【正文】 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱： 通信系統(tǒng) 綜合 課程設(shè)計(jì) 報(bào)告題目： 通信系統(tǒng) Matalab 仿真 學(xué)生姓名： 譚干 所在學(xué)院： 信息科學(xué)與工程 專業(yè) 班級(jí) ： 通信 1102 學(xué)生學(xué)號(hào)： 11430821159447 指導(dǎo)教師： 何小年 2021 年 12 月 31 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 報(bào)告題目 通信系統(tǒng) 綜合 課程設(shè)計(jì) 完成時(shí)間 學(xué)生姓名 譚干 專業(yè)班級(jí) 通信工程 指導(dǎo)教師 何小年 職稱 副教授 總體設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要點(diǎn) 通過(guò)工程訓(xùn)練，理解調(diào)制解調(diào)是通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)傳輸與接收的核心技術(shù)之一，掌握現(xiàn)代通信系統(tǒng)中常用的 QPSK、 MQAM、 OFDM 等現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)技術(shù)的原理、實(shí)現(xiàn)過(guò)程、性能分析方法等。 （ 1）調(diào)制解調(diào)原理的仿真。在 Matalab 中建立基于 QPSK、 MQAM 及 OFDM 調(diào)制解調(diào)技術(shù)的通信系統(tǒng)仿真模型，并通過(guò)該模型觀察不同信道條件下發(fā)射端和接收端的星座圖、誤碼性能。 （ 2）無(wú)線調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)。將已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行脈沖成形后加載到無(wú)線通信信道（可在 matlab 中采用理論上的 AWGN、瑞利、萊斯、 NakagamiM 等信道模型進(jìn)行模擬），在接收端進(jìn)行解調(diào)處理，對(duì)信號(hào)頻譜、功率譜，星座圖和誤碼性能等進(jìn)行對(duì)比、分析。 工作內(nèi)容及時(shí)間進(jìn)度安排 第 15 周： 周 1周 3 ：立題、論證方案設(shè)計(jì) 周 4周 5 ：預(yù)答辯 第 16 周： 周 1周 3 ：仿真實(shí)驗(yàn) 7 周 4周 5 ：驗(yàn)收答辯 課程設(shè)計(jì)成果 1．與設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的軟件程序 2．課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告 摘要 正交頻分復(fù)用（ OFDM）是一種多載波寬帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)。相比一般的數(shù)字通信系統(tǒng)，它具有頻帶利用率高和抗多徑干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而適合于高速率的無(wú)線通信系統(tǒng)。正交頻分復(fù)用 OFDM是第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。論文首先簡(jiǎn)要介紹了 OFDM基本原理。在給出 OFDM 系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，用 MATLAB 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真并給出參考設(shè)計(jì)程序。最后給出在不同的信道條件下，對(duì) OFDM 系統(tǒng)誤碼率影響的比較曲線，得出了較理想的結(jié)論，通過(guò)詳細(xì)分析了了技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，用軟件對(duì)傳輸?shù)男阅苓M(jìn)行了仿真模擬并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。 介紹了 OFDM技術(shù)的研究意義和背景及發(fā)展趨勢(shì) ,還有其主要技術(shù)和對(duì)其的仿真 ?具體如下 :首先介紹了 OFDM的歷史背景 ?發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) ?研究意義和研究目的及研究方法和OFDM的基本原理 ?基本模型 ?OFDM的基本傳輸技術(shù)及其應(yīng)用 ,然后介紹了本課題所用的仿真工具軟件 MATLAB,并對(duì)其將仿真的 OFDM 各個(gè)模塊包括信道編碼 ?交織 ?調(diào)制方式 ?快速傅立葉變換及無(wú)線信道進(jìn)行介紹 ,最后是對(duì)于 OFDM的流程框圖進(jìn)行分析和在不影響研究其傳輸性的前提下進(jìn)行簡(jiǎn)化 ,并且對(duì)其仿真出來(lái)的數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行分析理解 ? 