPERLINK l _Toc25958 1.1 課題的研究背景與意義 PAGEREF _Toc25958 1 HYPERLINK l _Toc23794 1.2 課題的研究容 PAGEREF _Toc23794 1 HYPERLINK l _Toc13384 2 2PSK系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)理論 PAGEREF _Toc13384 2 HYPERLINK l _Toc4233 2.1 2PSK系統(tǒng)的根本介紹 PAGEREF _Toc4233 2 HYPERLINK l _Toc24721 2.2 2PSK系統(tǒng)的根本原理 PAGEREF _Toc24721 2 H

6、YPERLINK l _Toc14264 2.2.1 2PSK系統(tǒng)的調(diào)制 PAGEREF _Toc14264 3 HYPERLINK l _Toc30350 2.2.2 2PSK系統(tǒng)的解調(diào) PAGEREF _Toc30350 4 HYPERLINK l _Toc27542 2.3 本章小結(jié) PAGEREF _Toc27542 5 HYPERLINK l _Toc15508 3 基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15508 6 HYPERLINK l _Toc11085 3.1 系統(tǒng)仿真平臺(tái)簡介 PAGEREF _Toc11085 6HYPERLINK l _Toc92

7、67 3.2 2PSK系統(tǒng)構(gòu)造搭建 PAGEREF _Toc9267 6 HYPERLINK l _Toc27582 3.3 2PSK系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及調(diào)用函數(shù) PAGEREF _Toc27582 8 HYPERLINK l _Toc14873 3.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc14873 10 HYPERLINK l _Toc27901 4 2PSK系統(tǒng)仿真及分析 PAGEREF _Toc27901 11 HYPERLINK l _Toc5029 4.1 已調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生 PAGEREF _Toc5029 11 HYPERLINK l _Toc22055 4.2 已調(diào)信號(hào)的解調(diào) PAGER

8、EF _Toc22055 13 HYPERLINK l _Toc19941 4.3 仿真結(jié)果分析 PAGEREF _Toc19941 14 HYPERLINK l _Toc16586 4.4 本章小結(jié) PAGEREF _Toc16586 14 HYPERLINK l _Toc20971 完畢語 PAGEREF _Toc20971 15 HYPERLINK l _Toc14474 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc14474 16 HYPERLINK l _Toc28758 致 PAGEREF _Toc28758 17 HYPERLINK l _Toc6377 附錄 程序清單 PAGEREF _

9、Toc6377 18. 1 緒論1.1 課題的研究背景與意義通信的主要任務(wù)就是可靠并有效地實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，實(shí)際的通信系統(tǒng)是復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)，在噪聲和各種隨機(jī)因素的影響下，要完成實(shí)際設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究比擬困難，有時(shí)要改變系統(tǒng)的*一兩個(gè)參數(shù)就可能意味著整個(gè)系統(tǒng)需要重做。利用MATLAB進(jìn)展系統(tǒng)仿真，具有經(jīng)濟(jì)可靠簡便等特點(diǎn)，在工程領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 近年來數(shù)字通信因?yàn)槠淇垢蓴_能力強(qiáng)、便于進(jìn)展各種數(shù)字信號(hào)處理、易于實(shí)現(xiàn)集成化、經(jīng)濟(jì)效益正趕上或超過模擬通信等優(yōu)點(diǎn)在近20年來得到了迅速的開展。進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速開展。特別是在20世紀(jì)后半葉，隨著人造地

10、球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，基于PSK的數(shù)字通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的成功。 1微波中繼通信使長距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實(shí)。 2超聲波水下通信編碼，解決了載人潛水器之類的水下運(yùn)開工具的通信問題，使國外開場深入研究水下通信問題。3基于PSK技術(shù)的電力線通信由于具有投資少、無需重新布線、覆蓋圍廣、維護(hù)本錢低等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的應(yīng)用。2PSK在數(shù)字通信中應(yīng)用十分廣泛，2PSK是相移鍵控的最簡單的一種形式，它用兩個(gè)初相相隔為180的載波來傳遞二進(jìn)制信息。由于2PSK具有良好的抗干擾性和頻帶利用率，因此在中高速數(shù)字通信中得到了廣泛的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)

