基于matlab的PSK系统的专业课程设计方案报告.doc

通信原理课程设计汇报 姓 名：吴彭 学 号：08042235 专 业：通信工程 院 系：信息工程学院 同组人：蔡臻，何国峰，王列一、题目名称 2PSK系统设计二、题目意义 利用MATLAB编程实现2PSK调制解调过程，而且输出其调制及解调过程中波形，讨论其调制和解调效果。三、设计原理数字信号传输方法分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道含有带通特征而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必需使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号和信道特征相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号过程称为数字调制。数字调制技术两种方法：利用模拟调制方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制一个特例，把数字基带信号当做模拟信号特殊情况处理；利用数字信号离散取值特点经过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波相位进行键控，便可取得相移键控（PSK）基础调制方法。 图1 对应信号波形示例 1 0 1调制原理数字调相：假如两个频率相同载波同时开始振荡，这两个频率同时达成正最大值，同时达成零值，同时达成负最大值，它们应处于同相状态；假如其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。假如一个达成正最大值时，另一个达成负最大值，则称为反相。通常把信号振荡一次（一周）作为360度。假如一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，1码控制发0度相位，0码控制发180度相位。载波初始相位就有了移动，也就带上了信息。相移键控是利用载波相位改变来传输数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常见初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。所以，2PSK信号时域表示式为(t)=Acost+) 其中，表示第n个符号绝对相位：= 所以，上式能够改写为 图2 2PSK信号波形 解调原理2PSK信号解调方法是相干解调法。因为PSK信号本身就是利用相位传输信息，所以在接收端必需利用信号相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一个2PSK信号相干接收设备原理框图。图中经过带通滤波信号在相乘器中和当地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决。即正抽样值判为1，负抽样值判为0.2PSK信号相干解调各点时间波形图 3 所表示. 当恢复相干载波产生180倒相时,解调出数字基带信号将和发送数字基带信号恰好是相反,解调器输出数字基带信号全部犯错.图 32PSK信号相干解调各点时间波形 这种现象通常称为倒现象.因为在2PSK信号载波恢复过程中存在着180相位模糊,所以2PSK信号相干解调存在随机倒现象,从而使得2PSK方法在实际中极少采取. 四、源程序及对应试验结果clear all; close all;clc;max=10g=zeros(1,max);g=randint(1,max);%长度为max随机二进制序列cp=;mod1=;f=2*2*pi;t=0:2*pi/199:2*pi;for n=1:length(g); if g(n)=0; A=zeros(1,200);%每个值200个点 else g(n)=1; A=ones(1,200); end cp=cp A; %s(t),码元宽度200 c=cos(f*t);%载波信号 mod1=mod1 c;%和s(t)等长载波信号,变为矩阵形式endfigure(1);subplot(4,2,1);plot(cp);grid on;axis(0 200*length(g) -2 2);title(二进制信号序列);cm=;mod=;for n=1:length(g); if g(n)=0; B=ones(1,200);%每个值200个点 c=cos(f*t); %载波信号 else g(n)=1; B=ones(1,200); c=cos(f*t+pi); %载波信号 end cm=cm B; %s(t),码元宽度200 mod=mod c; %和s(t)等长载波信号endtiaoz=cm.*mod;%e(t)调制figure(1);subplot(4,2,2);plot(tiaoz);grid on;axis(0 200*length(g) -2 2);title(2PSK调制信号);figure(2);subplot(4,2,1);plot(abs(fft(cp);axis(0 200*length(g) 0 400);title(原始信号频谱);figure(2);subplot(4,2,2);plot(abs(fft(tiaoz);axis(0 200*length(g) 0 400);title(2PSK信号频谱);%带有高斯白噪声信道tz=awgn(tiaoz,10);%信号tiaoz中加入白噪声，信噪比为10figure(1);subplot(4,2,3);plot(tz);grid onaxis(0 200*length(g) -2 2);title(经过高斯白噪声信道后信号);figure(2);subplot(4,2,3);plot(abs(fft(tz);axis(0 200*length(g) 0 400);title(加入白噪声2PSK信号频谱);jiet=2*mod1.*tz;%同时解调figure(1);subplot(4,2,4);plot(jiet);grid onaxis(0 200*length(g) -2 2);title(相乘后信号波形)figure(2);subplot(4,2,4);plot(abs(fft(jiet);axis(0 200*length(g) 0 400);title(相乘后信号频谱);%低通滤波器fp=500;fs=700;rp=3;rs=20;fn=11025;ws=fs/(fn/2); wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率n,wn=buttord(wp,ws,rp,rs);%计算阶数和截止频率b,a=butter(n,wn);%计算H(z）figure(4);freqz(b,a,1000,11025);subplot(2,1,1);axis(0 4000 -100 3 )title(LPF幅频相频图);jt=filter(b,a,jiet);figure(1);subplot(4,2,5);plot(jt);grid onaxis(0 200*length(g) -2 2);title(经低通滤波器后信号波形)figure(2);subplot(4,2,5);plot(abs(fft(jt);axis(0 200*length(g) 0 400);title(经低通滤波器后信号频谱);%抽样判决for m=1:200*length(g); if jt(m)=0; jt(m)=0; endendfigure(1);subplot(4,2,6);plot(jt);grid onaxis(0 200*length(g) -2 2);title(经抽样判决后信号s(t)波形)figure(2);subplot(4,2,6);plot(abs(fft(jt);axis(0 200*length(g) 0 400);title(经抽样判决后信号频谱);