基于MATLAB的BPSK調(diào)制仿真及性能分析

1、*實(shí)踐教學(xué)* 蘭州理工大學(xué)計算機(jī)與通信學(xué)院2015年春季學(xué)期 通信系統(tǒng)仿真訓(xùn)練 課程設(shè)計 題 目：基于MATLAB的BPSK調(diào)制仿真及性能分析 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 成 績： 摘要 BPSK是在21世紀(jì)的現(xiàn)階段，數(shù)字通信系統(tǒng)是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主流，在社會生活各個方面占據(jù)重要地位，調(diào)制與解調(diào)是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，它大大提高了信號的傳輸性能和安全性。BPSK作為數(shù)字通信系統(tǒng)中的一種簡單、基礎(chǔ)的調(diào)制解調(diào)方法，抗干擾能力強(qiáng)，容易仿真實(shí)現(xiàn)。在了解并掌握了BPSK調(diào)制與解調(diào)原理后，學(xué)習(xí)MATLAB仿真軟件的使用方法。本次課程設(shè)計為基于MATLAB的BPSK調(diào)制仿真。本次課設(shè)著重介紹了算

2、法的實(shí)現(xiàn)，并采用MATLAB程序仿真測試了BPSK過程中單極性不歸零編碼、脈沖成形、PSK調(diào)制、信號通過AWGN信道、載波恢復(fù)、解調(diào)、解碼等過程。關(guān)鍵詞：BPSK、調(diào)制解調(diào)、MATLAB仿真、數(shù)字通信系統(tǒng)目錄前言3一、BPSK原理41.1 MPSK的介紹41.1.1 MPSK的介紹41.2 BPSK 簡介51.2.1 BPSK的概念及分類51.3 BPSK信號的產(chǎn)生51.4 BPSK調(diào)制51.4.1 調(diào)制的概念51.4.2 調(diào)制的種類61.4.3 調(diào)制的作用61.4.4 調(diào)制方式61.4.5 BPSK的調(diào)制原理71.5 BPSK的解調(diào)81.6 高斯噪聲81.6.1 高斯白噪聲8二、設(shè)計思路9三

3、、設(shè)計仿真及分析103.1 設(shè)計仿真103.2 結(jié)果總體分析13總結(jié)14參考文獻(xiàn)15致謝16前言數(shù)字通信系統(tǒng)使用的最基本的就是PSK，實(shí)際上由于交調(diào)的存在，大都使用PSK，由于電波主要在自由空間傳播，信道參數(shù)比較穩(wěn)定，信道的主要干擾是高斯白噪聲，因而可視為恒參信道。理論分析指出，在恒參信道中，采用PSK的誤碼率最低，更有效地利用衛(wèi)星頻帶，在接收機(jī)噪聲的作用下，PSK的誤碼率最低。因而在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。特別是高數(shù)數(shù)據(jù)傳輸中FSK是一種很重演的調(diào)制方式。因此本課程設(shè)計嘗試對PSK中常用的BPSK的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行通信系統(tǒng)仿真訓(xùn)練的設(shè)計實(shí)踐。本次課程設(shè)計為基于MATLAB的BPSK調(diào)制仿真及性能分

4、析。本次課設(shè)著重介紹了算法的實(shí)現(xiàn)，并采用MATLAB程序仿真測試了BPSK過程中單極性不歸零編碼、脈沖成形、PSK調(diào)制、信號通過AWGN信道、載波恢復(fù)、解調(diào)、解碼等過程。本設(shè)計要求采用Matlab實(shí)現(xiàn)對BPSK通信系統(tǒng)的蒙特卡羅仿真并且繪制相關(guān)的圖形，此題比較難做涉及到的方面很多，對BPSK及蒙特卡羅仿算法很不了解查閱了很多資料然而涉及的有較少，但查資料當(dāng)中學(xué)到了很多不知道的東西，加深了對PSK的了解。以二進(jìn)制調(diào)相為例，取碼元為"1"時，調(diào)制后載波與未調(diào)載波同相；取碼元為"0"時，調(diào)制后載波與未調(diào)載波反相；"1"和"0&qu