11、利用MATLAB進(jìn)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真，其優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)，減少了設(shè)計(jì)和開發(fā)的時(shí)間本錢。1.2 課題的研究容課題主要對(duì)2PSK信號(hào)的原理及其相干解調(diào)系統(tǒng)性能進(jìn)展了分析和仿真。這樣可以對(duì)數(shù)字調(diào)制方式有一個(gè)更清楚的認(rèn)識(shí)。通過MATLAB軟件，仿真2PSK調(diào)制與解調(diào)的具體過程，加深對(duì)2PSK調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的掌握。2 2PSK系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)理論2.1 2PSK系統(tǒng)的根本介紹數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸。然而，實(shí)際中的大多數(shù)信道因具有帶通特性而不能直接傳送基帶信號(hào)，這是因?yàn)閿?shù)字基帶信號(hào)往往具有豐富的低頻分量。這使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)展調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這

12、種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。在接收端通過解調(diào)器把帶通信號(hào)復(fù)原成數(shù)字基帶信號(hào)的過程稱為數(shù)字解調(diào)。通常把包括調(diào)制和解調(diào)過程的數(shù)字傳輸系統(tǒng)叫做數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)。一般來說，數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制的根本原理一樣，但是數(shù)字信號(hào)有離散取值的特點(diǎn)。 因此數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法： 1利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)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(gè)特例，把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)作模擬信號(hào)的特殊情況處理； 2利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法，比方對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)展鍵控，便可獲得振幅鍵控、頻移鍵控和相移鍵控三種根本

13、的數(shù)字調(diào)制方式。2.2 2PSK系統(tǒng)的根本原理2PSK，二進(jìn)制移相鍵控方式，是鍵控的載波相位按基帶脈沖序列的規(guī)律而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。就是根據(jù)數(shù)字基帶信號(hào)的兩個(gè)電平(或符號(hào))使載波相位在兩個(gè)不同的數(shù)值之間切換的一種相位調(diào)制方法。兩個(gè)載波相位通常相差180度，此時(shí)稱為反向鍵控(PSK),也稱為絕對(duì)相移方式。相移鍵控是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。2PSK信元的0和1分別用兩個(gè)不同的初始相位0和來表示，而其振幅和頻率保持不變.因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為:1其中，表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位：2)因此，上式可以改寫為: 3這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)

14、的調(diào)制方式,稱為二進(jìn)制移相鍵控方式。二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的典型時(shí)間波形如圖1所示。圖1 移相鍵控波形圖2.2.1 2PSK系統(tǒng)的調(diào)制2PSK信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法和鍵控法。一般的模擬幅度調(diào)制的方法，用乘法器實(shí)現(xiàn)；數(shù)字鍵控法的開關(guān)電路受st控制。2PSK信號(hào)根本的解調(diào)方法是相干解調(diào)。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控2PSK信號(hào)。2PSK信號(hào)調(diào)制有兩種方法，即模擬調(diào)制方法和鍵控法。通常用已調(diào)信號(hào)載波的0和180分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的1和0。就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法比擬，只是對(duì)st要求不同，因此2PSK信號(hào)可

15、以看作是雙極性基帶信號(hào)作用下的DSB調(diào)幅信號(hào)。模擬調(diào)制法用兩個(gè)反相的載波信號(hào)進(jìn)展調(diào)制。2PSK以載波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的當(dāng)基帶信號(hào)為0時(shí)相位相對(duì)于初始相位為0，當(dāng)基帶信號(hào)為1時(shí)相對(duì)于初始相位為180。模擬調(diào)制法原理圖如圖2所示。雙極性不歸零碼型變換乘法器圖2 模擬調(diào)制法原理圖而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號(hào)st控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)st為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。鍵控法是用載波的相位來攜帶二進(jìn)制信息的調(diào)制方式。通常用0和180來分別代表0和1。其時(shí)域表達(dá)式為： 42PSK的調(diào)制中必須為雙極性碼，鍵控法原理圖如圖3所示。開關(guān)電路0180移相圖3 鍵控法調(diào)制

