調(diào)制通信系統(tǒng)

1、 2psk調(diào)制通信系統(tǒng)一，設(shè)計任務(wù)與要求課程設(shè)計需要運用MATLAB編程實現(xiàn)2PSK調(diào)制解調(diào)過程，并且輸出其調(diào)制及解調(diào)過程中的波形，討論其調(diào)制和解調(diào)效果。二，實驗基本原理數(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(dāng)做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(guān)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（2PSK）基本的調(diào)制方式。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。在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進制“1”和“0”。2ps

2、k調(diào)制器可以采用相乘器，也可以采用相位選擇器就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號的方法比較，只是對s(t)要求不同，因此2PSK信號可以看作是雙極性基帶信號作用下的DSB調(diào)幅信號。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號均可。2PSK信號屬于DSB信號。本次實驗采用的的模擬相乘法即通過載波和雙極性不歸零碼的相乘得到2psk信號，則2psk信號產(chǎn)生的調(diào)制原理框圖和時域表達式如下： 圖1時域表達式 圖2調(diào)制原理框圖2psk典型波形如下：三，仿真方案和參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置如下所示：每碼元采樣點數(shù)Fn=500；碼元數(shù)m

3、=50；載波頻率fc=2；碼元速率Rm=1；加入的白噪聲的信噪比snr分別為10,30,50MATLAB產(chǎn)生2psk信號的程序框圖如下：四，實驗結(jié)果與分析產(chǎn)生的雙極性非歸零碼波形，2psk信號波形和頻譜如下;分析如下：當(dāng)二進制符號為“0”時，調(diào)制信號相位差為0，而當(dāng)二進制符號為“1”時，調(diào)制信號相位差為。2PSK信號的頻譜由連續(xù)譜和離散譜構(gòu)成。當(dāng)加入白噪聲后，2psk信號波形和頻譜如下：由圖可知加入白噪聲后，2psk信號發(fā)生了失真，隨著信噪比的增加，2psk失真越來越小。這是因為信噪比越大，2psk信號的平均功率越大，信號越強，而噪聲平均功率越小，噪聲信號越弱，因此失真越小。由于白噪聲沒有頻譜

4、，因此無論信噪比如何變化，其最終的頻譜都沒發(fā)生任何變化，保持原樣。五，源程序代碼產(chǎn)生雙極性非歸零碼和2psk信號的子函數(shù)：function dnrz,bpsk = fbpsk(L,M,f)% 產(chǎn)生雙極型歸零碼% L為每個碼元重復(fù)次數(shù)，則碼元間隔Ts% M為碼元數(shù)目，f為載波頻率t=0:1/(L-1):1; %保證載波與碼元時域分辨率相同 fc=;n=1; %賦初值 for ii=1:M %將fc進行列重復(fù)拓展 fc1=sin(2*pi*f*t); %載波 fc=fc fc1; %按照列方向合并為一個矩陣while rem(n,2)=0; %保證仿真時有偶數(shù)個1 nrz=round(rand(1

5、,M); %隨機產(chǎn)生單極性非歸零碼 n=length(find(nrz=1);endp = nrz=0; %找出nrz中0的位置nrz(p)=-1; %將0賦為-1dnrz=nrz(ones(1,L),:); %將nrz進行列拓展，并且每個元素重復(fù)L次dnrz=reshape(dnrz,1,L*M); %重排成1*(L*M)的矩陣endbpsk=dnrz.*fc; %產(chǎn)生2psk信號End對信號進行FFT的子函數(shù)：function X,f=fftseq(x,fs)% 本函數(shù)的功能為完成fft變換% x為輸入信號% X為x的傅里葉變換L=length(x); %求出信號x的長度N=2(nextp

6、ow2(L); %N為大于等于n的二的整數(shù)次冪的數(shù)中最小的一個，fft按基二算法X1=fft(x,N); %計算x的N點離散傅里葉變換dftX=fftshift(X1);X=X/fs;df=fs/N; %頻域分辨率f=0:df:df*(N-1)-fs/2;主函數(shù)如下：clear all; close all;Fn=500; %Fn每碼元采樣點數(shù)為500m=50; %m碼元數(shù)為50fc=2; %fc載波頻率為2Rm=1; %Rm碼元速率為1Tn=1/Rm; %Tn碼元間隔tb=Tn/Fn; %tb時域分辨率N=Fn*m; %N總采樣點數(shù)T=N*tb; %計算時域上時間總長度Tt=linspace

7、(-T/2,T/2,N); %產(chǎn)生時間取樣點矩陣，在T長度內(nèi)等分為N份dnrz,bpsk=fbpsk(Fn,m,fc); %調(diào)用子函數(shù)，產(chǎn)生dnrz和dpsk信號Sbpsk,f1=fftseq(bpsk,Fn); %Fbpsk為信號頻譜Fbpsk=Sbpsk; figure(1); subplot(221); %畫出雙極性不歸零碼的波形plot(t,dnrz);title(雙極性不歸零碼);xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);set(gca,xtick,0:0.5:10);grid on;subplot(223); %畫出2psk信號的波形pl

8、ot(t,bpsk);title(2psk調(diào)制信號);xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5)set(gca,xtick,0:0.5:10);grid on;subplot(222); %畫出2psk信號的頻譜plot(f1,Fbpsk);title(2psk調(diào)制信號頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);grid on;snr1=10; %增加snr=10的白噪聲awgn1=awgn(bpsk,snr1);Sawgn1,f2=fftseq(awgn1,Fn); Fawgn1=Sawgn1;

9、%Fawgn1為調(diào)制信號的頻譜 snr2=30; %增加snr=30的白噪聲awgn2=awgn(bpsk,snr2);Sawgn2,f2=fftseq(awgn2,Fn); Fawgn2=Sawgn2; %Fawgn2為調(diào)制信號的頻譜 snr3=50; %增加snr=50的白噪聲awgn3=awgn(bpsk,snr3);Sawgn3,f2=fftseq(awgn3,Fn);Fawgn3=Sawgn3; %Fawgn3為調(diào)制信號的頻譜 figure(2);subplot(321); %畫出snr=10時2psk調(diào)制信號的波形plot(t,awgn1);title(snr=10時2psk調(diào)制信

10、號);xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(322); %畫出snr=10時2psk調(diào)制信號的頻譜plot(f2,Fawgn1);title(snr=10時2psk調(diào)制信號頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);set(gca,xtick,-10:1:10);grid on;subplot(323); %畫出snr=30時2psk調(diào)制信號的波形plot(t,awgn2);title(snr=30時2psk調(diào)制信號);xlabel(T/s);ylabel(幅度

11、);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(324); %畫出snr=30時2psk調(diào)制信號的頻譜plot(f2,Fawgn2);title(snr=30時2psk調(diào)制信號頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);set(gca,xtick,-10:1:10);grid on;subplot(325); %畫出snr=50時2psk調(diào)制信號的波形plot(t,awgn3);title(snr=50時2psk調(diào)制信號);xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(326); %畫出snr=50時2psk調(diào)制信號的頻譜plot(f2,Fawgn3);title(snr=50時2psk調(diào)制信號頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);s