2psk仿真課程設(shè)計(jì)2psk調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目 2PSK 調(diào)制解調(diào)器的建模與仿真姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師時(shí) 間2015年1月10 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)級(jí) 班名 姓目 題設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)要求相 十 的 婦 信通S3字?jǐn)?shù) 林欄時(shí) ； 決 W八 閱4)判 訃 商 闕； 冊(cè) % 址 欲為 苗 場(chǎng)O號(hào)叩 規(guī) 行 析 亠一一口JJ 進(jìn) 分 制同 信 留 高 喪相 步 內(nèi) 提Fa度 同 關(guān) 婦寬 位 相 識(shí) 痕元 據(jù) 信 知 靖碼 根 通 關(guān) 、二與 字 相 心期 器； 數(shù) 的 附周 波果 對(duì) 信EP波 濾結(jié) b 通 川載 通真 ab宀尹 康 ；氐仿 的知 數(shù)。求OF涉硼刪出 目m 解力要2信彌沃給 的用 了能的組波肉特并 計(jì)利，的面計(jì)一載

2、怖巴率 設(shè)過(guò)論好方設(shè)生生in過(guò)碼 程通理更各程產(chǎn)產(chǎn)SS通誤 課 L 關(guān)2.等課 L2.224.、設(shè)計(jì)進(jìn)度安掃或工作計(jì)劉 9 擇 ； 選.；皓亠如 案證邢匕 方監(jiān)瞧 成完試必豹 4,調(diào)O舟 謂塊并寫(xiě) 頌瀨歸撰 旬O及H 苗一點(diǎn)試期 ，孑調(diào)?程 皿冊(cè)孤課 卅塊柯成 熟模酚完 計(jì)+4計(jì) 3h設(shè)設(shè) 其它定與撰 指組自 要小各 好各需 商，均 協(xié)求員 經(jīng)要成 組本個(gè) 小基每 題題組 yy 、 課課力 .，于題 范基課 規(guī)； 寫(xiě)圍求 蹊氛奚 告作加 筒成卿。 通形將告 認(rèn)沖剖侏 長(zhǎng)導(dǎo)一 組指寫(xiě)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(hào)對(duì)高頻載波進(jìn)行調(diào)制，變?yōu)轭l帶信號(hào)，通過(guò)信道傳輸，在 接

3、收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)，由于大多數(shù)實(shí)際信號(hào)都是帶通型的，所以必須先用數(shù)字頻 帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，形成數(shù)字調(diào)制信號(hào)再進(jìn)行傳輸，因此，調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代 通信的重要手段。數(shù)字調(diào)制地實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)調(diào)試解調(diào)的方法有很多種，本文應(yīng)用了鍵控法產(chǎn)生調(diào) 制與解調(diào)信號(hào)。數(shù)字相位調(diào)制又稱(chēng)相移鍵控記作PSK(Phase Shift Keying),二進(jìn)制相移鍵控 記作2PSK，它們是利用載波振蕩相位的變化來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)的，在二進(jìn)制數(shù)字解調(diào)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，則就產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控2PSK信號(hào)。 重點(diǎn)介紹了

4、 2PSK的調(diào)制與解調(diào)的工作原理，以及通過(guò)MATLAB進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且分 析了各階段信號(hào)的頻譜及誤碼率。關(guān)鍵詞數(shù)字調(diào)制與解調(diào)；2PSK； MATLAB仿真目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)I摘 要 II HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1 設(shè)計(jì)概述 1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.1 設(shè)計(jì)背景1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.2

5、 設(shè)計(jì)目的1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2 設(shè)計(jì)原理 2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.1 2PSK 數(shù)字調(diào)制過(guò)程分析2 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.2 2PSK 數(shù)字解調(diào)過(guò)程分析3 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2PSK 相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析4 HYPER

6、LINK l bookmark59 o Current Document 3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 5系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖5 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document M文件下仿真設(shè)計(jì)思路及過(guò)程52PSK 調(diào)制部分52PSK 解調(diào)部分6 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document Simulink 下的仿真 63.3.1 仿真模型建立6參數(shù)的設(shè)置7仿真結(jié)果73.3.4 仿真結(jié)果分析8 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 4 M 文件仿真結(jié)果 9 HYPERLINK l bookmark