5、ot;時調(diào)制后載波相位差180°。就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號的方法比較，只是對s(t)要求不同，因此BPSK信號可以看作是雙極性基帶信號作用下的DSB調(diào)幅信號。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號均可。本設(shè)計分析BPSK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)，并用BPSK軟件仿真調(diào)制系統(tǒng)，最后建立蒙特卡洛仿真模型，統(tǒng)計系統(tǒng)誤碼率。該題目概括了MATLAB技術(shù)、通信系統(tǒng)原理等課程的主要知識點(diǎn)，通過該設(shè)計能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合設(shè)計能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)。一、BPSK原理 1.1 MPSK的介紹 1.1

6、.1 MPSK的介紹MPSK即多進(jìn)制相移鍵控，又稱為多相制。這種鍵控方式是多進(jìn)制鍵控的主要方式。在M進(jìn)制的相移鍵控信號，用M個相位不同的載波分別代表M個不同的符號。如果載波有2n個相位，它可以代表n 位二進(jìn)制碼元的的不同組合的碼組。多進(jìn)制相移鍵控也分為多進(jìn)制絕對相移鍵控和多進(jìn)制相對相移鍵控。在MPSK信號中，載波相位 有M種可能取值，n=2n/M(n=1,2,M-1)。因此MPSK信號可表示為S(t) = cos(0t+n) = cos (0t+2n/M) 若載波頻率是基帶信號速率的整數(shù)倍，則上式可改寫為 S(t)=g(t-nTs)cos(0t+n)=cos0tcosn g(t-nTs) -s

7、in0tsinn g(t-nT) 式中g(shù)(t)是高度為1、寬度為Ts的門函數(shù)；Ts為M進(jìn)制碼元的持續(xù)時間。亦即k(k=log2M)比特二進(jìn)制碼元的持續(xù)時間；n為第N個碼元對應(yīng)的相位，共有 M個不同的取值。上式表明，MPSK信號可等效為兩個正交載波的MASK信號之和。所以，MPSK信號的帶寬和MASK信號的帶寬相同。因此，MPSK系統(tǒng)是一種高效率的信息傳輸方式。但是，當(dāng)M的取值增加時，載波間的相位差也隨之減少，這就使它的抗噪聲性能變差。數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖2.1所示。信源編碼信道編碼數(shù)字調(diào)制數(shù)字解調(diào)信道譯碼信源譯碼收信者信道噪聲源信息源圖1.1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.2 BPSK 簡介1.2.

8、1 BPSK的概念及分類 BPSK (Binary Phase Shift Keying)，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值的轉(zhuǎn)換方式之一，利用偏離相位的復(fù)數(shù)波浪組合來表現(xiàn)信息鍵控移相方式。BPSK使用了基準(zhǔn)的正弦波和相位反轉(zhuǎn)的波浪，使一方為0，另一方為1，從而可以同時傳送接受2值(1比特)的信息。移相鍵控分為絕對移相和相對移相兩種。以未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的相位調(diào)制叫作絕對移相。以二進(jìn)制調(diào)相為例，取碼元為“1”時，調(diào)制后載波與未調(diào)載波同相；取碼元為“0”時，調(diào)制后載波與未調(diào)載波反相；“1”和“0”時調(diào)制后載波相位差180°。1.3 BPSK信號的產(chǎn)生就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號的方法

