8PSK调制解调技术的设计与仿真解析Word文档格式.docx

1、 狭义信道：用来传输电（光）信号,介于发送设备和接收设备之间的传输媒介； 广义信道：凡信号经过的路径就称之为信道。按所传输信号的形式，可分为调制信道和编码信道（是数字信道）。【注】如无特殊说明，通信领域中提起信道，应理解为广义信道。 发送方调制器的输出端到接收方解调器的输入端，称为调制信道，分为恒参信道和随参信道； 恒参信道：信道传递函数与时间t无关的信道，如有线电缆、光纤、微波等；随参信道：信道传递函数与时间t有关的信道，如短波电离层反射、超短波流星余迹散射等； 发送方编码器的输出端到接收方译码器的输入端，称为编码信道；分为无记忆信道和有记忆信道； 无记忆信道：若每个输出的符号只取决于当前的

2、输入符号，而与前后其他的输入符号无关时，称为无记忆信道。（即前后码元的接收概率不存在关联性，概率是统计独立的。） 有记忆信道：若前后码元的接收概率存在关联性，则称为有记忆的编码信道。 1.2信道分类 信道可按不同的方式进行分类： 按用途分：电话信道、电视信道等； 按传输的信号分：模拟信道、数字信道； 按传输媒介分：有线信道、无线信道； 按传输信号频谱分：基带信道、载波信道；按使用方式分：专用信道、公共信道。就总体而言，信道应看作一个线性系统，满足线性叠加原理。信号在信道中传输，存在衰耗和时延，信道中总是存在噪声，信号在实际信道中传输，将会产生失真，任何信道都有一定的频率带宽，信道不可能传送功率

3、无限大的信号。2. 8PSK的原理2.1基本原理 在八相调相中，把载波相位的一个周期0-2等分成8种相位，已调波相邻相位之差为2/8=/4。二进制信码的三比码组成一个八进制码元，并与一个已调波的相位对应。所以在调制时必须将二进制的基带串行码流经过串/并变换，变为三比特码元，然后进行调相。三比特码元的组合不同，对应的已调波的相位就不同。8PSK信号可用正交调制法产生，方法如图2.1所示。输入的二进制信息序列经串/并变换后，分为三路并行序列BAC，每一组并行的BAC称为三比特码元。每路的码元速率是输入数据速率的1/3。A和C送入同相支路的2/4电平变换器，输出的电平幅度值为ak;B和C送入正交支路

4、的2/4电平变换器，输出的电平幅度值为bk。将ak和bk这两个幅度不同而相互正交的矢量合成后就能得到8PSK信号。在图2.1中，A用于决定同相支路信号的极性（A为“1”码时，ak为正；A为“0”码时，ak为负）。B用于决定正交支路信号的极性（B为“1”码时，bk为正；B为“0”码时，bk为负）。C则用于确定同相支路和正交支路信号的幅度（C为“1”码时，|ak|bk|；C为“0”码时，|ak|0 %对得到的电平进行判决rs=rs ones（1,50）;elseif itrs=rs ones（1,50） ;elseif qtsb3=rpsk1.*cos（f*t-pi/4）;b3=cumtrapz（

5、sb3）*dt;b3=b3（end）;sb4=rpsk1.*sin（f*t-pi/4）;b4=cumtrapz（sb4）*dt;b4=b4（end）;b5=abs（b3+b4）; %得到b3的电平并判决if b5图3.3 8PSK解调输出图3.4 比较图形 3.4 高斯噪声、眼图直接调用MATLAB的函数RANDN产生均值为0，方差为1的加性高斯随机噪声，眼图用MATLAB系统的函数EYEDIAGRAM对加入噪声的已调信号进行眼图观察。误码统计中，对每一次加入噪声后解调输出的二进制序列与输入的二进制序列进行对比，计算解调后的误码数及其比率。EsNodb=2:0.5:12; %设置信噪比范围 E