7、75 o Current Document 4.1 2PSK 調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)信號(hào)波形圖9 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 2PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)頻譜分析11 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 各階段功率譜密度分析及誤碼率13參考文獻(xiàn)15附錄161 設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)背景當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)步入信息時(shí)代，在各種信息技術(shù)中，信息的傳輸及通信起著支撐作用。 而對(duì)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(hào)的調(diào)制就顯得非常重 要。數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通

8、特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信 號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(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(guò)程稱(chēng)為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制， 比如對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控。在這三種調(diào)制的基礎(chǔ)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(jìn)制上或者引入了一些新的方式來(lái)解決基本調(diào)制的一些 問(wèn)題如相位模糊和無(wú)法提取位定時(shí)信號(hào),另外一些是由多種基本的調(diào)制方式組合來(lái)達(dá)到更 好的效果。數(shù)字調(diào)制與解

9、調(diào)系統(tǒng)性能的好壞取決于傳輸信號(hào)的誤碼率,而誤碼率不僅僅與信道、 接收方法有關(guān)還和發(fā)送端所采用的調(diào)制方式有很大的關(guān)系。我們研究的 ASK, FSK, PSK 等就主要是發(fā)送方的基本調(diào)制方式。本設(shè)計(jì)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)行了分析和仿真,這樣能讓我們對(duì)數(shù)字調(diào)制方式有一個(gè)更清楚的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)目的2PSK 數(shù)字調(diào)相技術(shù)由于其抗干擾能力強(qiáng),實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,而被廣泛應(yīng)用于各種通信中。本題目要求學(xué)生進(jìn)行2PSK信號(hào)的產(chǎn)生及譜分析，達(dá)到以下目的：通過(guò)利用MATLAB對(duì)數(shù)字通信相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，熟悉數(shù)字通信的相關(guān)理論；更好的了解數(shù)字通信的相關(guān)知識(shí),提高分析問(wèn)題、查閱資料、自主設(shè)計(jì)等各方面能力

10、。了解并掌握數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)一2PSK的調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)MATLAB來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)通 信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深對(duì)2PSK系統(tǒng)的理解，并熟練掌握MATLAB語(yǔ)言。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求產(chǎn)生一組20 位以上隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)（雙極性）；產(chǎn)生載波信號(hào)，載波周期與碼元寬度相同且均為 1；實(shí)現(xiàn)基于MATLAB仿真2PSK調(diào)制與解調(diào)；通過(guò)巴特沃斯低通濾波器，根據(jù)位同步信號(hào)進(jìn)行抽樣判決；各階段信號(hào)頻譜分析、誤碼率并給出仿真結(jié)果。2設(shè)計(jì)原理2PSK數(shù)字調(diào)制過(guò)程分析數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)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(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶

11、信 號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(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(guò)程稱(chēng)為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制技術(shù)的兩種方法：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；利用數(shù)字 信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)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(chēng)為鍵控法， 比如對(duì)載波的相位進(jìn)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(gè)頻率相同的載波同時(shí)開(kāi)始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值， 同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，它們應(yīng)處于同相狀態(tài)；如

12、果其中一個(gè)開(kāi)始得遲了一 點(diǎn)，就可能不相同了。如果一個(gè)達(dá)到正最大值時(shí)，另一個(gè)達(dá)到負(fù)最大值，則稱(chēng)為反相。 一般把信號(hào)振蕩一次(一周)作為360度。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，我們說(shuō) 兩個(gè)波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，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(dòng)，也就帶上了信息。相移鍵控：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0和n分別表示二進(jìn)制T”和“0”。因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為e (t)二 A cos t + p )(2-1)2 pskcn其中，申表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位：n0發(fā)送“0”

13、時(shí)Q = inn1F DATddI 4po-lsrUr I Ml nr to Bi p&lorCfilzu lati-orAWQM cnonnGlI1AAGMScopeBipolar toUn I polarCtJnverjWBip-o-l&r taUn i polarenter圖3-2 Simulink仿真模型3.3.2參數(shù)的設(shè)置正弦載波(Sine Wave2)參數(shù)設(shè)置：設(shè)置的振幅是1,頻率為1HZ,相位為0。與載波反相正弦波(Sine Wavel)參數(shù)設(shè)置：設(shè)置的振幅是-1,頻率也是1hz,相位為0。伯努利二進(jìn)制隨機(jī)序列產(chǎn)生器(Bemoulll Binary Generator): 0和1