9、比較，只是對s(t)要求不同，因此BPSK信號可以看作是雙極性基帶信號作用下的DSB調(diào)幅信號。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號均可。BPSK信號屬于DSB信號，它的解調(diào)，不再能采用包絡(luò)檢測的方法，只能進(jìn)行相干解調(diào)。BPSK信號相干解調(diào)的過程實(shí)際上是輸入已調(diào)信號與本地載波信號進(jìn)行極性比較的過程，故常稱為極性比較法解調(diào)。由于BPSK信號實(shí)際上是以一個固定初相的未調(diào)載波為參考的，因此，解調(diào)時必須有與此同頻同相的同步載波。如果同步載波的相位發(fā)生變化，如0相位變?yōu)橄辔换蛳辔蛔優(yōu)?相位，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生

10、“0”變“1”或“1”變“0”，從而造成錯誤的恢復(fù)。這種因?yàn)楸镜貐⒖驾d波倒相，而在接收端發(fā)生錯誤恢復(fù)的現(xiàn)象稱為“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。絕對移相的主要缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生相位模糊，造成反向工作。這也是它實(shí)際應(yīng)用較少的主要原因。1.4 BPSK調(diào)制1.4.1 調(diào)制的概念 調(diào)制（modulation)就是對信號源的信息進(jìn)行處理加到載波上，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程，就是使載波隨信號而改變的技術(shù)。一般來說，信號源的信息（也稱為信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號?；鶐盘柾荒茏鳛閭鬏斝盘枺虼吮仨毎鸦鶐盘栟D(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸。這個信號

11、叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制信號。調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載體信號的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化來實(shí)現(xiàn)的。而解調(diào)則是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者（也稱為信宿）處理和理解的過程。 1.4.2 調(diào)制的種類調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制(如對非相干光調(diào)制)等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。此外還有一些變異的調(diào)制，

12、如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方式有不同的特點(diǎn)和性能。1.4.3 調(diào)制的作用 調(diào)制在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊?，調(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。1.4.4 調(diào)制方式在通信中，我們常常采用的調(diào)制方式有以下幾種： 1、模擬調(diào)制：用連續(xù)變化的信號去調(diào)制一個高頻正弦波，主要有： 1) 幅度調(diào)制（調(diào)幅AM、雙邊帶DSB、單邊帶SSB、殘留邊帶VSB以及獨(dú)立邊帶IS

13、B）； 2) 角度調(diào)制（調(diào)頻FM，調(diào)相PM）兩種。因?yàn)橄辔坏淖兓示褪穷l率，所以調(diào)相波和調(diào)頻波是密切相關(guān)的； 2、數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號（已調(diào)信號）的過稱成為數(shù)字調(diào)制，主要有：1) 振幅鍵控ASK； 2) 頻率鍵控FSK； 3) 相位鍵控PSK；3、脈沖調(diào)制：用脈沖序列作為載波，主要有：1) 脈沖幅度調(diào)制（PAM：Pulse Amplitude Modulation）。2) 脈寬調(diào)制（PDM：Pulse Duration Modulation）。3) 脈位調(diào)制（PPM：Pulse Position Modulation）。1.4.5 BPSK的調(diào)制原

14、理二進(jìn)制移相鍵控是用二進(jìn)制數(shù)字信號0和1去控制載波的兩個相位0和的方法。在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進(jìn)制1和0。因此，2PSK信號的時域表達(dá)式為： 式中，jn表示第n個符號的絕對相位： 因此，上式可以改寫為 由于兩種碼元的波形相同，極性相反，故BPSK信號可以表述為一個雙極性全占空矩形脈沖序列與一個正弦載波的相乘： 式中 這里s(t)為雙極性全占空(非歸零)矩形脈沖序列，g(t)是脈寬為Ts的單個矩形脈沖，而an的統(tǒng)計特性： 圖1.4.5 BPSK信號的波形示例1.5 BPSK的解調(diào)BPSK信號的解調(diào)方法是相干解調(diào)法。由于PSK信號本身就是利用相位傳遞信息的，所以在接收端必須利用

