基于MATLABGUI的Costas环性能演示软件实现学士学位论文Word文件下载.docx

基于MATLABGUI的Costas环性能演示软件实现学士学位论文Word文件下载.docx

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电子信息工程

申请学位类别：

工学学士

指导教师姓名（职称）：

论文提交日期：

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

签名：

日期：

年月日

关于论文使用授权的说明

本学位论文作者完全了解成都信息工程学院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

本人授权成都信息工程学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）

日期：

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

日期：

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

日期：

导师签名：

摘要

Costas环是用来解调双边带抑制载波信号的，也是二相或四相移相键控信号解调的专用环路，如果使用码反转调制，则它是一种最好的选择方案，科斯塔斯的工作频率就是载波频率。

Costas环路作为一种通用的BPSK载波恢复方法，其实质是一个负反馈电路，从而决定了它具有使本地载波的相位或频率与信号载波保持一致的能力。

Costas环有许多优良的特性，如：

载波跟踪特性、调制跟踪特性等，但是传统模拟Costas环路因为存在同相支路和正交支路不平衡性及不可避免的零点漂移，均使环路的性能受到影响，同时模拟的Costas环路调试困难，而采用全数字的实现方式可以很好地解决以上问题。

本文采取了两种方式来实现Costas环载波的跟踪，一是直接采用Matlab软件编程，通过手动改写参数的值来观察载波的跟踪情况，另一种方法是在MatlabGUI图形用户界面中进行仿真，通过拖动实信号频率和信噪比的拖动条来观察载波跟踪情况。

通过两种方式的比较，图形结果一致，达到了实验的预期结果和目的。

关键词：

MATLABGUI；

Costas环；

载波跟踪

PerformancePresentationSoftwareForCostasLoopBasedOnMatlabGUI

Abstract

CostasloopistheexclusivelooptodecodeBSB（BotheSide-band）inhibitioncarriersignalsandPSK（PhaseShiftingKeying）signalsliketwo-phaseorfour-phaseones.Itwillbeabestchoiceifcodesaredemodulatedinreverse,becauseCostasloopworksincarrierfrequency.AsauniversalwaytoregainBPSKcarrierwaves,Costasloopissubstantiallyadegenerativecircuit,enableittoreconcilethelocalcarrierwaves’phaseorfrequencywithcarriersignal.Ithasmanygoodpropertiessuchascarriertracking,demodulationtracking,etc.However,thereexistsun-balancebetweeninphasecircuitbranchesandorthogonalonesaswellasunavoidablezerodriftintraditionalanalogCostasloop,sothatthosepropertiesareaffected.Meanwhile,itisdifficultforanalogCostaslooptodemodulate,whilethedigitalCostasloopcanfigureouttheaboveproblemsbetter.

ThistextadoptstwowaystorealizethetrackingofcarrierwareforCostasloop.ThefirstmethodistoprogramwiththesoftwaresystemofMatlab,byalteringthevalueofparametertoobservethesituationwhichthetrackingofcarrierware.AnalternativemethodistosimulateduringtheMatlabGUI,bydrivingthevalueofrealsignalfrequencyandsnrtoobservethesituationwhichthetrackingofcarrierware.Finally,comparewiththetwoways,thegraphresultsareconsistent.So,theresearchachivetheexpectedresultandobjective.

Keywords:

MATLAB;

Costasloop；

CarrierTracking

目录

1引言1

1.1背景和意义1

1.2本课题研究的意义1

1.3扩频技术的现状2

1.4论文结构安排2

2扩频通信3

2.1扩频通信技术3

2.2扩频通信原理3

2.2.1锁相环解调原理5

2.2.2载波同步6

2.3Costas锁相环7

3GUI图形界面10

3.1图形用户界面（GUI）的优势10

3.2GUI界面简述10

3.2.1GUI的特点11

3.3图形用户界面（GUI）设计11

3.3.1GUI设计原理11

3.3.2图形用户界面设计窗口11

4基于MATLBGUI的Costas环性能演示14

4.1基本思路14

5效果图及分析14

5.1Costas环性能分析14

5.1.1信噪比系数影响15

5.1.2实际信号频率参数影响16

5.2GUI的Costas环的设计窗口18

6结论20

参考文献22

致谢23

附录24

1引言

1.1背景和意义

所谓扩展频谱技术（简称扩频技术）一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。

为了扩展发射信号的频谱，可能使用不同技术对所传的信息进行处理，从而产生了不同的扩频调制类型。

Costas不仅能提取载波，而且能解调信息，用相乘器实现了非线性作用，使用了正交两路的误差信息，工作频率是载波频率本身，当频率较高时易于实现，是直接提取载波的一种，发端不专门发送导频，效率比较高。

扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。

扩频技术具有抗干扰能力强、保密性好、易于丝线多址通信等优点，因此该技术越来越受到人们的重视。

近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理技术的飞速发展，以及一些新兴元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而且正在迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技术之一。

为了适应市场的发展和需要，例如移动通信、卫星通信的迅速发展和通信设备的进一步向便捷化、多功能化、全数字化和高集成化及器件组合化、功能集成化的发展进程，扩频技术也得到了很大的重视，因为它也是实现借条信号重要因素。

因此，发展扩频技术是当前十分热门的研究课题，具有很大的发展潜力，也具有十分重要的研究意义。

Costas能提取载波，用相乘器实现了非线性作用，使用了正交两路的误差信息，工作频率是载波频率本身，当频率较高时易于实现，是直接提取载波的一种，发送端不专门发送导频，效率比较高。

1.2本课题研究的意义

随着对扩频通信制备和物理特性等研究的深入,扩频技术不进在军事、天线测量中应用广泛，而且在医学领域中也得到了非常广泛的重视，科斯塔斯环解调是扩频技术中的重要组成部分。

同样，科斯塔斯环也存在相位含糊问题，初看来这种方法中没有二分频器，似乎没有含糊的问题，但仔细分析起来同样存在相位含糊的问题。

1.3扩频技术的现状

频谱扩展的方式主要有以下几种：

直序扩频（DSSS）使用高速伪随机码对要传输的低速数据进行扩频调制；

跳频系统则利用伪随机码控制载波频率在一个更宽的频带内变化；

跳时则是数据的传输时隙是伪随机的；

线性调频系统中的频率扩展则是一个线性变化的过程。

几种方式组合的混合系统也经常得到应用。

衡量扩频系统最重要的一个指标就是扩频增益，又称为处理增益。

正是因为扩频系统本身具有的特征使其性能具有一系列的优势：

①低截获概率；

②抗干扰能力强；

③高精度测距；

④多址接