14、的出現(xiàn)概率為0.5, 抽樣時(shí)間為1秒，采用是基于采樣的，其幅度設(shè)置為2,周期為3,占1比為2/3。碼型變化器(Unipolar toBipolar Converter)參數(shù)設(shè)置：設(shè)置依據(jù)：采用1變0不變調(diào)制， 故極性設(shè)為“ Positive”。多路選擇器(Switch)參數(shù)設(shè)置：當(dāng)二進(jìn)制序列大于0時(shí)，輸出第一路信號(hào)；當(dāng)二進(jìn)制 序列小于0時(shí)，輸出第二路信號(hào)。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(hào)帶寬為1HZ,考濾到濾波器的邊沿緩降，故設(shè)置為12HZ。低通濾波器(Digital Filter Design)參數(shù)設(shè)置：截止頻率為

15、1HZ,二進(jìn)制序列的帶寬為 1HZ，故取 1HZ。取樣判決器(Sign)參數(shù)設(shè)置：門(mén)限值取為，取樣時(shí)間為1,當(dāng)大于0.5時(shí)輸出0,當(dāng) 小于0.5時(shí)輸出1,能達(dá)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(gè)圖為正相載波的波形，第二個(gè)圖為隨機(jī)產(chǎn)生的二進(jìn)制序列，第三個(gè)圖為通過(guò)碼型變換器后的波形，最后一個(gè)圖為調(diào)制后的2PSK信號(hào)。 解調(diào)波形：坯活力毗1第信電的兇K僧號(hào)1 1 1 1 L 1 1 1 1 1S. _通過(guò)乘達(dá)葩號(hào).3 _fl片一跖妃迪癖器信號(hào)0丿.n R _v#m4/maa4/w4/vaWaaawv|1I111n h 通過(guò)低通遽

16、玻吉潔號(hào)U D廠(chǎng)1卜F13-.1 / _%1/fr:f J vz :/:、f1yij .iij -. . ：./:. -. / .：:A-./. -.：./A-I: /：嚴(yán)、*； /：_1LLi.7 一像黜國(guó)二jt11用列二02 - a111!11ZZX_U：.l_1 d1 L_U；.l1_ jij|ii_i216B101Z14IEIB圖3-4加入高斯白噪聲后的解調(diào)波形圖中第一個(gè)圖為收到的2PSK波形（加入了高斯噪聲），第二個(gè)圖為與同頻同向載波相 乘后的波形，第三個(gè)圖為抽樣判決后的雙極性二進(jìn)制波形，最后一個(gè)圖是經(jīng)過(guò)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2P

17、SK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(hào)產(chǎn)生后要進(jìn)行極性變換。2PSK的調(diào)制是通過(guò)鍵控法實(shí) 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。M文件仿真結(jié)果4.1 2PSK調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)信號(hào)波形圖雙極性二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)載波信號(hào)波形已調(diào)信號(hào)波形001加噪后的波形圖4-2 2PSK信號(hào)與接收機(jī)接收到的信號(hào)波形解調(diào)輸出波形經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)波形圖 4-3 通過(guò)解調(diào)、低通輸出波形1由公式(2-4)可知，通過(guò)低通濾波器以后，輸出波形近似于1 s(

18、t)，即波形相似于雙2極性基帶信號(hào)波形，且幅度減半。抽樣后得到的離散采樣值抽樣判決輸出基帶信號(hào)圖 4-4 判決輸出波形將抽樣輸出的基帶信號(hào)波形與原信號(hào)相比較可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)波形完全相同，說(shuō)明整個(gè) 2PSK 的調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)是正確的。2PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)頻譜分析數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制非歸零碼，所以它的傅里葉變換應(yīng)該是門(mén)函數(shù)，信號(hào)帶寬為1/TS，其頻譜圖-10。載波信號(hào)為正弦信號(hào)，載頻為1Hz,其頻譜如下。500400幅 300振 200100基 帶 信 號(hào) 頻 譜 （ N=1024 ）00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 頻 率 /Hz載 波 信 號(hào) 頻 譜 （ N=10