15、信號的相位信息采用相干解調(diào)法來解調(diào)信號。給出了一種2PSK信號相干接收設(shè)備的原理框圖。圖中經(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，再進(jìn)行抽樣判決，判決器是按極性進(jìn)行判決，得到最終的二進(jìn)制信息。具體波形如下圖：圖1.5 BPSK各點(diǎn)時間波形1.6 高斯噪聲1.6.1 高斯白噪聲高斯白噪聲：如果一個噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。所謂高斯白噪聲中的高斯是指概率分布是正態(tài)函數(shù)，而白噪聲是指它的二階矩不相關(guān)，一階矩為常數(shù)，是指先后信號在時間上的相關(guān)性。這是考查一個信號的兩個不同方面的問題

16、。二、設(shè)計思路 2.1系統(tǒng)總體設(shè)計總體的系統(tǒng)設(shè)計方案如圖2.1.1所示：產(chǎn)生數(shù)字基帶信號BPSK調(diào)制加入高斯白噪聲BPSK解調(diào)計算誤碼率圖2.1.1 系統(tǒng)方案圖BPSK(Binary Phase Shift Keying)是二進(jìn)制相移鍵控，它是一種相位調(diào)制算法。相位調(diào)制（調(diào)相）是頻率調(diào)制（調(diào)頻）的一種演變，載波的相位被調(diào)整用于把數(shù)字信息的比特編碼到每一詞相位改變（相移）。 數(shù)字帶通傳輸中一般利用數(shù)字信號的離散取值特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控分別可以獲得振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。就總體而言，信道應(yīng)看作一個線性系統(tǒng)，

17、滿足線性疊加原理。信號在信道中傳輸，存在衰耗和時延，信道中總是存在噪聲，信號在實(shí)際信道中傳輸，將會產(chǎn)生失真，任何信道都有一定的頻率帶寬，信道不可能傳送功率無限大的信號。三、設(shè)計仿真及分析 3.1 設(shè)計仿真 3.1.1 仿真框圖在發(fā)送端，通過隨機(jī)函數(shù)隨即產(chǎn)生十比特二進(jìn)制比特序列。然后把這十比特序列在頻率fc=4000HZ的載波上進(jìn)行傳輸，并且采樣頻率fs=8000HZ。經(jīng)過調(diào)制后，調(diào)制信號就可以在信道上傳輸。但是在實(shí)際的信道中傳輸時，會疊加很多噪聲，因此，程序模擬在實(shí)際信道上傳輸，產(chǎn)生噪聲，疊加到已調(diào)信號上。在接收端，通過相干解調(diào)的方法，把接收到的疊加有噪聲的信號進(jìn)行解調(diào)，但是解調(diào)后的信號還不是

18、最先發(fā)送的二進(jìn)制比特流，需要對解調(diào)得到的信號進(jìn)行抽樣判決，才能得到發(fā)送的二進(jìn)制比特流，即發(fā)送信號。軟件的仿真流程圖如圖所示。信道產(chǎn)生隨機(jī)基帶信號調(diào)制解調(diào)抽樣判決碼元再生高斯白噪聲 圖基于MATLAB的BPSK調(diào)制解調(diào)仿真框圖3.1.2 仿真結(jié)果及分析基帶信號、BPSK調(diào)制信號以及載波信號幅值:圖3.1.2基帶、載波、調(diào)制信號幅值圖加入加性高斯白噪聲后的BPSK信號如下圖所示： 圖3.1.3 加入加性高斯白噪聲后的BPSK信號由上圖可知信號在加入高斯白噪聲時，信號質(zhì)量明顯變差，會造成信號判決時誤碼率急劇增加，而信道的噪聲功率固定不變，因此在傳輸信號時，應(yīng)增加信號功率，來提高信息的傳輸效率。解調(diào)以