16、原理圖2.2.2 2PSK系統(tǒng)的解調(diào)2PSK信號(hào)屬于DSB信號(hào),且2PSK的幅度是恒定的它的解調(diào),不再能采用包絡(luò)檢測的方法,只能進(jìn)展相干解調(diào)。經(jīng)過帶通濾波的信號(hào)在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進(jìn)展抽樣判決。判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為1，負(fù)抽樣值判為0。2PSK信號(hào)的相干解調(diào)原理圖如圖4所示，各點(diǎn)的波形圖如圖5所示。圖4 2PSK的相干解調(diào)原理圖圖5 2PSK信號(hào)相干解調(diào)時(shí)各點(diǎn)時(shí)間波形 由于2PSK信號(hào)的載波回復(fù)過程中存在著180的相位模糊，即恢復(fù)的本地載波與所需相干載波可能一樣，也可能相反，這種相位關(guān)系的不確定性將會(huì)造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)與發(fā)送的基帶信號(hào)

17、正好相反，即1變成0，0變成1，判決器輸出數(shù)字信號(hào)全部出錯(cuò)。這種現(xiàn)象稱為2PSK方式的倒現(xiàn)象或反相工作。2.3本章小結(jié) 本章主要介紹了2PSK系統(tǒng)和他的根本原理，就2PSK系統(tǒng)的兩種調(diào)制方式：模擬調(diào)制法和鍵控法，還有2PSK系統(tǒng)的相干解調(diào)進(jìn)展了介紹，并分析了這兩種調(diào)制方式和相干解調(diào)，讓后續(xù)的2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為順利。3 基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)仿真平臺(tái)簡介MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大局部。MATLAB和Mathematic

18、a、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)展矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)立用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB 的應(yīng)用圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試和測量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱單獨(dú)提供的專用MATLAB函數(shù)集擴(kuò)展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域特定類型的問題。MATLAB的根本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來

19、解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成一樣的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也參加了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持。MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡單。而且新版本的MA

20、TLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環(huán)境提供了比擬完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)展出錯(cuò)原因分析。MATLAB開發(fā)環(huán)境是一套方便用戶使用的MATLAB函數(shù)和文件工具集，其中許多工具是圖形化用戶接口。它是一個(gè)集成的用戶工作空間，允許用戶輸入輸出數(shù)據(jù)，并提供了M文件的集成編譯和調(diào)試環(huán)境，包括MATLAB桌面、命令窗口、M文件編輯調(diào)試器、MATLAB工作空間和在線幫助文檔。3.2 2PSK系統(tǒng)構(gòu)造搭建2PSK系統(tǒng)的產(chǎn)生可以有模擬調(diào)制方法和數(shù)字鍵控法。就模擬調(diào)制方法而言，2PSK信號(hào)可以看作是雙極性基帶信號(hào)作用下的D

21、SB調(diào)幅信號(hào)。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號(hào)s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。因?yàn)?PSK信號(hào)的產(chǎn)生方法與2ASK相比擬只是對(duì)s(t)的要求不同，在2ASK中s(t)是單極性的，而在2PSK中s(t)是雙極性的基帶信號(hào)。所以在產(chǎn)生了基帶信號(hào)后，在基帶信號(hào)的根底上產(chǎn)生一個(gè)基帶信號(hào)反碼再兩兩相減得到需要的雙極性基帶信號(hào)。由式(1)可知要得到一個(gè)2PSK信號(hào)需要在雙極性基帶信號(hào)的根底上乘上一個(gè)載波信號(hào)，所以利用相關(guān)函數(shù)在MATLAB上生成一個(gè)正弦載波信號(hào)。然后在現(xiàn)有信號(hào)的根底上進(jìn)展加噪聲、濾涉及抽樣判決。可總結(jié)為如圖6所示：圖6

22、2PSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程3.3 2PSK系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及調(diào)用函數(shù) 首先，在產(chǎn)生數(shù)字基帶信號(hào)時(shí)，可設(shè)置一些參數(shù)來調(diào)整基帶信號(hào)的形狀，在程序中，設(shè)置如下參數(shù)：每碼元采樣點(diǎn)數(shù)Fn=5000；碼元數(shù)i=10；載波頻率fc=5；碼元速率Fm=i/5；程序?qū)崿F(xiàn)為：i=10；j=5000；fc=5；fm=i/5；B=2*fm； 隨后在數(shù)字基帶信號(hào)的根底上產(chǎn)生已調(diào)信號(hào)，在已調(diào)信號(hào)上參加一個(gè)高斯白噪聲，此處可以加一個(gè)加性高斯白噪聲，也可以加一個(gè)乘性高斯白噪聲。乘性高斯白噪聲的效果參加更好，但是因?yàn)閷I(yè)知識(shí)有限，參加乘性高斯白噪聲的話不能保證有效的濾除。所以還是加一個(gè)隨機(jī)的高斯白噪聲，即可設(shè)置如下參數(shù)：noise=ra

