基于simulink的2PSK調制解調

.PAGE.-..-可修遍-成績：成績：——————————————————————————裝訂線—————————————————————————————————報告份數報告份數：郵電大學通信與信息工程學院科研訓練報告專業(yè)班級：電科1102班學生：####學號(班序號):03112042(01)2014年9月19日一、摘要數字通信系統較模擬通信系統而言，具有抗干擾能力強、便于加密、易于實現集成化、便于與計算機連接等優(yōu)點。因而，數字通信更能適應對通信技術的越來越高的要求。近二十年來，數字通信開展十分迅速，在整個通信領域中所占比重日益增長，在大多數通信系統中已代替模擬通信，成為當代通信系統的主流。為了使數字信號有效地傳輸，必須使用數字基帶信號的調制與解調。由于2PSK在生活中有著廣泛的應用，本文詳細的介紹了PSK波形的產生和仿真過程。可以系統的了解根本原理，以及得到數字調制波形和解調波。利用Simulink仿真可以更好的認識2PSK信號波形、調制和解調的過程。【關鍵詞】2PSK、調制與解調、Simulink二、英文摘要Intermsofdigitalmunicationsystemthantheanalogmunicationsystemwithanti-interferenceability,easeofencryption,easytoimplementintegrated,easyadvantagesandputerconnections.Thus,thedigitalmunicationstechnologycanadapttoincreasingmunicationdemands.Thepasttwodecades,digitalmunicationdevelopedveryrapidlythroughoutthegrowingproportionofthefieldofmunication,inmostmunicationsystemshavereplacedanalogmunication,beethemainstreamofcontemporarymunicationsystems.inordertomakethedigitalsignaltransmissioneffectively,youmustusethedigitalbasebandsignalmodulationanddemodulation.Becauseof2PSKhasbeenwidelyusedinourdailylife,thisarticledetailedintroducesthePSKwaveformisgeneratedandthesimulationprocess.Systemcanunderstandthebasicprinciple,andthemethodofdigitalmodulationwaveformanddemodulationwaveform.Simulinksimulationscanbeusedtobetterunderstand2PSKsignal,modulationanddemodulationprocess.【keywords】2PSK，Modulationanddemodulation，Simulink三、引言當今社會已經步入信息時代，在各種信息技術中，信息的傳輸及通信起著支撐的作用。而對于信息的傳輸，數字通信已經成為重要的手段。因此，數字信號的調制與解調就顯得非常的重要。數字調制是指用數字基帶信號對載波的某些參量進展控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化。根據控制的載波參量的不同，數字調制有調幅、調相和調頻三種根本形式，并可以派生出多種其他形式。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶特性的原因，基帶信號不適合在各種信道上進展長距離傳輸。為了進展長途傳輸，必須對數字信號進展載波調制，將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。因此，大局部現代通信系統都使用數字調制技術。另外，由于數字通信具有建網靈活，容易采用數字過失控制技術和數字加密，便于集成化，并能夠進入綜合業(yè)務數字網，所以通信統都有由模擬方式向數字方式過渡的趨勢。因此，對數字通信系統的分析與研究越來越重要，數字調制作為數字通信系統的重要局部之一，對它的研究也是有必要的。通過對調制系統的仿真，我們可以更加直觀的了解數字調制系統的性能及影響性能的因素，從而便于改良系統，獲得更佳的傳輸性能。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現動態(tài)系統建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進展建模，它也支持多速率系統，也就是系統中的不同局部具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)立動態(tài)系統模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI)，這個創(chuàng)立過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統的仿真結果。