通信课程设计模版 .doc

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1、成 绩 评 定 表学生姓名边江朋班级学号专 业电子信息工程课程设计题目数字调制2PSK的实现评语组长签字：成绩日期 2013 年 月 日课程设计任务书学 院信息科学与工程专 业电子信息工程学生姓名边江朋班级学号 课程设计题目 数字调制2PSK的实现实践教学要求与任务:利用MATLAB/Simulink进行编程和仿真，仿真的内容可以是关于信源、信源编码、模拟调制、数字调制、多元调制、差错控制、多址技术、信道仿真及具体通信电路的仿真实现。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:2013年 03月4 日 选题目查阅资料2013年 03月5 日 编写软件源程序或建立仿

2、真模块图2013年 03月6 日 调试程序或仿真模型2013年 03月7 日 性能分析及验收2013年 03月9 日 撰写课程设计报告、答辩指导教师： 2013年 月 日专业负责人：2013年 月 日学院教学副院长：2013年 月 日 摘 要在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个技术重点。本文将着重讨论模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能，并在MATLAB软件平台上仿真实现几种常见的数字调制方式。最常用最重要的数字调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。2ask、2fsk、2psk和2dpsk等调制就是数字调制的几个典型实例；2psk就是数字带通调制中被广泛采用的

3、一种。在数字带通调制系统中，文中将以2psk调制与解调为说明对象，从原理等方面进行分析阐述并进行仿真分析；，利用MATLAB对数字调制系统进行仿真，将结合MATALB模块和Simulink工具箱的实现，并对仿真结果进行分析，从而更深入地掌握数字调制系统的相关知识。关键词: MATLAB 2psk 调制解调 仿真 目 录1 课程设计目的12 课程设计要求13 相关知识14 matlab简介 45 simulink的模型建立和仿真 .66参数设置与仿真 .77 参考文献.14 1.课程设计目的（1）通过利用matlab simulink，熟悉matlab simulink仿真工具（2）培养独立开展

4、科研的能力和编程能力。（3）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉2psk的调制与解调。（4）掌握MATLAB软件的使用。（5）更好的了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题，查阅资料，巩固知识，创新等各方面能力。2.课程设计要求（1）掌握2psk调制与解调的相关知识、概念清晰，明了。（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。（4）按照要求撰写课程设计报告。3. 相关知识 调制在通信系统中具有重要作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多任务的已调信号，而且它对系统的传

5、输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，是正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为1时，是载波反相；当数字信息为0时，载波相位不变。如下图所示 从图中可以看出，2psk信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的。2psk波形相位是相对于载波相位而言的。因此，画2psk波形时必须先把载波画好，然后根据数字信息与载波相位的对应关系，画出2psk波形下面介绍产生2psk信号的部件，即2psk调制器。由以上分析可知，2psk可以采用相乘器来实

6、现，框图如下电平交换器 二进制信息S(t) S(t) 已调信号2PSK ACost 电平变换器的作用是将输入的数字信息变成双极性全占空数字基带信号，需注意的是相同的数字信息可以变换成两种极性相反的全占空数字基带信号，至于采用哪一种完全由调制规则决定，如 1 0 1 1 0 0 1S(t) t S(t) 1 0 1 1 0 0 1 t（a） 采用“1”变“0”不变，（b）采用0”变”1“不变。本次课程设计采用“1”变“0”不变的准则。 双极性码型变换乘法器 S（t） 不归零 Cost 开关电路Cost 0 180移相 由于2psk信号的频谱中无载波分量，所以2psk信号的解调只有相干解调（极性比

7、较法）。2psk解调框图如下：取样判决器低通滤波器带通滤波器 + b d e g c f Cost 位定时 上图说明此2psk解调器在无噪声情况下能对2psk信号正确解调。（b）是受到的2psk；（c）是本地载波提取电路提取的同频同相载波信号；（d）是接受2psk信号与本地载波相乘得到的波形示意图，此波形经过低通滤波器滤波后得到低通信号（c），抽样判决器在位定时信号（f）的控制下对（c）波形抽样，再与门限进行比较，作出相应的判决得到恢复信息（g）。需要注意的是判决规则应与调制规则一致。本次采用“1”变“0”不变的调制规则，所以解调规则也为“1”变“0”不变的规则。即抽样值大于门限判为“0”，当

8、抽样值小于门限值时判为“1”。但在实际通信系统中往往存在噪声，噪声会对判决值产生影响，即会产生误码率，一般假设信道的噪声为高斯白噪声。4.MATLAB 简介4.1 基本功能MATLAB是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。 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

9、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。4.2 MATLAB 特点此高级语言可用于技术计算 此开发环境可对代码、文件和数据进行管理 交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题 二维和三维图形函数可用于可视化数据 各种工具可用于构建自定义的图形用户界面 4.3 MATLAB系列工具优势（1）友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中

10、许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。 （2）简单易用的程序语言MATLAB一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面

11、向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C语言基础上的，因此语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。 （3）强大的科学计算机数据处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计

12、算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。 4.4 SIMULINK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

13、像你用手和纸来画一样容易。而所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl檔进行存取），进而进行仿真与分析。SIMILINK 模块库按功能进行分类，包括以下8类子库： Continuous（连续模块），Discrete（离散模块），Function&Tables（函数和平台模块），Math（数学模块），Nonlinear（非线性模块），Signals&Systems（信号和系统模块），Sinks（接收器模块）

14、，Sources（输入源模块）。 5.simulink模型的建立 2PSK调制与解调模型图 6.参数设置与仿真6.1 参数设置建立好模型之后就要设置系统参数以达到系统的最佳仿真正弦载波参数设置：正弦波：4hz，幅度+2设置依据：载波频率本来应该很高，但是为了波形观察方便，故频率设为4hz与载波反相正弦波参数设置：正弦波：4hz，幅度-2设置依据：载波频率本来应该很高，但是为了波形观察方便，故频率设为4hz；又要求与载波反相，故幅度设为-2Bernoulli Random Binary Generator是基于采样的，其幅度设置为2，周期为3，占空比为2/3码型变化器参数设置：参数设置依据：当二

15、进制序列大于0时，输出第一路信号；当二进制序列小于0时，输出第二路信号。低通滤波器参数设置：截止频率为1hz设置依据：二进制序列的带宽为1hz，故取1hz。带通滤波器参数设置：带通滤波器参数：带通范围为27hz设置依据：载波频率为4hz，而基带信号带宽为1hz，考虑到滤波器的边沿缓慢，故设置为27hz。取样判决器参数设置：取样判决器参数设置：门限值取为0.5，取样时间为1设置依据：当大于0.5时输出0，当小于0.5时输出1，能达到在1变0不变的取样规则下正确解码的目的6.2波形仿真图调制部分解调部分不同信噪比下的误码率信噪比设为50此时误码率为：当信噪比设为10时此时误码率为：由此可见，随着信噪比的降低，误码率是急剧上升的。7.参考文献1 徐明远，邵玉斌，MATLAB仿真在通信与电子信息工程中的应用，西安电子科技大学出版社，2005.62 樊昌信，曹丽娜，通信原理 第六版，国防工业出版社，2011.8 3 刘莲青，黄一平，数字通信技术。北京 机械工业出版社。2009