23、nd1，j；程序?qū)崿F(xiàn)為：noise=rand(1，j)；psk=e_psk+noise；加過噪聲后，對(duì)信號(hào)輸出端的混合信號(hào)中的噪聲進(jìn)展濾除，在使用低通濾波器濾除噪聲之前，必須設(shè)置低通濾波器的參數(shù)，可設(shè)置如下參數(shù)：通帶波紋Rp=0.1；阻帶衰減Rs=50；通帶截止頻率Wp=5/100；阻帶截止頻率Ws=10/100；程序?qū)崿F(xiàn)為：Rp=0.1；Rs=50；Wp=5/100；Ws=10/100；n，Wn=ellipord(Wp，Ws，Rp，Rs)；b，a=ellip(n，Rp，Rs，Wn)；*1=filter(b，a，psk)；隨后便可進(jìn)展解調(diào)和抽樣判決碼元的再生。在2PSK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因?yàn)橛玫降?/p>

24、程序?qū)崿F(xiàn)，所以在變成過程中，經(jīng)常會(huì)用到很多函數(shù)，除了根底函數(shù)外，也用到了許多特殊函數(shù)。1圍設(shè)定函數(shù)：linspace是MATLAB中的一個(gè)指令，用于產(chǎn)生指定圍的指定數(shù)量點(diǎn)數(shù)，相鄰數(shù)據(jù)跨度一樣，并返回一個(gè)行向量。用于產(chǎn)生*1，*2之間的N點(diǎn)行矢量，相鄰數(shù)據(jù)跨度一樣。其中*1、*2、N分別為起始值、終止值、元素個(gè)數(shù)。假設(shè)缺省N，默認(rèn)點(diǎn)數(shù)為100。 設(shè)計(jì)中用linspace(0，5，j)產(chǎn)生了一個(gè)從0到5之間的j點(diǎn)行矢量。 2基帶信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)rand用于產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)序列，如*=randm，n產(chǎn)生m行n列的位于0，1區(qū)間的隨機(jī)數(shù)。設(shè)計(jì)中用a=round(rand(1,i)及相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)值為0或1的

25、基帶信號(hào)。得到的基帶信號(hào)是單極性的，需經(jīng)過相應(yīng)處理使其變?yōu)橐粋€(gè)雙極性的基帶信號(hào)。 3繪圖相關(guān)函數(shù)igure用figure可以控制窗口的數(shù)量，即每次只顯示一個(gè)窗口。在程序中，一共設(shè)置了5個(gè)窗口用來顯示仿真出的波形。subplotsubplot是MATLAB中的函數(shù)，是將多個(gè)圖畫到一個(gè)平面上的工具。如subplotm,n,pm表示是圖排成m行，n表示圖排成n列，也就是整個(gè)figure中有n個(gè)圖是排成一行的，一共m行，如果m=2就是表示2行圖。p表示圖所在的位置，p=1表示從左到右從上到下的第一個(gè)位置。在程序中，為了清晰的顯示仿真出來的波形，設(shè)置每一個(gè)窗口只顯示兩個(gè)圖形，這樣不僅圖片清晰，而且不會(huì)太

26、大。plotplot是MATLAB中二維線畫圖函數(shù)。如plot(*,y)中假設(shè)y和*為同維向量，則以*為橫坐標(biāo),y為縱坐標(biāo)繪制連線圖。假設(shè)*是向量，y是行數(shù)或列數(shù)與*長度相等的矩陣，則繪制多條不同色彩的連線圖，*被作為這些曲線的共同橫坐標(biāo)。假設(shè)*和y為同型矩陣，則以*,y對(duì)應(yīng)元素分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。在程序中，每一個(gè)波形圖的編程過程中，*和y的設(shè)置都不一樣，所以每一個(gè)圖形都需要單獨(dú)說明。titletitle 就是給已經(jīng)畫出的圖加一個(gè)標(biāo)題，title () 括號(hào)單引號(hào)里面的容就是圖片標(biāo)題的名稱。在程序中，必須在每一個(gè)圖形顯示的下面加上title語句，來為每一個(gè)圖形命名。a*isa*

