基于matlab的2psk系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　基于MATLAB的2PSK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　運(yùn)用MATLAB編程實(shí)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。</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>

2、　　數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號(hào)。為了使數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。</p><p>　　數(shù)字調(diào)制技術(shù)的兩種方法：①利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)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(gè)特例，把數(shù)字基帶信

3、號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特殊情況處理；②利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法，比如對(duì)載波的相位進(jìn)行鍵控，便可獲得相移鍵控（PSK）基本的調(diào)制方式。 </p><p>　　圖1 相應(yīng)的信號(hào)波形的示例 </p><p>　　1 0 1</p><p><b>　　調(diào)制原理</

4、b></p><p>　　數(shù)字調(diào)相：如果兩個(gè)頻率相同的載波同時(shí)開始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值，同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，它們應(yīng)處于"同相"狀態(tài)；如果其中一個(gè)開始得遲了一點(diǎn)，就可能不相同了。如果一個(gè)達(dá)到正最大值時(shí)，另一個(gè)達(dá)到負(fù)最大值，則稱為"反相"。一般把信號(hào)振蕩一次（一周）作為360度。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，我們說兩個(gè)波的相位差180度，也就是

5、反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，"1"碼控制發(fā)0度相位，"0"碼控制發(fā)180度相位。載波的初始相位就有了移動(dòng)，也就帶上了信息。</p><p>　　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π分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為</p><p>　　\* MERGEFORMAT

6、 (t)=Acos \* MERGEFORMAT t+ \* MERGEFORMAT ) </p><p>　　其中， \* MERGEFORMAT 表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位：</p><p>　　\* MERGEFORMAT = \* MERGEFORMAT </p><p>　　因此，上式可以改寫為</p>

7、<p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　圖2 2PSK信號(hào)波形 </p><p><b>　　解調(diào)原理</b></p><p>　　2PSK信號(hào)的解調(diào)方法是相干解調(diào)法。由于PSK信號(hào)本身就是利用相位傳遞信息的，所以在接收端必須利用信號(hào)的相位信息來解調(diào)信號(hào)。下圖2-3中給出了一種2PSK信號(hào)相干接收設(shè)

8、備的原理框圖。圖中經(jīng)過帶通濾波的信號(hào)在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進(jìn)行抽樣判決。判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為1，負(fù)抽樣值判為0.</p><p>　　2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形如圖 3 所示. 當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180°倒相時(shí),解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反,解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò).</p><p>　　

9、圖 32PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形 這種現(xiàn)象通常稱為"倒π"現(xiàn)象.由于在2PSK信號(hào)的載波恢復(fù)過程中存在著180°的相位模糊,所以2PSK信號(hào)的相干解調(diào)存在隨機(jī)的"倒π"現(xiàn)象,從而使得2PSK方式在實(shí)際中很少采用. </p><p><b>　　三、源程序</b></p><p>　　clear all;

10、 </p><p>　　close all;</p><p><b>　　clc;</b></p><p><b>　　max=10</b></p><p>　　g=zeros(1,max);</p><p>　　g=randint(1,max);

11、 %長(zhǎng)度為max的隨機(jī)二進(jìn)制序列</p><p>　　cp=[];mod1=[];f=2*2*pi;t=0:2*pi/199:2*pi;</p><p>　　for n=1:length(g);</p><p>　　if g(n)==0; </p><p>　　A=zeros(1,200); %每個(gè)值200個(gè)點(diǎn)

12、 </p><p>　　else g(n)==1;</p><p>　　A=ones(1,200); </p><p><b>　　end</b></p><p>　　cp=[cp A]; %s(t),碼元寬度200 </p><p&g

13、t;　　c=cos(f*t); %載波信號(hào) </p><p>　　mod1=[mod1 c]; %與s(t)等長(zhǎng)的載波信號(hào),變?yōu)榫仃囆问?lt;/p><p><b>　　end</b></p><p>　　figure(1);subplot(4,2,1);plot(cp);grid on;