19、后出來的波形如圖3.1.4所示：圖3.1.4 加躁后解調(diào)信號經(jīng)過低通濾波器信號波形：圖 與恢復(fù)載波相乘后的信號 蒙特卡洛分析實(shí)際誤碼率及理論誤碼率仿真圖如下圖所示： 圖 蒙特卡洛分析誤碼率圖碼元為10000個的時候，蒙特卡洛仿真統(tǒng)計圖如圖5.6，從上圖可以看出實(shí)際誤碼率要比理論誤碼率大得多，是由于理論誤碼率考慮到的影響因素僅僅是主要因素，而各種外界干擾及溫度等都沒有考慮。當(dāng)信噪比為6db的時候仿真結(jié)果和實(shí)際結(jié)果有較大誤差。3.2 結(jié)果總體分析 BPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲能力較強(qiáng)。但是，在操作中發(fā)現(xiàn)Matlab仿真系統(tǒng)運(yùn)行時響應(yīng)時間很長，需要計算機(jī)運(yùn)行很長時間才能完成仿真運(yùn)算過程。經(jīng)過小組成員

20、的分析，我們認(rèn)為，除了算法導(dǎo)致了系統(tǒng)運(yùn)算量大以外，BPSK系統(tǒng)本身的信號傳輸效率也不高，這也印證了通信原理教材中提到的BPSK系統(tǒng)的特點(diǎn)，即抗噪聲干擾能力強(qiáng)，但數(shù)據(jù)傳輸效率低下。信道噪聲對系統(tǒng)性能的主要影響是在接收信號中引入了比特差錯。在二進(jìn)制系統(tǒng)中,比特差錯率表現(xiàn)為將符號1誤認(rèn)為0,或?qū)⒎?誤認(rèn)為符號1。很明顯比特差錯的頻率越高,接收機(jī)的輸出信號與原始信息之間的差異就越大。在存在信道噪聲的情況下,可以用平均符號差錯概率來衡量二進(jìn)制信息傳輸?shù)谋普娑取Ｆ骄柌铄e概率的定義為,接收機(jī)輸出的重構(gòu)符號與所傳輸?shù)亩M(jìn)制不相同的平均概率。在原始二進(jìn)制波形中的所有比特均具有相同重要性的條件下,平均符號差

21、錯概率又稱為誤比特率(BER)。但是,在重構(gòu)原始消息信號的模擬波形時,不同的符號差錯可能需要區(qū)別對待。例如碼字(表示消息信號的量化抽樣值) 中重要的比特發(fā)生的錯誤要比不重要的比特發(fā)生的錯誤有害得多?？偨Y(jié) 通過本次設(shè)計，讓我能夠?qū)⒄n本的知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，更全面的了解書本的知識，此外，課程設(shè)計僅靠課本知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，通過仿真實(shí)踐補(bǔ)充了大量的課外知識。同時對BPSK調(diào)制解調(diào)的工作原理有了更加深刻的理解，在設(shè)計之前，通過圖書館、上網(wǎng)瀏覽并收集了很多的相關(guān)材料，但當(dāng)進(jìn)行設(shè)計時，卻也遇到了很多的問題，讓我體會到了設(shè)計的要求在于系統(tǒng)性、可行性、準(zhǔn)確性，很多問題的出現(xiàn)給我們的設(shè)計帶來了難度，也同時是一次

22、巨大的挑戰(zhàn)，最終，在老師和同學(xué)的幫助下，克服了種種困難，順利的完成了本次通信系統(tǒng)仿真訓(xùn)練的課程設(shè)計，在此，首先要感謝學(xué)校安排此次課程設(shè)計，讓我有機(jī)會對本次課程設(shè)計能夠深入了解和設(shè)計，再次感謝老師細(xì)心地指導(dǎo)，還有同組同學(xué)的相互溝通和幫助，使我完成了本次通信系統(tǒng)仿真課程設(shè)計，讓我學(xué)到了許多課本里學(xué)不到的知識。在課程設(shè)計過程中查閱了大量的有關(guān)BPSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計的書籍，鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本里沒學(xué)過的知識。通信原理是通信專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，通過該門課程的學(xué)習(xí)，使我們掌握確定信號調(diào)制解調(diào)原理的特性，信號的傳輸?shù)奶匦?，確定信號的發(fā)送與接收的基本方法以及某些典型系統(tǒng)引出的一些重

