通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告(基于Matlab)

1、2DPSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)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(shù)字信息的一種方式?，F(xiàn)假設(shè)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(shù)字信息序列與2DPSK 信號的碼元相位關(guān)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(yīng)的數(shù)字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調(diào)，它的時(shí)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(gè)相位作為基準(zhǔn)，所以在系統(tǒng)接收端也必須采用相同的基準(zhǔn)相位。如果基準(zhǔn)相位發(fā)生變化，則在接收端回復(fù)的

2、信號將與發(fā)送的數(shù)字信息完全相反。 所以在實(shí)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(shù)字信息“ 0”；1”則數(shù)字信息序列與2DPSK 信號的碼元相位關(guān)系可舉例表示如下：數(shù)字信息：1011011101DPSK 信號相位： 0或：1.22DPSK 信號的調(diào)制原理一般來說， 2DPSK 信號有兩種調(diào)試方法，即模擬調(diào)制法和鍵控法。2DPSK 信號的的模擬調(diào)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(zhuǎn)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(diào)制法2DPSK 信號的的鍵控調(diào)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(guān)作用為當(dāng)輸入為數(shù)字信息“0” 時(shí)接相位 0，當(dāng)輸入數(shù)字信息為“ 1”時(shí)接 pi。圖 1.2.2鍵控法調(diào)制原理圖1.32DPSK 信號的解調(diào)原理2DPSK 信號最常用的解調(diào)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(diào)法。1.3.12DPSK 信號解調(diào)的極性比較法1它的原理是2DPSK 信號先經(jīng)過帶通濾波器，去除調(diào)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(diào)制信號中的載波成分，再經(jīng)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(jìn)行抽樣判決的到基帶信號的差分碼，再經(jīng)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(diào)原理圖1.3.22DPSK 信號解調(diào)的差分相干解調(diào)法差分相干解調(diào)的原理是2DPSK 信號先經(jīng)過帶通濾波器，去除調(diào)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(shí)一個(gè)碼元的時(shí)間后與另一路的信號相乘，再經(jīng)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(jìn)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(diào)原理圖四、實(shí)現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(jù)位同步信號和設(shè)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(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 2.3 所示。圖 3.3抽樣判決器1.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3圖 2.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.4.22調(diào)制與解調(diào)總原理框圖圖 2.4.22調(diào)制與解調(diào)總原理框圖（ 2）、仿真2.1 仿真程序%- 2DPSK 調(diào)制與解調(diào)%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>> 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(chǎn)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(diào)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(diào)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(shù)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(jié)本次課程設(shè)計(jì)在剛開始的過程中無從下手，手忙腳亂，時(shí)間又緊，最終決定用軟件仿真來實(shí)現(xiàn)2DPSK 調(diào)制解調(diào)的設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)我們能夠比較系統(tǒng)的了解理論知識，掌握了2DPSK 調(diào)制解調(diào)的工作原理及2DPSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的工作過程，學(xué)會(huì)了使用仿真軟件Matlab ，并學(xué)會(huì)通過應(yīng)用軟件仿真來實(shí)現(xiàn)某些通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對以后的學(xué)習(xí)和工作都起到了一定的作用，加強(qiáng)了動(dòng)手能力和學(xué)業(yè)技能。通過這次課程設(shè)計(jì)還讓我們知道了，我們平時(shí)所學(xué)的知識如果不加以實(shí)踐的話等于紙上談兵。課程設(shè)計(jì)主要是我們理論知識的延伸，它的目的主要是要在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問題，并且自己要能找到解決問題的方案，形成一種獨(dú)立的意識。我們還能從設(shè)計(jì)中檢驗(yàn)我們所學(xué)的理論知識到底有多少，鞏固我們已經(jīng)學(xué)會(huì)的，不斷學(xué)習(xí)我們所遺漏的新知識，把這門課學(xué)的扎實(shí)。當(dāng)然在做課程設(shè)計(jì)的過程中總會(huì)出現(xiàn)各種問題，在這種情況下我們都會(huì)努力尋求最佳路徑解決問題，無形間提高了我們的動(dòng)手，動(dòng)腦能力，并且同學(xué)之間還能相互探討問題，研究解決方案，增進(jìn)大家的團(tuán)隊(duì)意識?？偟膩碚f，這次課程設(shè)計(jì)讓我們收獲頗多