27、is是MATLAB中坐標(biāo)系的設(shè)置函數(shù)。a*is(*min *ma* ymin yma*) 用來標(biāo)注輸出的圖線的最大值最小值，*min *ma* ymin yma*用來表示需要顯示坐標(biāo)的圍，*min、*ma*、ymin、yma*分別表示*、Y軸坐標(biāo)最小和最大值。 (4)濾波器相關(guān)函數(shù)filter是一維數(shù)字濾波器,如Y=filter(B,A,*)，輸入*為濾波前序列，Y為濾波結(jié)果序列，B/A提供濾波器系數(shù)，B為分子，A為分母。3.4本章小結(jié)本章首先介紹了2PSK系統(tǒng)的仿真平臺(tái)MATLAB平臺(tái)，然后講解了課程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)這個(gè)2PSK系統(tǒng)的思路，如何搭建2PSK系統(tǒng)的每一個(gè)模塊，每一個(gè)模塊的參數(shù)如何設(shè)計(jì)

28、，并對(duì)在設(shè)計(jì)編程中使用到的函數(shù)進(jìn)展了介紹。4 2PSK系統(tǒng)仿真及分析4.1 已調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生 在2PSK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，首先需要一個(gè)已調(diào)信號(hào)，而已調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生都是在數(shù)字基帶信號(hào)的根底上，所以，首先需要生成一個(gè)基帶信號(hào)，然后再在基帶信號(hào)的根底上一步一步的生成已調(diào)信號(hào)。 1基帶信號(hào)：圖7 基帶信號(hào)仿真圖基帶信號(hào)仿真圖如圖7所示，通過相關(guān)程序生成一個(gè)單極性的基帶信號(hào)st1。由于在2ASK中s(t)是單極性的，而在2PSK中s(t)是雙極性的基帶信號(hào)。所以在產(chǎn)生了基帶信號(hào)后，下一步需要在基帶信號(hào)的根底上產(chǎn)生一個(gè)基帶信號(hào)反碼。2基帶信號(hào)反碼：圖8 基帶信號(hào)反碼仿真圖將圖7中的單極性基帶信號(hào)取反，由于在2

29、ASK中s(t)是單極性的，而在2PSK中s(t)是雙極性的基帶信號(hào)。所以在單極性信號(hào)的根底上取反來得到基帶信號(hào)反碼后。需要與基帶信號(hào)一起構(gòu)成雙極性碼?；鶐盘?hào)反碼st2如圖8所示。3雙極性基帶信號(hào)：圖9 雙極性基帶信號(hào)仿真圖在基帶信號(hào)的根底上產(chǎn)生一個(gè)基帶信號(hào)反碼再兩兩相減即可得到需要的雙極性基帶信號(hào)。將單極性基帶信號(hào)st1與st2相減，得到如圖9所示的需要的雙極性基帶信號(hào)。 4載波信號(hào)：圖10 載波信號(hào)仿真圖為了產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)信號(hào)，在雙極性基帶信號(hào)已有的情況下，還需要一個(gè)載波信號(hào)與之相乘才能生成一條信號(hào)，所以此處利用了相關(guān)函數(shù)生成了一個(gè)如圖10所示的正弦載波信號(hào)。 52PSK信號(hào)：圖11 2P

30、SK信號(hào)仿真將載波信號(hào)s1與雙極性基帶信號(hào)相乘則可得到所需的已調(diào)信號(hào)，已調(diào)信號(hào)2PSK如圖11所示。4.2 已調(diào)信號(hào)的解調(diào)1已調(diào)信號(hào)通過高斯白噪聲信道： 因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中會(huì)存在不可防止的噪聲，為了模擬現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)中參加隨機(jī)噪聲后使設(shè)計(jì)更具真實(shí)性。此處參加的是一個(gè)簡單加性高斯白噪聲，因?yàn)榧有愿咚拱自肼暠葦M好濾除，也可以參加乘性高斯白噪聲，但是專業(yè)知識(shí)有限，無法保證能有效的濾除乘性高斯白噪聲，所以參加一個(gè)加性高斯白噪聲。加噪后的波形如圖12所示。圖12 加噪后信號(hào)的仿真2與載波相乘后的波形：圖13 與載波相乘后的波形實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的關(guān)鍵是接收端要恢復(fù)出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波。在信號(hào)的解調(diào)過程