19、24）2PSK 信號(hào)的實(shí)質(zhì)為基帶信號(hào)與載波相乘的結(jié)果，所以 2PSK 的信號(hào)頻譜是基帶信號(hào) 頻譜的線(xiàn)性搬移，中心頻率為fc.,帶寬為基帶信號(hào)帶寬的兩倍，如圖41, 2PSK信號(hào)通過(guò) 信道后，加上了高斯白噪聲，其頻譜如下。5004003002000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 頻 率 /Hz接收機(jī)接收到的信號(hào)頻譜（N=1024）0100相干解調(diào)實(shí)質(zhì)是將已調(diào)信號(hào)與提取的載波信號(hào)相乘，所以解調(diào)輸出的信號(hào)的頻率成分包括基帶信號(hào)頻率和載頻信號(hào)和噪聲如圖-12，通過(guò)低通濾波器后，高頻成分被慮掉，剩 下基帶信號(hào)和部分噪聲。解 調(diào) 輸 出 信 號(hào) 頻 譜 （ N=1024）低 通

20、 輸 出 信 號(hào) 頻 譜 （ N=1024）圖 4-7 解調(diào)輸出與低通輸出的信號(hào)頻譜抽 樣 判 決 輸 出 信 號(hào) 頻 譜 （ N=1024）圖 4-8 判決輸出信號(hào)頻譜與基帶信號(hào)頻譜通過(guò)比較判決輸出信號(hào)的頻譜和基帶信號(hào)頻譜，得出結(jié)論，2PSK的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)是正確的。4.3各階段功率譜密度分析及誤碼率判決信號(hào)功率譜密度載波信號(hào)功率譜密度0 11聯(lián)川阿附:伽VAR ；伽-飾飾-100 110 200 400 600接收機(jī)接收信號(hào)功率譜密度0-20-400 200 400 600 低通信號(hào)功率譜密度 ；L .! 血酌，nrn昭h*m帛vn, TOC o 1-5 h z 10020040060

21、02PSK信號(hào)功率譜密度0 rc1-50 -100 c0200400600解調(diào)輸出信號(hào)功率譜密度圖4-9 2PSK功率譜密度率碼誤圖4-10 2PSK系統(tǒng)誤碼率由圖可以看出系統(tǒng)的誤碼率為 0?？偨Y(jié)通過(guò)在本次設(shè)計(jì)中的實(shí)踐明白了自己知識(shí)上的誤區(qū)，例如，在低通濾波的過(guò)程中，主 要目的是濾去高頻分量，濾去載波成分，所以對(duì)于低通濾波器的截止頻率的設(shè)置較為關(guān)鍵。 而在 2PSK 的調(diào)制與解調(diào)中所用信號(hào)為雙極性的信號(hào)，因此要將在本次設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的單極 性信號(hào)經(jīng)過(guò)碼的變化形成雙極性碼來(lái)傳輸。本次設(shè)計(jì)只是按理論上的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單地 系統(tǒng)構(gòu)建，目的是明確數(shù)字基帶傳輸?shù)脑砑斑^(guò)程，而對(duì)于具體問(wèn)題，例如，實(shí)際中信道

22、噪聲一般為高斯白噪聲，本次設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)便并未采用而是用rand函數(shù)產(chǎn)生了隨機(jī)噪聲信號(hào)。 此外，還有在2PSK實(shí)際傳輸系統(tǒng)中，在恢復(fù)載波的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“倒n現(xiàn)象”即相位 模糊現(xiàn)象，但是在本次設(shè)計(jì)中直接在解調(diào)時(shí)給其同頻同相的載波，所以不會(huì)出現(xiàn)此種現(xiàn)象， 因此不必考慮。這是自己第一次利用 Matlab 編程功能實(shí)現(xiàn)通信原理中基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)地構(gòu)建和利用 Matlab 中 Simulink 模塊搭建系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)自己親自去動(dòng)手和調(diào)試我明白了實(shí)踐的重 要性，尤其是對(duì)程序的調(diào)試，更需要大量的時(shí)間反復(fù)上機(jī)運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并改正，這樣也 就加強(qiáng)了自己對(duì)程序分析的能力，更深刻地明白了通信原理中的知識(shí)內(nèi)容，更進(jìn)一步懂得

