通信原理课设Word文档下载推荐.docx
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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:
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：
摘要
在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号，由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字频带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。
实现调试解调的方法有很多种，本文应用了键控法产生调制与解调信号。
数字相位调制又称相移键控记作PSK（PhaseShiftKeying）,二进制相移键控记作2PSK，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信号的，在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控2PSK信号。
键控法，如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。
由于PSK在生活中有着广泛的应用，本论文详细介绍了2PSK波形的产生和仿真过程。
我们可以系统的了解基本原理，以及得到数字调制波形的方法。
利用MATLAB仿真可更好的认识2PSK信号波形的调制过程。
关键词:
数字调制2PSK调制与解调MATLAB仿真
目录
1课程设计目的………………………………………………1
2课程设计要求………………………………………………1
3相关知识……………………………………………………1
4课程设计分析………………………………………………9
5仿真………………………………………………………13
6结果分析……………………………………………………16
7心得体会……………………………………………………17
8参考文献……………………………………………………17
2PSK系统仿真程序设计
1.课程设计目的
（1）加深对二进制相移键控（2PSK）基本理论知识的理解。
（2）培养独立开展科研的能力和编程能力。
（3）掌握用MATLAB实现信号的2PSK调制。
（4）掌握MATLAB软件的使用。
2.课程设计要求
（1）掌握二进制相移键控（2PSK）的相关知识、概念清晰。
（2）掌握MATLAB使用方法，利用软件绘制图像。
（3）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识
3.1二进制数字调制原理
用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换成数字带通信号（已调信号）的过程称为数字调制（digitalmodulation）。
一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。
因此数字调制有两种方法：
①把数字信号看成模拟信号的特殊情况，利用模拟调制的方法去实现数字信号的调制；
②利用数字信号离散取值的特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。
这种方法通常称为键控法，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控，便可获得振幅键控（AmplitudeShiftKeying，ASK）、频移键控（FrequencyShiftKeying，FSK）和相移键控（PhaseShiftKeying，PSK）三种基本数字调制方式。
数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制分为二进制调制和多进制调制。
在二进制调制中，信号参量只有两种可能的取值，这两种取值分别代表二进制信息中的0和1。
3.22PSK基本原理
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。
在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此，2PSK信号的时域表达式为
（t）=Acos
t+
）
其中，
表示第n个符号的绝对相位：
=
因此，上式可以改写为
图2-22PSK信号波形
这种现象通常称为"
倒π"
现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°
的相位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的"
现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.图2-32PSK信号相干解调各点时间波形图2.1是产生2PSK信号的模拟调制法框图；
图2.2是2PSK信号的相干解调法框图。
图2.12PSK调制原理框图
2PSK信号的解调方法是相干解调法。
由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。
下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。
图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，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的。
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如图2-14所示.当恢复的相干载波产生180°
倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.
图2.22PSK信号的解调原理框图
3.3MATLAB简介
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：
（1）数值分析;
（2）数值和符号计算;
（3）工程与科学绘图;
（4）控制系统的设计与仿真;
（5）数字信号处理技术;
（6）通讯系统设计与仿真.
MATLAB特点
（1）此高级语言可用于技术计算
（2）此开发环境可对代码、文件和数据进行管理
（3）交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题
（4）二维和三维图形函数可用于可视化数据
（5）各种工具可用于构建自定义的图形用户界面
MATLAB系列工具优势
（1）友好的工作平台和编程环境
（2）简单易用的程序语言
（3）强大的科学计算机数据处理能力
3.4SIMULINK简介
SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。
在simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型，然后直接进行仿真。
它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。
4.课程设计分析
4.1仿真电路图
熟悉Simulink的工作环境，并建立2PSK调制解调系统。
2PSK调制解调仿真电路图如4-1所示：
4.12PSK调制解调原理图
4.2参数设置
从图4-2到4-8是调制解调的参数设置。
图4.2随机整数发生器
图4.3基带BPSK调制器
图4.4加性高斯白噪声
图4.5频谱仪
图4.6频谱仪
图4.7离散时间星座图仪
图4.8误码率计算
5.仿真
2PSK基于MATLAB的程序代码：
clearall
closeall
fs=2000;
%采样率
dt=1/2000;
%采样时间
T=1;
%码元宽度
f=50;
%信号频率
a=round（rand（1,10））;
%原始数字信号
g1=a;
g2=~a;
%取a的反码
g11=（ones（1,2000））'
*g1;
%进行抽样
g1a=g11（:
）'
;
g21=（ones（1,2000））'
*g2;
g2a=g21（:
t=0:
dt:
10-dt;
t1=length（t）;
psk1=g1a.*cos（2*pi*f*t）;
%码元0用零相位
psk2=g2a.*cos（2*pi*f*t+pi）;
%码元1用pi相位
sig_psk=psk1+psk2;
%产生2psk信号
no=0.01*randn（1,t1）;
%产生噪声
sn=sig_psk+no;
%经过信道后的信号
figure
（1）
subplot（3,1,1）;
plot（t,no）;
title（'
噪声波形'
）;
ylabel（'
幅度'
subplot（3,1,2）;
plot（t,sig_psk）;
psk信号波形'
subplot（3,1,3）;
plot（t,sn）;
经过信道后的信号'
bpf=fir1（101,[48/1000,52/1000]）;
%带通滤波器设置
H=filter（bpf,1,sn）;
%经过带通滤波后的信号
sw=H.*cos（2*pi*f*t）;
%经过乘法器
lpf=fir1（101,[2/1000,52/1000]）;
%低通滤波器设置
st=filter（lpf,1,sw）;
%经过低通滤波器后的信号
figure
（2）
subplot（2,1,1）;
plot（t,sw）;
乘法器输出信号'
subplot（2,1,2）;
plot（t,st）;
低通滤波后输出信号'
%-----------------------------------------------%
%抽样判决
fori=1:
length（t）
if（st（i）>
0）
sig（i）=0;
elsesig（i）=1;
end
end
figure（3）
plot（sig）;
axis（[02000002]）;
抽样判决后的波形'
plot（g1a）;
原始信号'
6.结果分析
通过理论与编程实践，其运行结果如图所示：
图6.1BPSK（二进制移相键控）基带调制信号的星座图
图6.2BPSK（二进制移相键控）基带调制信号的调制频谱图
7.心得体会
一周的基于MATLAB的数字调制信号仿真分析课程设计让我获益颇深。
更加深入的掌握了MATLAB软件的使用，了解了数字调制的基本原理和主要过程，进一步学习了信号的传输的有关内容。
在这一周的时间内我经常往返于图书馆，查阅相关资料，发现自己的知识水平有限，需要学习的东西还有很多很多。
另外，在这次课程设计中，我充分利用了网络资源，终于让其发挥了有用的一面。
设计过程中老师主要锻炼我们的自主能力，我们查阅资料的同时，当遇到不解的时候，老师的不吝指导，我的课程设计才得以在规定的时间内高效完成。
通过这次课程设计，我学会了很多，收获了很多，并且加强了我的自主能力、动手能力和独立思考、团结协作的能力。
英文翻译
8.参考文献
[1]张圣勤.MATLAB7.0实用教材.北京：
机械工业出版社，2006
[2]桑林，郝建军，刘丹谱.数字通信.北京邮电大学出版社，2002
[3]樊昌信，曹丽娜.通信原理.北京国防工业出版社，2008
[4]邓华.Matlab通信仿真及应用实例详解.北京：
人民邮电出版社，2003
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