【文章內(nèi)容簡介】 Ep=(Ep*(ii1)+P)/ii。end init figure(9)subplot(3,1,1)plot(t,init,39。m39。)grid on axis([0,T/10,])set(gca,39。XTick39。,[0:1:T/10])xlabel(39。t(Tb)39。)ylabel(39。s(t)39。)title(‘原始序列’)subplot(3,1,2)plot(t,hdb,39。b39。)grid on axis([0,T/10,])set(gca,39。XTick39。,[0:1:T/10])xlabel(39。t(Tb)39。)ylabel(39。s(t)39。)title(‘HDB3編碼序列’)subplot(3,1,3)aa=30+10*log10(Ep+eps)。plot(f,aa,39。r39。)grid on axis([5,5,50,50])xlabel(39。f(Rb)39。)ylabel(39。Ps(f)39。)title(‘HDB3碼功率譜密度’)第二篇：通信原理課程設(shè)計(jì)_(基于MATLAB的_2PSK_2DPSK仿真)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目 基于Matlab的相移鍵控仿真設(shè)計(jì)專 業(yè) 電子信息工程學(xué)生姓名 曾凡文學(xué) 號 20121206江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 二 0 一五 年 六 月基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真摘要：現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好，作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制技術(shù)一直是研究的一個(gè)重要方向。本設(shè)計(jì)主要敘述了數(shù)字信號的調(diào)制方式，介紹了2PSK數(shù)字調(diào)制方式的基本原理，功率譜密度，并運(yùn)用MATLAB軟件對數(shù)字調(diào)制方式2PSK進(jìn)行了編程仿真實(shí)現(xiàn),在MATLAB平臺上建立2PSK和2DPSK調(diào)制技術(shù)的仿真模型。進(jìn)一步學(xué)習(xí)了MATLAB編程軟件，將MATLAB與通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制知識聯(lián)系起來，為以后在通信領(lǐng)域?qū)W習(xí)和研究打下了基礎(chǔ)在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)用MATLAB軟件來實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號調(diào)制技術(shù)的仿真。課程設(shè)計(jì)目的：通過課程設(shè)計(jì)，鞏固已學(xué)過的*****知識，加深對其理解和應(yīng)用，學(xué)會應(yīng)用Matlab Simulink工具對通信系統(tǒng)仿真。關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)制與解調(diào)；MATLAB；2PSK；2DPSK；江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第1章 基本工作原理 2PSK原理 2PSK基本原理二進(jìn)制移相鍵控，簡記為2PSK或BPSK。2PSK信號碼元的“0”和“1”分別用兩個(gè)不同的初始相位“0”和“p”來表示，2PSK信號的時(shí)域表達(dá)式為:(t)=Acos其中，表示第n個(gè)符號的絕對相位：t+)=因此，上式可以改寫為:這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式,稱為二進(jìn)制移相鍵控方式。二進(jìn)制移相鍵控信號的典型時(shí)間波形如圖11。10011tTs江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖11 二進(jìn)制相移鍵控信號的時(shí)間波形 2PSK調(diào)制原理在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號。2PSK信號調(diào)制有兩種方法，即模擬調(diào)制法和鍵控法。通常用已調(diào)信180176。分別表示信號的 1 和 兩個(gè)反相的載制。2PSK以載號載波的 0176。和 二進(jìn)制數(shù)字基帶0，模擬調(diào)制法用波信號進(jìn)行調(diào)波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的，當(dāng)基帶信號為0時(shí)相位相對于初始相位為0176。，當(dāng)基帶信號為1時(shí)相對于初始相位為180176。鍵控法，是用載二進(jìn)制信息的調(diào)制和180176。來分別代表達(dá)式為：波的相位來攜帶方式。通常用0176。表0和1。其時(shí)域233。249。e2PSK=234。229。ang(tnTs)coswct235。n其中，2PSK的調(diào)制中an必須為雙極性碼。兩種方法原理圖分別如圖12和圖13所示。圖12 模擬調(diào)制原理圖江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖 13 鍵控法原理圖帶通濾波器ae2PSK(t)相乘器c低通濾波器d抽樣判決器定時(shí)脈沖e輸出coswct 2PSK解調(diào)原理b由于2PSK的幅度是恒定的，必須進(jìn)行相干解調(diào)。經(jīng)過帶通濾波的信號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。2PSK信號的相干解調(diào)原理圖如圖14所示，各點(diǎn)的波形如圖15所示。由于2PSK信號的載波回復(fù)過程中存在著180176。的相位模糊，即恢復(fù)的本地載波與所需相干載波可能相同，也可能相反，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的基帶信號正好相反，即“1”變成“0”嗎“0”變成“1”，判決器輸出數(shù)字信號全部出錯(cuò)。這種現(xiàn)象稱為2PSK方式的“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”。圖 14 2PSK的相干解調(diào)原理圖江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告edb10011atTstctt10011t圖 15 相干解調(diào)中各點(diǎn)波形圖 2DPSK原理 2DPSK基本原理二進(jìn)制差分相移鍵控常簡稱為二相相對調(diào)相，記為2DPSK。它不是利用載波相位的絕對數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數(shù)字信息。所謂相對載波相位是只本碼元初相與前一碼元初相之差。傳輸系統(tǒng)中要保證信息的有效傳輸就必須要有較高的傳輸速率和很低的誤碼率。在傳輸信號中，2PSK信號和2ASK及2FSK信號相比，具有較好的誤碼率性能，但是，在2PSK信號傳輸系統(tǒng)中存在相位不確定性，并將造成接收碼元“0”和“1”的顛倒，產(chǎn)生誤碼。為了保證2PSK的優(yōu)點(diǎn)，又不會產(chǎn)生誤碼，將2PSK體制改進(jìn)為二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK），及相對相移鍵控。2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對相位值去表示數(shù)字信息的一種方式?，F(xiàn)假設(shè)用Φ表示本碼元初相與前一碼元初相之差，并規(guī)定：Φ＝0表示0碼，Φ＝π表示1碼。則數(shù)字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關(guān)系可舉例表示如2PSK信號是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調(diào)，它的時(shí)域波形圖見圖16。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖16 2DPSK信號波形圖(a)絕對碼(b)相對碼10參考100011011(c) 2DPSK調(diào)制原理二進(jìn)制差分相移鍵控。2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Dj，可定義一種數(shù)字信息與Dj之間的關(guān)系為：236。0（數(shù)字信息“0”）Dj=237。238。p（數(shù)字信息“1 j為前一碼元的相位。實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制差分相移鍵控的最常用的方法是：先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，然后對變換出的差分碼進(jìn)行絕對調(diào)相即可。2DPSK調(diào)制原理圖如圖17所示。絕對碼Dn相對碼BnCnS2dpsk(t)+延時(shí)Ts波形變換Coswc(t)圖17 2DPSK調(diào)制原理框圖 2DPSK解調(diào)原理2DPSK信號解調(diào)有相干解調(diào)方式和差分相干解調(diào)。用差分相干解調(diào)這種方法解調(diào)時(shí)不需要恢復(fù)本地載波，只要將DPSK信號精確地延遲一個(gè)碼元時(shí)間間隔，然后與DPSK信號相乘，相乘的結(jié)果就反映了前后碼元的相對相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波后直接抽樣判決即可恢復(fù)出原始的數(shù)字信息，而不需要在進(jìn)行差分解碼。第二章 設(shè)計(jì)系統(tǒng)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 兩種解調(diào)方式的原理框圖如圖18和圖19所示。圖 18 2DPSK差分相干解調(diào)原理框圖圖 19 2DPSK相干解調(diào)原理框圖相干解調(diào)碼變換法及相干解調(diào)法的解調(diào)原理是，先對2DPSK信號進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生180176。相位模糊，解調(diào)出的相對碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊的問題。本次設(shè)計(jì)采用相干解調(diào)。 如附錄1江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告第三章 Matlab仿真圖31圖32江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2DPSK如圖3圖34和圖35所示圖33圖34江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖35 例如“倒π”現(xiàn)象對于相同的數(shù)字信號基帶序列，由于初始相位不同，2DPSK信號的相位并不直接代表基帶信號，而前后碼元相對相位的差才唯一決定信號的符號。2PSK信號載波恢復(fù)過程中，存在著180176。的相位模糊即恢復(fù)的本地載波與與所需的想干載波可能同相也可能反相，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出來的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反，即“1”變成“0”，“0”變成“1”，判決器輸出的數(shù)字信號全部出錯(cuò), 這種現(xiàn)象稱為2PSK的“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”。本地載波與發(fā)送端載波反向時(shí)，2PSK的解調(diào)波形與2DPSK完全相反、DPSK的誤碼率誤碼率是指接收的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例，即：誤碼率錯(cuò)誤碼元數(shù)傳輸總碼元數(shù) PSK相干解調(diào)：誤碼率（r/2）DPSK相干解調(diào)：誤碼率 DPSK差分非相干解調(diào)：誤碼率1/2e^(r)r為信噪比。