四、硬件設計設計原理 二進制相位調制就是用二進制數字信息控制正弦載波的相位，使正弦載波的相位隨著二進制數字信息的變化而變化。二進制絕對調相就是用數字信息直接控制載波的相位。例如，當數字信息為‘1’時，使載波反相；當數字信息為‘0’時，載波相位不變。圖1.1為2PSK波形圖〔為方便作圖，在一個碼元周期畫兩個周期的載波〕。圖1.12PSK信號波形圖從圖中可以看出，2PSK信號可以看成是雙極性基帶信號乘以載波而產生的。必須強調的是：2PSK波形相位是相對于載波相位而言的。因此，畫2PSK波形時必須先把載波畫好，然后根據數字信息與載波相位的對應關系，畫出2PSK波形。下面介紹產生2PSK信號的部件，即2PSK調制器。由以上分析可知，2PSK可以采用相乘器來實現，其框圖如下：圖4.1.22PSK調制器電平變換器的作用是將輸入的數字信息變成雙極性全占空數字基帶信號，需注意的是一樣的數字信息可以變換成兩種極性相反的全占空數自己帶信號，至于采用哪一種完全由調制規(guī)那么決定。如：由于2PSK信號的頻譜中無載波分量，所以2PSK信號的解調只有相干解調，這種相干解調又稱極性比擬法。2PSK解調框圖為：圖1.22PSK信號的相干解調2PSK信號解調過程中的波形如圖:圖1.32PSK相干解調各點波形示意圖圖1.3說明此2PSK解調器在無噪聲情況下能對2PSK信號正確解調。〔b〕是受到的2PSK;(C)是本地載波提取電路提取的同頻同相載波信號；〔d〕是承受2PSK信號與本地載波相乘得到的波形示意圖，此波形經過低通濾波器濾波后得到低通信號(e),取樣判決器在位定時信號〔f〕的控制下對(e)波形取樣，在與門限進展比擬，做出相應的判決得到恢復的信息〔g〕。需要注意的是判決規(guī)那么應與調制規(guī)那么一致。本次采用的調制規(guī)那么為‘1’變‘0’不變所以解調規(guī)那么也用‘1’變‘0’不變。即為取樣值大于門限時判為‘0’，當取樣值小于門限值時判為‘1’。但在實際通信系統中往往存在噪聲，噪聲會對判決值產生影響，即會產生誤碼率。2.設計框圖3.參數設置正弦波：4HZ，幅度+2設置依據：載波頻率本來應該很高，但是為了波形觀察方便，故頻率設為4HZ。反相正弦波：4HZ，幅度-2設置依據：載波頻率本來應該很高，但是為了波形觀察方便，故頻率設為4HZ;又要求與載波反相，故幅度設為-2.伯努利二進制隨機序列產生器：碼型變化器參數設置：采用1變0不變調制，故極性設為"Negative〞.多路選擇器參數設置：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。高斯噪聲的設置：信噪比90帶通濾波器參數：載波頻率為4HZ，而基帶號帶寬為1HZ，考濾到濾波器的邊沿緩降，故設置為2~7HZ。低通濾波器參數設置：截止頻率為1HZ，二進制序列的帶寬為1HZ，故取1HZ。延時器設置：五、測試結果仿真波形：調制局部通過仿真分析結果可以看出，雙極性基帶脈沖信號與相干載波相乘后，得到2PSK波形。從圖中波形可以看出傳送"1〞和"0〞時，周期沒有改變，幅度沒有改變，只是相位相差了180度。該圖充分證實了2PSK的調制原理以及2PSK的產生過程，通過分析該圖能夠清楚的分析出，基帶信號和載波的關系，基帶信號只是用于改變信號的相位，最終2PSK波形形狀取決于相干載波。解調局部從2PSK的解調仿真分析結果可以看出，帶通濾波器后的波形與2PSK的波形一樣，帶通濾波器的作用只是濾除噪聲。沒有噪聲的情況下，原圖保持不變。經過相干載波，相位沒有發(fā)生變化，只是向后延遲了半個周期，周期，幅度和相位都沒有發(fā)生變化。這個波形完全符合2PSK的解調原理。經過低通濾波器，圖形發(fā)生了變化，類似于整流器的作用。如果頻率越高，經過低通濾波器的波形越接近矩形。最終經過判決器，圖形從雙極性波形變?yōu)榱藛螛O性波形，恢復成了完全的矩形基帶信號。與解調原理完全一致。六．心得體會通過這次科研訓練，充分的了解了有關2PSK的調制與解調，而且加深了該過程的理解程度，同時對于Simulink的使用方法有了一定的知識概念。并為以后的學習奠定了根底。對于我來說，收獲最大的是方法和能力；那些分析和解決問題的能力。在整個課程設計的過程中，我發(fā)現我們學生在經歷方面十分缺乏，空有理論知識，沒有理性的知識；有些東西可能與實際脫節(jié)?？傮w來說，我覺得像科研訓練這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的，它需要我們將學過的相關知識系統地聯系起來，從中暴露出自身的缺乏，以待改良！本次的科研，培養(yǎng)了我綜合應用設計課程及其他課程的理論知識和理論聯系實際，應用生產實際知識解決工程實際問題的能力；在設計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團隊精神，同學們共同協作，解決了許多個人無法解