2DPSK系统仿真.pdf

成成 绩绩 评评 定定 表表学生姓名班级学号专 业电子信息工程课程设计题目2DPSK系统仿真评语组长签字：成绩日期 2014 年 3 月 19 日课程设计任务书课程设计任务书学 院信息科学与工程专 业电子信息工程学生姓名班级学号课程设计题目2DPSK 系统仿真实践教学要求与任务:实践教学要求与任务:利用 MATLAB/Simulink 进行编程和仿真，仿真的内容可以是关于信源、信源编码、模拟调制、数字调制、多元调制、差错控制、多址技术、信道仿真及具体通信电路的仿真实现。也可以用 MATLAB 编程对通信的某一具体环节进行仿真。工作计划与进度安排:工作计划与进度安排:2014 年 03 月 8 日 选题目查阅资料2014 年 03 月 9 日 编写软件源程序或建立仿真模块图2014 年 03 月 10 日 调试程序或仿真模型2014 年 03 月 11 日 性能分析及验收2014 年 03 月 12 日 撰写课程设计报告、答辩指导教师：2014 年 3 月 8 日专业负责人：2014 年 3 月 8 日学院教学副院长：2014 年 3 月 8 日沈阳理工大学通信系统课程设计报告摘 要摘 要MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台,设计一个 2DPSK 调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。关键词：TLAB；Simulink；2DPSK；相干解调 沈阳理工大学通信系统课程设计报告I目 录目 录1 课程设计目的11 课程设计目的12 课程设计要求12 课程设计要求13 相关知识13 相关知识14 课程设计分析44 课程设计分析45 系统仿真 115 系统仿真 116 结果分析 116 结果分析 117 参考文献 117 参考文献 11沈阳理工大学通信系统课程设计报告02DPSK 系统仿真1.课程设计目的1.课程设计目的1.1 掌握 2DPSK 的调制与解调原理；1.2 掌握仿真软件 matlab 的使用方法；1.3 完成对 2DPSK 的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析。2课程设计要求2课程设计要求2.1 了解 2DPSK 系统包括几部分，及每部分的功能特性。2.2 就其调制解调部分，利用分立元件搭建电路。2.3 掌握理论联系实践的方法。3.相关知识3.相关知识3.1 课程设计内容3.1 课程设计内容利用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台,设计一个 2DPSK 调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。3.2 基本原理3.2 基本原理 二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记为 2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。3.2.1 2DPSK 调制3.2.1 2DPSK 调制2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。例如，假设相位值用相位偏移表示（定义为本码元初相与前一码元初相只差），沈阳理工大学通信系统课程设计报告1并设=数字信息 1=0数字信息 0数字信息序列与 2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如如下：数字信息：0 0 1 1 1 0 0 1 0 12DPSK 信号相位：0 0 0 0 0 0 或 0 0 0 0 0画出的 2PSK 及 DPSK 信号的波形如图 2-1 所示。图 2-1 2PSK 及 2DPSK 信号的波形2DPSK 调制信号需要经过码型变换，将绝对码变为相对码。2DPSK 产生的原理框图如图 2-2 所示1，图（a）为模拟调制法，图（b）为键控法。（a）模拟调制法 （b）键控法图 2-2 2DPSK 信号的调制原理图沈阳理工大学通信系统课程设计报告2从上面分析可见，无论接收信号是 2DPSK 还是 2PSK 信号，单从接收端看是区分不开的。因此 2DPSK 信号的功率谱密度和 2PSK 信号的功率谱密度是完全一样的。3.2.2 2DPSK 解调3.2.2 2DPSK 解调2DPSK 信号可以采用相干解调法（极性比较法）和差分相干解调法（相位比较法）。本课程设计采用相干解调法，图 2-3 为相干解调法，解调器原理图和解调过程各点时间波形如图 2-3（a）和（b）所示2。其解调原理是：先对 2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，若相干载波产生 180o 相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。（a）（b）图 2-3 2DPSK 的相干解调沈阳理工大学通信系统课程设计报告34 系统设计4 系统设计4.1 2DPSK 调制与解调电路如图 3-1 所示4.1 2DPSK 调制与解调电路如图 3-1 所示图 3-1 2DPSK调制与解调电路图4.2 2DPSK 调制4.2 2DPSK 调制2DPSK 的调制采用模拟调制法。调制电路的主要模块是码型变换模块，它主要是完成绝对码波形转换为相对码波形，在实际的仿真中要先经过差分编码，再进行极性双变换，得到的信号与载波一起通过相乘器，就完成了调制过程。其中要注意的是在进行差分编码之后再进行极性变换之前要有一个数据类型转换的单元，前后数据类型一致才不会出错。在 DPSK 调制中，载波频率应比基带信号的频率大，故将载波的频率参数设置为 2000*pi抽样时间为 0，其参数图如图 3-2 所示。将基带信号的抽样时间改成.001，其参数图如图 3-3 所示。沈阳理工大学通信系统课程设计报告4图 3-2 载波参数设置图 3-3 基带信号参数设置沈阳理工大学通信系统课程设计报告5在单极性到双极性变换中，M-ary number 设置为 2，极性为 positive，如图 3-4所示。图3-4 Unipolar to Bipolar Converter参数设置图 3-5 乘法器参数设置沈阳理工大学通信系统课程设计报告6码变换部分参数设置如图 3-6、3-7、3-8 所示图3-6 Logical Operator参数设置图3-7 Unit Delay参数设置沈阳理工大学通信系统课程设计报告7 图3-8 Data Type Conversion参数设置 4.3 2DPSK 解调 4.3 2DPSK 解调仿真中我们采用相干解调法进行 2DPSK 解调，解调电路中有带通滤波器、相乘器、低通滤波器、抽样判决器及码反变换组成。2DPSK 相干解调原理是：对 2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。载波的参数设置同 2DPSK 调制的载波参数设置一致，可见图 3-2。带通滤波器参数设置如图 3-9 所示。低通滤波器参数设置如图 3-10 所示。抽样判决器的参数设置如图 3-11 所示，沈阳理工大学通信系统课程设计报告8图 3-2 载波参数设置图3-9 带通滤波器带通滤波器参数设置沈阳理工大学通信系统课程设计报告9图3-10 低通滤波器低通滤波器参数设置图3-11 抽样判决器器参数设置沈阳理工大学通信系统课程设计报告105.系统仿真5.系统仿真 图 3-12 2DPSK 解调电路仿真波形6.结果分析6.结果分析在整个电路设计过程中，掌握好子模块的设计思想及封装方法，而且基带信号与载波频率的设置及带通滤波器、低通滤波器的参数设置，边仿真边纠错，应在掌握电路原理的基础上进行设计，最后将输入的数字信息解调出来，当然这其中有一定的延时。此次课程设计锻炼了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力，提高了用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台的实际操作能力。从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对实验平台很不熟悉，动手能力比较欠缺，这是我必须在以后的学习中需要加以改进的地方，在不断学习中完善自我。沈阳理工大学通信系统课程设计报告117.参考文献7.参考文献1 樊昌信 曹丽娜 编著通信原理（第六版）.北京：国防工业出版社，2008.33 邵玉斌 编著 Matlab/Simulink 通信系统建模与仿真实例分析 北京.清华大学出版社.2008.65 黄载禄，殷蔚华.通信原理m.北京：科学出版社，2005.