23、要的基本概念。 本設(shè)計要求采用Matlab實(shí)現(xiàn)對BPSK通信系統(tǒng)的蒙特卡羅仿真并且繪制相關(guān)的圖形，此題比較難做涉及到的方面很多，對BPSK及蒙特卡羅仿算法很不了解查閱了很多資料然而涉及的有較少，但查資料當(dāng)中學(xué)到了很多不知道的東西，加深了對PSK的了解。 完成這次課程設(shè)計讓我收獲頗多，不但進(jìn)一步掌握了通信原理這一核心課程的知識及一門專業(yè)仿真軟件的基本操作，而且還提高了自己的設(shè)計能力及分析問題能力。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的必要性，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正做到學(xué)以致用。 參考文獻(xiàn)1 曹志剛等編，現(xiàn)代通信原理M，清華

24、大學(xué)出版社，20082 程佩青. 數(shù)字信號處理教程M.清華大學(xué)出版社3 劉衛(wèi)國. MATLAB程序設(shè)計教程M.中國水利水電出版社4 桑林，郝建軍，劉丹，數(shù)字通信M.北京郵電大學(xué)出版社，2002 5 苗云長等主編，現(xiàn)代通信原理及應(yīng)用M。電子工業(yè)出版社，2005 6 吳偉鈴，龐沁華，通信原理M，北京郵電大學(xué)出版社，20057 張圣勤，MATLAB7.0實(shí)用教程M，機(jī)器工業(yè)出版社，20068 邵玉斌，Matlab/Simulink通信原理建模與仿真實(shí)例分析M，清華大學(xué)出版社，2008 9樊昌信，通信原理(第6版) M.北京:國防工業(yè)出版社.2001致謝通過本次計算機(jī)通信課程設(shè)計，讓我在除了課本的知識

25、之外的知識有了更好的理解，對8PSK調(diào)制解調(diào)的工作原理有了更好的理解，在設(shè)計之前，收集了很多的材料，但當(dāng)真正深入設(shè)計時，卻也遇到了諸多的問題，讓我體會到了設(shè)計的要求在于系統(tǒng)性，可行性，準(zhǔn)確性，諸多問題的出現(xiàn)給我們的設(shè)計帶來了難度，也同時是更大的一次挑戰(zhàn)，最終，在老師以及同學(xué)的幫助下，克服了種種困難，順利的完成了本次通信仿真訓(xùn)練的課程設(shè)計，在此，首先要感謝學(xué)校安排此次課程設(shè)計，讓我有機(jī)會對本次課程設(shè)計能夠深入理解和設(shè)計，再次感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)和改正，還有同組同學(xué)的相互團(tuán)結(jié)和幫助，使我完成了本次計算機(jī)通信課程設(shè)計，使我在求學(xué)的道路上有了更多方面知識的獲得。設(shè)計過程中查閱了大量的有關(guān)PSK調(diào)制解調(diào)設(shè)

26、計的書籍，鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的必要性，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。再次感謝學(xué)校，感謝老師，感謝同學(xué)。附錄clear allclose allclcnum=10; %碼元個數(shù)tnum=200;%碼元長度N=num*tnum;%10個碼元整體長度a=randint(1,num,2); %產(chǎn)生1行num列的矩陣，矩陣內(nèi)0和1隨機(jī)出現(xiàn)fc=0.25; %載波頻率為0.5t=0:0.05:9.99;

27、%t從0到9.99，間隔為0.05s=;c=;for i=1:num %i從1到10循環(huán) if(a(i)=0) A=zeros(1,tnum); %i=0時，產(chǎn)生一個碼元長度為tnum（200）的0碼元 else A=ones(1,tnum); %i=1時，產(chