【正文】 nce of the system [Key words] TLAB。 2DPSK。通信技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，以微電子、通信和計(jì)算機(jī)為代表的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展引起了社會(huì)經(jīng)濟(jì)乃至人們生活方式的深刻變化。由于數(shù)字信號(hào)傳輸一般為二進(jìn)制碼，所以可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。時(shí)分復(fù)用是將傳輸時(shí)間劃分為若干個(gè)互不重疊的時(shí)隙，互相獨(dú)立的多路信號(hào)順序地占用各自合路成為一個(gè)復(fù)用信號(hào)，在信道中傳輸，接受端則按相同的規(guī)律將其分開。用示波器對(duì)調(diào)制前與解調(diào)后的波形進(jìn)行比較，并加入頻譜分析模塊，分析調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化，再分別加入高斯噪聲、瑞利噪聲、萊斯噪聲，并分析系統(tǒng)接受信號(hào)的性能。用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化 。最后 根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能。掌握通信原理課程的知識(shí)可使學(xué)生打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，可提高處理通信系統(tǒng)問題能力和素質(zhì)。 課程設(shè)計(jì)的要求 要求能夠熟練地用 matlab 語言編寫基本的通信系統(tǒng)的的應(yīng)用程序，進(jìn)行模擬調(diào)制系統(tǒng)，數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)與仿真。模擬調(diào)制 出 調(diào)制信號(hào)，載波，已調(diào)信號(hào)、解調(diào)信號(hào)的波形 。使學(xué)生能比較扎實(shí)地掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，掌握數(shù)字通信系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備的分析、開發(fā)等基本技能，受到必要工程訓(xùn)練和初步的科學(xué)研究方法和實(shí)踐訓(xùn)練，增強(qiáng)分析和解決問題的能力，了解本通信專業(yè)的新發(fā)展。它將 數(shù)值分析 、 矩陣計(jì)算 、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非 線性 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的 建模 和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效 數(shù)值計(jì)算 的眾多科學(xué) 領(lǐng)域 提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺 脫了傳統(tǒng)非交互式 程序設(shè)計(jì)語言 （如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 Simulink 可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持 多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。 Simulik 是 MATLAB 軟件的擴(kuò)展，它與 MATLAB 語言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是基于 Windows 的模型化圖形輸入，其結(jié)果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建，而非語言的編程上。 6 6 2 基本原理 Simulink 工作環(huán)境 （ 1）模型庫 在 MATLAB 命令窗口輸入“ simulink”并回車，就可進(jìn)入 Simulink 模型庫 單擊工具欄上的 按鈕也可進(jìn)入 Simulik 模塊庫按功能進(jìn)行分為以下 8 類子庫： Continuous（連續(xù)模塊） Discrete（離散模塊） Functionamp。Systems（信號(hào)和系統(tǒng)模塊） Sinks（接收器模塊） Sources（輸入源模塊）用戶可以根據(jù)需要混合使用歌庫中的模塊來組合系統(tǒng)，也可以封裝自己的模塊，自定義模塊庫、從而實(shí)現(xiàn)全圖形化仿真。 圖 21 Simulink 工具箱 （ 2）設(shè)計(jì)仿真模型 在 MATLAB 子窗口或 Simulink 模型庫的菜單欄依次選擇“ File” | “ New” | “ Model”，即可生成空白仿真模型窗口 。命令行方式：輸入“ sim”啟動(dòng)仿真進(jìn)程 比較這兩種不同的運(yùn)行方式：菜單方式的優(yōu)點(diǎn)在于交互性，通過設(shè)置示波器或顯示模塊即可在仿真過程中觀察輸出信號(hào)。 2． 2DPSK 調(diào)制與解調(diào) 二進(jìn)制差分相移鍵控常簡(jiǎn)稱為二相相對(duì)調(diào)相，記為 2DPSK。所謂相對(duì)載波相位是只本碼元初相與前一碼元初相之差。例如， 假設(shè)相位值用相位偏移△φ表示（△φ定義為本碼元初相與前一碼元初相只差），并設(shè) △φ =π →數(shù)字信息 1 △φ =0→數(shù)字信息 0 則數(shù)字信息序列與 2DPSK 信號(hào)的碼 元相位關(guān)系可舉例表示如如下： 數(shù)字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 2DPSK 信號(hào)相位： 0 0 0 π 0 π π π 0 0 π 或 π π π 0 π 0 0 0 π π 0 畫出的 2PSK 及 DPSK 信號(hào)的波形如圖 21所示。 2DPSK 產(chǎn)生的原理框圖如圖 22所示 [1]，圖（ a）為模擬調(diào)制法，圖（ b）為鍵控法。因此 2DPSK 信號(hào)的功率譜密度和 2PSK 信號(hào)的功率譜密度是完全一樣的。本課程設(shè)計(jì)采用相干解調(diào)法，圖 23 為相干解調(diào)法，解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點(diǎn)時(shí)間波形如圖 23（ a）和（ b）所示 [2]。