14、</p><p>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('二進(jìn)制信號(hào)序列');</p><p>　　cm=[];mod=[];</p><p>　　for n=1:length(g);</p><p>　　if g(n)==0; </p><p>　　B=ones(1

15、,200); %每個(gè)值200個(gè)點(diǎn) </p><p>　　c=cos(f*t); %載波信號(hào)</p><p>　　else g(n)==1;</p><p>　　B=ones(1,200); </p><p>　　c=cos(f*t+pi); %載波信號(hào)</p>

16、;<p><b>　　end</b></p><p>　　cm=[cm B]; %s(t),碼元寬度200 </p><p>　　mod=[mod c]; %與s(t)等長(zhǎng)的載波信號(hào)</p><p><b>　　end</b>

17、</p><p>　　tiaoz=cm.*mod;%e(t)調(diào)制</p><p>　　figure(1);subplot(4,2,2);plot(tiaoz);grid on;</p><p>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('2PSK調(diào)制信號(hào)');</p><p>　　figure(

18、2);subplot(4,2,1);plot(abs(fft(cp)));</p><p>　　axis([0 200*length(g) 0 400]);title('原始信號(hào)頻譜');</p><p>　　figure(2);subplot(4,2,2);plot(abs(fft(tiaoz)));</p><p>　　axis([0 200*l

19、ength(g) 0 400]);title('2PSK信號(hào)頻譜');</p><p>　　%帶有高斯白噪聲的信道</p><p>　　tz=awgn(tiaoz,10);%信號(hào)tiaoz中加入白噪聲，信噪比為10</p><p>　　figure(1);subplot(4,2,3);plot(tz);grid on</p><p

20、>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('通過高斯白噪聲信道后的信號(hào)');</p><p>　　figure(2);subplot(4,2,3);plot(abs(fft(tz)));</p><p>　　axis([0 200*length(g) 0 400]);title('加入白噪聲的2PSK信號(hào)頻譜');&l

21、t;/p><p>　　jiet=2*mod1.*tz;%同步解調(diào)</p><p>　　figure(1);subplot(4,2,4);plot(jiet);grid on</p><p>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('相乘后信號(hào)波形')</p><p>　　figure(2);sub

22、plot(4,2,4);plot(abs(fft(jiet)));</p><p>　　axis([0 200*length(g) 0 400]);title('相乘后信號(hào)頻譜');</p><p><b>　　%低通濾波器</b></p><p>　　fp=500;fs=700;rp=3;rs=20;fn=11025;<

23、/p><p>　　ws=fs/(fn/2); wp=fp/(fn/2); %計(jì)算歸一化角頻率</p><p>　　[n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs); %計(jì)算階數(shù)和截止頻率</p><p>　　[b,a]=butter(n,wn);%計(jì)算H(z）</p><p>　　figure(4);f

24、reqz(b,a,1000,11025);subplot(2,1,1);</p><p>　　axis([0 4000 -100 3 ])</p><p>　　title('LPF幅頻相頻圖');</p><p>　　jt=filter(b,a,jiet);</p><p>　　figure(1);subplot(4,2,5)

25、;plot(jt);grid on</p><p>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('經(jīng)低通濾波器后信號(hào)波形')</p><p>　　figure(2);subplot(4,2,5);plot(abs(fft(jt)));</p><p>　　axis([0 200*length(g) 0 400]);tit

26、le('經(jīng)低通濾波器后信號(hào)頻譜');</p><p><b>　　%抽樣判決</b></p><p>　　for m=1:200*length(g);</p><p>　　if jt(m)<0; </p><p>　　jt(m)=1; </p><p>　　els

27、e jt(m)>=0;</p><p>　　jt(m)=0; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　figure(1);subplot(4,2,6);plot(jt);grid on</p>

28、<p>　　axis([0 200*length(g) -2 2]);title('經(jīng)抽樣判決后信號(hào)s^(t)波形')</p><p>　　figure(2);subplot(4,2,6);plot(abs(fft(jt)));</p><p>　　axis([0 200*length(g) 0 400]);title('經(jīng)抽樣判決后信號(hào)頻譜')