23、了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，同時(shí)提高了自己的思考能力，使得自己對(duì)課本里的內(nèi)容理解、記 憶地更加透徹，這無(wú)論是在我以后的工作中或是學(xué)習(xí)中都是非常有用的。參考文獻(xiàn)1郝建軍，桑林?jǐn)?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(guó)防工業(yè)出版社，2013 (6) :188190.李明明，李白萍電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)MATLAB實(shí)驗(yàn)教程M.北京:北京大學(xué)出版社,2011( 1 )： 102208.劉學(xué)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(shè)計(jì)_2PSK調(diào)制解調(diào)器的建模與仿

24、真clear all;close all;i=20; j=5000; %i為隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)，j為采樣點(diǎn)數(shù)t=linspace(0,20,5000);%在0到20之間等分成5000個(gè)點(diǎn)，每個(gè)碼元250點(diǎn)% % 功能實(shí)現(xiàn)模塊一：產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào) % rem=round(rand(l,i);%調(diào)用函數(shù)產(chǎn)生0-1隨機(jī)序列,round按四舍五入取整Bipolar_NRZ=t;%將離散的的隨機(jī)序列轉(zhuǎn)變成連續(xù)的單極性二進(jìn)制碼元for n=1:20 %20個(gè)隨機(jī)數(shù)if rem(n)0;%對(duì)每一個(gè)碼元寬度中間值作判決抽樣，增加抽樣成功率 y4(n)=1;elsey4(n)=0;endendfigure(4

25、)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(shí)間 /s);y5=t;for n=1:20if y4(n)=1; %若當(dāng)前碼元的抽樣值為1，則該碼元的所有值(250點(diǎn))為1for m=j/i*(n-1)+1:j/i*ny5(m)=1;endelsefor m=j/i*(n-1)+1:j/i*ny5(m)=-1;endendendsubplot(212);plot(t,y5);axis(0 20 -2 2);grid on;title(抽樣判決輸出基帶信號(hào));xlabel(采樣點(diǎn)數(shù))；% % 功能

26、實(shí)現(xiàn)模塊八：各階段信號(hào)頻譜分析 % fs=250;N=1024; %采樣頻率和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)n=0:N-1;t=n/fs; %時(shí)間序列y=fft(Bipolar_NRZ,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)行 FFT 變換 mag=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(hào)頻譜(N=1024) );grid on;fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(carrier_s

27、ignal,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)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(載波信號(hào)頻譜(N=1024);grid on;fs=256;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(psk,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)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

28、(1:N/2); axis(0 50 0 500);xlabel(頻率/Hz);ylabel(振幅);title(2PSK 信號(hào)頻譜(N=1024);grid on;fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(yl,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT變換 mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅 f=n*fs/N;subplot(2l2)plot(f(l:N/2),mag(l:N/2);axis(0 50 0 500);xlabel(頻率 /Hz);ylabel(振幅);title(接收機(jī)接收到的信號(hào)頻譜(N=1024);grid on;fs=250;N=l024;

29、n=0:N-l;t=n/fs;y=fft(y2,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)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(hào)頻譜(N=1024);grid on;fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y3,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT變換 mag=abs(y);%求取Fourier變換的振幅 f=n*fs/N;subplot(212)

30、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(hào)頻譜(N=1024);grid on;fs=250;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs;y=fft(y5,N);%對(duì)信號(hào)進(jìn)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);xlabel(頻率 /Hz);ylabel (振幅);title(抽樣判決輸出信號(hào)頻譜(N=1024);grid o

31、n;% % 功能實(shí)現(xiàn)模塊九：各階段信號(hào)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(wú)重疊range=half; %頻率間隔為0 Fs/2,只計(jì)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=pwelch(y1,window,noverlap,nfft,Fs,range); plot_Pxx3=10*log10(Pxx3); Pxx4,f=p