在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生 180o 相位模糊，解調(diào)出的相對(duì)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(duì)碼不會(huì)發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊的問題。調(diào)制電路的主要模塊是碼型變換模塊，它主要是完成絕對(duì)碼波形轉(zhuǎn)換為相對(duì)碼波形，在實(shí)際的仿真中要先經(jīng)過 差分編碼， 再進(jìn)行 極性雙變換， 得到的信號(hào)與載波一起通過 相乘器 ，就完成了調(diào)制過程。 在 DPSK 調(diào)制中，載 波頻率應(yīng)比基帶信號(hào)的頻率大，故將載波的頻率參數(shù)設(shè)置為2020*pi，抽樣時(shí)間為 0，其參數(shù)圖如圖 32 所示。 11 11 圖 32 載波參數(shù)設(shè)置 圖 33 基帶信號(hào)參數(shù)設(shè)置 在單極性到雙極性變換中， Mary number 設(shè)置為 2，極性為 positive，如圖 34所示。 2DPSK 相干解調(diào)原理是：對(duì) 2DPSK 信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)， 恢復(fù)出相對(duì)碼，再通過碼反變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。帶通濾波器參數(shù)設(shè)置如圖 39 所示。抽樣判決器的參數(shù)設(shè)置如圖 311 所示， 15 15 圖 39 帶通濾波器 參數(shù)設(shè)置 圖 310 低通濾波器 參數(shù)設(shè)置 16 16 圖 311 抽樣判決 器 參數(shù)設(shè)置 2DPSK 解調(diào)電路仿真波形如圖 312 所示 圖 312 2DPSK 解調(diào)電路仿真波形 誤碼率模塊參數(shù)設(shè)置如圖 313所示： 17 17 圖 313 誤碼率計(jì)算模塊設(shè)置 圖 314 誤碼顯示模塊 由圖 314 得 誤碼率為 DPSK調(diào)制電路頻譜分析 調(diào)制頻譜 分析電路圖如圖 315所示 18 18 圖 315 調(diào)制頻譜分析電路圖 將頻譜分析模塊加入電路中，兩個(gè)模塊 ZeroOrder Hold、 Spectrum Scope 參數(shù)設(shè)置分別如圖 31 317所示。 圖 318基帶信號(hào)頻譜分析圖 20 20 圖 319 PSK 調(diào)制電路輸出端頻譜分析 圖 DPSK 解調(diào)電路頻譜分析 解調(diào)頻譜分析電路圖如圖 320所示 圖 320 解調(diào)頻譜分析電路圖 將頻譜分析模塊（其參數(shù)設(shè)置同調(diào)制電路相同）加入到解調(diào)電路輸入端，其頻譜如圖 322 所示，加入到經(jīng) 2DPSK 解調(diào)后的信號(hào)處，其頻譜如圖 323所示。 a 信道中加入高斯噪聲電路圖如圖 323 所示 22 22 圖 323 加入高斯噪聲后的 2DPSK 調(diào)制解調(diào)電路 高斯噪聲發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如圖 324所示 圖 324 高斯噪聲發(fā)生器參數(shù)設(shè)置 加入高斯噪聲后的仿真波形如圖 325 所示 23 23 圖 325 加入高斯噪聲后的 2DPSK 仿真波形 由圖 326 得誤碼率為 根據(jù)上面波形可知高斯噪聲對(duì)信道產(chǎn)生了一定的影響，小部分產(chǎn)生了譯碼錯(cuò)誤。 25 25 由圖 327 得誤碼率為 c 信道中加入萊斯噪聲的電路圖如圖 331 所示 圖 331 加萊斯噪聲的調(diào)制解調(diào)仿真電路圖 萊斯噪聲發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如圖 332所示 26 26 圖 332 萊斯噪聲發(fā)生器參數(shù)設(shè)置 加入萊斯噪聲后的仿真波形如圖 333 所示 圖 333加入萊斯噪聲后的 2DPSK 仿真波形 根據(jù)上面波形可知萊斯噪聲對(duì)信道產(chǎn)生了一定的影響，小部分產(chǎn)生了譯碼錯(cuò)誤 。 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 運(yùn)行后結(jié)果 28 28 5 仿真電路分析與總結(jié) 出現(xiàn)的問題 （ 1）示波器的圖像出現(xiàn)不完整。 解決方法 （ 1）在示波器圖中修改 data history 中的 limit data points to last 參數(shù)，將其改大，再運(yùn)行 simulink，即可從示波器中觀察到準(zhǔn)確圖形。將基帶信號(hào)與解調(diào)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)信號(hào)經(jīng)傳輸后有 2 個(gè)單位的延遲，故將誤碼率計(jì)算模塊中 Receive delay 中應(yīng)設(shè)置為 2，再次運(yùn)行 simulink，誤碼率顯示模塊中顯示誤碼率為零。 計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 下面我對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。不管通過哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來以備后用。第三，有了研究方向，就該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。 本次課程設(shè)計(jì)主要涉及到了通信原理和 MATLAB 的相關(guān)知識(shí)與運(yùn)用，主要有基帶信號(hào)的調(diào)制原理及方法、低通和帶通濾波器等等，加深了對(duì)上述相關(guān)知識(shí)的了解，使自己更深刻理解了調(diào)制與解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法，以及基本掌握了 MATLAB 的基本應(yīng)用。 這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我的自身能力有了進(jìn)一步了解。也要對(duì)自己嚴(yán)格要求，不能夠一知半解，要力求明明白白。第二點(diǎn)，我覺得動(dòng)手之前，頭腦里必須清楚應(yīng)該怎么做，這一點(diǎn)是很重要的，所謂三思而后行。還好在同學(xué)和老師的幫組下，給我指出了錯(cuò)誤的原因以及改正的方法，我們組才順利的完成了本次課程設(shè)計(jì)。鍛煉了我們獨(dú)立思考問題、分析問題、解決問題的能力。加強(qiáng)了和別人溝通的能力以及團(tuán)隊(duì)精神，對(duì)我們走向社會(huì)是個(gè)很好的鍛煉。 6 致謝語 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際