6、s=1;No=10.（-EsNodb/10）;sigma=sqrt（No/2）; %噪声功率，其值随信噪比而变error=zeros（1,length（EsNodb）; %错误计数sdata=zeros（1,length（EsNodb）; %进行比较判决抽样值的总的计数for i=1:length（EsNodb） error（i）=0; sdata（i）=0; while error（i）1000 %误码数1000 d=ceil（rand（1,10000）*8）; %产生信源10000个,返回大于或者等于指定表达式的最小整数 s=sqrt（Es）*exp（j*2*pi/8*（d-1）; %复基

7、带形式 r=s+sigma（i）*（randn（1,length（d）+j*randn（1,length（d）; for m = 1 : 8 rd（m,:） = abs（r-sqrt（Es）*exp（j*2*pi/8*（m-1）; %rd有m行，每行对应r与m的差值，8*10000的二维数组 for m=1:length（s） dd（m）=find（rd（:,m）=min（rd（:,m）; %找到rd的m列中最小的值的行序号（与之相对的判决电平值）， %dd（m）即为接收到的m值，find（）函数返回的是行号 if dd（m）=d（m） %与发送的m相比,进行误码计数 error（i）=err

8、or（i）+1; sdata（i）=sdata（i）+10000; end pe=error./sdata; %仿真得的误码率figure（5）;semilogy（EsNodb,pe,b*:）;hold on;axis（2,12,10（-2）,100）;grid onxlabel（Es/No（db）ylabel（误码率legend（仿真结果%绘眼图tt=0:150-1; %显示1个码元周期内的眼图figure（6）; for k=1:9 eyeprsk=rpsk（k*150:（k+1）*150-1）; % rpsk为接收到的8PSK信号 drawnow plot（tt,eyeprsk）;axi

9、s（0 40 -5 5）;图3.5 误码率分析从图中可以看出，此调制解调在没有加入噪声的情况下没有误码率，没有延迟，误码率为0，符合要求，性能良好。眼图模块采用simulink仿真，模块连接如下图：图3.6 眼图模块连接图仿真结果如3.7图和3.8图：3.7 未加高斯白噪声的眼图图3.8加入高斯白噪声的眼图由上图可知，眼图越模糊，眼睛越闭合，则说明噪声越强，反之，则说明噪声强度弱，也能说明信道性能更优良。4. 总结在通信和信息传输系统、工业自动化或电子工程技术中，调制和解调应用最为广泛。本设计研究了8PSK的调制和解调原理，以及利用MATLAB对其调制和解调进行了编程和编译仿真，得到的结论和理

10、论上是一致的。简单而且快捷。同时利用MATLAB中的8PSK的通信系统进行了仿真研究了其传输的特性，及传输中噪声对系统的影响。而调制和解调的基本原理是利用信号与系统的频域分析和傅里叶变换的基本性质，将信号的频谱进行搬移，使之满足一定需要，从而完成信号的传输或处理。调制与解调又分模拟和数字两种，在现代通信中，调制器的载波信号几乎都是正弦信号，数字基带信号通过调制器改变正弦载波信号的幅度、频率或相位，产生幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）、频率键控（FSK）信号，或同时改变正弦载波信号的几个参数，产生复合调制信号。本课程设计主要介绍基于Matlab对8PSK进制的调制仿真实现.本研究具有可对比性，对比2PSK和4PSK的通信原理和星座图可发现其中的不同点，但是频谱图近似相同。通信中信道的信噪比设置越大信噪传输越理想，与理论上是相符合的。2PSK和4PSK的传输系统也具有对比性，本研究在文中列出了仿真过程中每个元件的仿真参数的设置。比较其中不同点我们发现其中参数基本相似。也说明了他们的传输原理基本相同，都利用了相位的不同表示了不同的码元传输。通过这次课程设计，培养了我综合运用所学知识,发现、提