關(guān)鍵詞： OFDM、 QPSK、 MQAM、 Matalab 仿真 目錄 一、概述???????????????????????????? 1 二、方案設(shè)計(jì)與論證???????????????????????? 2 1． QPSK 工作原理????? ??????????????????? 2 QPSK 調(diào)制工作原理 QPSK 的相干解調(diào)的基本工作原理 2． QPSK 仿真 ? ???????????????????????? 2 2 . 1. QP SK 的 眼 圖 和 星 座 圖 的 仿 真 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 建立 QPSK 仿真文件 仿真結(jié)果 QPSK 的波形和功率譜密度仿真 建立仿真文件 的誤碼率仿真 建立 simulink 文件 建立程序文件 仿真結(jié)果 三、電路圖 ??? ??????????????????? ????? ? 30 DAC0800 電路 五、結(jié)論與心得??????????????????????????? 6 六、參考文獻(xiàn)?????????????????????????? 6 一、概述 通過(guò) LM556CM 使被測(cè)電容 Cx產(chǎn)生一個(gè) CP 脈沖（閘門信號(hào)），使閘門信號(hào)控制另一個(gè) LM556CM，使其產(chǎn)生與 Cx 相對(duì)應(yīng)的一系列 CP 脈沖。 （小四、宋體、固定行距 20磅） 二、方案設(shè)計(jì)與論證 QPSK 工作原理 QPSK 調(diào)制的工作原理 多相相移鍵控（ MPSK），特別是四相相移鍵控（ QPSK）是目前移動(dòng)通信、微波通信和衛(wèi)星通信中最常用的載波傳輸方式。四相相移鍵控（ QPSK）信號(hào)的正弦載波有 4個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶 2 個(gè)二進(jìn)制符號(hào)，其信號(hào)表達(dá)式為：)c o s ()( ici tAtS ?? ?? i＝ 1， 2， 3， 4 0≤ t≤ Ts Ts 為四進(jìn)制符號(hào)間隔， { i? :i=1,2,3,4}為正弦波載波的相位，有四種可能狀態(tài)。如以下矢量圖所示： 如圖為 QPSK 的相位圖， QPSK 的相位為（－ 3π/4，－ π/4， π/4， 3π/4）。 對(duì)于 QPSK： )s i nc o sc o s( s i n)s i n ()( icicici ttAtAtS ?????? ???? 0≤ t≤ Ts 圖 QPSK 信號(hào)的相位圖 I Q 由于 21cos ??i? 21sin ??i? 所以： )c os)(s i n)((2)( ttQttIAtS cci ?? ?? 21c os)( ??? itI ? 21s i n)( ??? itQ ? QPSK 正交調(diào)制器方框圖如圖所示： 圖 QPSK 正交調(diào)制器方框圖 在 kTs≤ t≤ (k+1) Ts(Ts=2Tb)的區(qū)間， QPSK 產(chǎn)生器的輸出為： ????????????????????????????????11),43c o s (11),4c o s (11),43c o s (11),4c o s ()(1111nncnncnncnncaatAaatAaatAaatAts???????? QPSK 的相干解調(diào)的基本工作原理 QPSK 的相干解調(diào)方框圖如圖所示： 圖 QPSK 的相干解調(diào)方框圖 低通濾波器 判決 低通濾波器 判決 并 串 轉(zhuǎn) 換 sinω ct cosω ct r(t） ) 輸出 串－并變換 載波發(fā)生器 90 度相移 I（ t） Q（ t） cosωct sinωct 基帶信息 已調(diào)信息 當(dāng)調(diào)制信號(hào)為 I＝ 1， Q＝ 1 時(shí)，由調(diào)制原理，調(diào)制輸出信號(hào)為 tttS cci ?? c o ss in)( ?? ，在沒有噪聲和延時(shí)的理想狀態(tài)時(shí)，解調(diào)器的輸入 tttStr cci ?? c o ss in)()( ??? ，則 I 檢測(cè)器的輸出為： ttttttr ccccc ????? s i nc o ss i ns i ns i n)( ?? tttt cccc ???? 2s i n212c os21212s i n21)2c os1(21 ?????? 則 Q 檢測(cè)器的輸出為： ttttttr ccccc ????? c o sc o sc o ss i nc o s)( ?? tttt cccc ???? 2s i n212c os21212s i n21)2c os1(21 ?????? 用截止頻率小于 2 c? 的低通濾波器對(duì) I 檢測(cè)器的輸出濾波后得到 1/2,即為邏輯 1；對(duì) Q檢測(cè)器的輸出濾波后得到 1/2,即為邏輯 1。解調(diào)出來(lái)的 I＝ 1， Q＝ 1，解調(diào)正確。 QPSK 仿真 QPSK 的眼圖和星座圖的仿真 建立 QPSK 仿真文件 仿真結(jié)果 的波形和功率譜密度仿真 建立仿真文件 clear all。 Ts=1。 %基帶信號(hào)周期為 1s，即為 1Hz,輸入信號(hào)周期為 Ts/2=，即 2Hz fc=1。 %載波頻率為 1Hz N_sample=64。 %每載波采樣