31、中，為了會(huì)付出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波，所以在加噪后的已調(diào)信號(hào)上乘上之前生成的載波信號(hào)，如圖13所示。3通過低通濾波后的波形：為了去掉噪聲造成的諧波成分，也就是對(duì)信號(hào)輸出端的混合信號(hào)中的噪聲進(jìn)展濾除，需要參加低通濾波器，在第三章已經(jīng)設(shè)置過了低通濾波器的參數(shù)，所以可以實(shí)現(xiàn)用低通濾波器將噪聲濾除，獲得如圖14所示的波形。圖14 低通濾波后的波形4抽樣判決后的波形：圖15 抽樣判決后波形抽樣判決的作用是通過采樣的形式將原來的基帶信號(hào)恢復(fù)，恢復(fù)后波形如圖15所示。4.3 仿真結(jié)果分析由圖可以看出，產(chǎn)生的數(shù)字隨機(jī)信號(hào)為0001001110，通過比擬圖9和圖15，可看出最開場生成的基帶信號(hào)與最后抽

32、樣判決后產(chǎn)生的基帶信號(hào)一致。因?yàn)樵诮庹{(diào)過程中，參加的是最簡單的加性高斯白噪聲，濾除掉這個(gè)加性高斯白噪聲也比擬簡單，所以總體上沒有什么誤差，最后得到的基帶信號(hào)也與原基帶信號(hào)一致。因此到達(dá)課程設(shè)計(jì)的目的。4.4本章小結(jié)本章主要展示了2PSK系統(tǒng)中調(diào)制、加噪濾噪和解調(diào)的每一個(gè)步驟的仿真結(jié)果，并在仿真完畢后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)展了分析，并成功設(shè)計(jì)出了2PSK系統(tǒng)。完畢語歷經(jīng)十多天，從課程設(shè)計(jì)公布到課程設(shè)計(jì)完成，課程設(shè)計(jì)終于完畢了。值得一說的是，沒有同學(xué)們的幫助和教師的指導(dǎo)，要完成課程設(shè)計(jì)也不是則容易的，通過課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)2PSK系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)2PSK系統(tǒng)時(shí)，要有一個(gè)明確的思路，要考慮多種因素在

33、選擇適宜的設(shè)計(jì)參數(shù)，經(jīng)過反復(fù)仿真確認(rèn)2PSK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否能成功。通過這次設(shè)計(jì)我和我的同學(xué)們單獨(dú)解決問題的能力也有多提高，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，查閱了許多相關(guān)書籍及文獻(xiàn)，取其相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)應(yīng)用到課設(shè)中，不過在后面低通濾波時(shí)用的是直接的參數(shù)?？偠灾?，課程設(shè)計(jì)完畢了。感教師！感同學(xué)！參考文獻(xiàn)1 樊昌信,麗娜.通信原理M.:國防工業(yè),2015.2 曉東,董辰輝.MATLAB從入門到精通M.:人民郵電,2010.3 常華,袁剛,常敏嘉.仿真軟件教程.:清華大學(xué),2006.4wk.baidu./view/17338d1733687e21af45a9c8Pcf=2#6,2015-12-145 朱陽燕.基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)仿真J.科技信息,2008(17):82.致 歷經(jīng)十幾天，在團(tuán)隊(duì)的協(xié)作下，終于完成了課程設(shè)計(jì)。在這里，首先我要感我的父母，父母總是我動(dòng)力的源泉，父母也是我迷茫路上的指明燈。然后我要感我的指導(dǎo)教師，如果不是指導(dǎo)教師在課堂上的耐心講解和課堂外的悉心指導(dǎo)，相比這次課程設(shè)計(jì)也不會(huì)完成的這么快。而且教師的講解和指導(dǎo)也是變相的穩(wěn)固了我們的根底知識(shí)，讓我