誤碼率是衡量一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。在信道高斯白噪聲的干擾下，各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率取決于解調(diào)器輸入信噪比，而誤碼率表達(dá)式的形式則取決于解調(diào)方式。對于所有的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)誤碼率與信噪比的關(guān)系的圖表來看，所有的曲線呈減函數(shù)的下降曲線，即隨著信噪比的增大，誤碼率降低。橫向比較來看，對于同一種調(diào)制方式，當(dāng)信噪比相同時(shí)，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于非相干解調(diào)方式的誤碼率；縱向比較來看，對2PSK,2DPSK兩種調(diào)制方式若采用同一種解調(diào)方式江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（相干解調(diào)或非相干解調(diào)），則2PSK的誤碼率最低，2DSPK的誤碼率次之。當(dāng)信噪比一定時(shí)，誤碼率由低到高依次是：2PSK的相干解調(diào)，2DPSK的相干解調(diào)，2DPSK的差分解的非相干調(diào)。附錄1 2PSK調(diào)制解調(diào)程序及注釋： clear all close all i=10。j=5000。fc=。%載波頻率 fm=i/5。%碼元速率 B=2*fm。t=linspace(0,5,j)。a=round(rand(1,i))。%隨機(jī)序列,基帶信號 figure(3)。stem(a)。st1=t。for n=1:10 if a(n)st2=t。for k=1:j。if st1(k)=1。st2(k)=0。else江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 st2(k)=1。end end。subplot(412)。plot(t,st2)。title(39。基帶信號反碼st239。)。axis([0,5,1,2])。st3=st1st2。subplot(413)。plot(t,st3)。title(39。雙極性基帶信號st339。)。axis([0,5,2,2])。s1=sin(2*pi*fc*t)。subplot(414)。plot(s1)。title(39。載波信號s139。)。e_psk=st3.*s1。figure(2)。subplot(511)。plot(t,e_psk)。title(39。e_2psk39。)。noise=rand(1,j)。psk=e_psk+noise。%加入噪聲 subplot(512)。plot(t,psk)。title(39。加噪后波形39。)。psk=psk.*s1。%與載波相乘 subplot(513)。plot(t,psk)。title(39。與載波s1相乘后波形39。)。[f,af] = T2F(t,psk)。%通過低通濾波器 [t,psk] = lpf(f,af,B)。subplot(514)。plot(t,psk)。title(39。低通濾波后波形39。)。for m=0:i1。if psk(1,m*500+250)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 end end subplot(515)。plot(t,psk)。axis([0,5,1,2])。title(39。抽樣判決后波形39。)2DPSK調(diào)制解調(diào)程序及注釋: clear all close all i=10。j=5000。fc=。%載波頻率 fm=i/5。%碼元速率 B=2*fm。t=linspace(0,5,j)。a=round(rand(1,i))。figure(4)。stem(a)。st1=t。for n=1:10 if a(n)=1。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 if b(n1)=1 b(n)=0。else b(n)=1。end else b(n)=b(n1)。end end st1=t。for n=1:10 if b(n)=1。st2(k)=0。else st2(k)=1。end end。subplot(324)。plot(t,st2)。title(39。相對碼反碼st239。)。axis([0,5,1,2])。s1=sin(2*pi*fc*t)。subplot(325)。plot(s1)。title(39。載波信號s139。)。s2=sin(2*pi*fc*t+pi)。subplot(326)。plot(s2)。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 title(39。載波信號s239。)。d1=st1.*s1。d2=st2.*s2。figure(2)。subplot(411)。plot(t,d1)。title(39。st1*s139。)。subplot(412)。plot(t,d2)。title(39。st2*s239。)。e_dpsk=d1+d2。subplot(413)。plot(t,e_dpsk)。title(39。調(diào)制后波形39。)。noise=rand(1,j)。dpsk=e_dpsk+noise。%加入噪聲 subplot(414)。plot(t,dpsk)。title(39。加噪聲后信號39。)。dpsk=dpsk.*s1。%與載波s1相乘 figure(3)。subplot(411)。plot(t,dpsk)。title(39。與載波相乘后波形39。)。[f,af]=T2F(t,dpsk)。%通過低通濾波器 [t,dpsk]=lpf(f,af,B)。subplot(412)。plot(t,dpsk)。title(39。低通濾波后波形39。)。st=zeros(1,i)。%全零矩陣 for m=0:i1。if dpsk(1,m*500+250)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 plot(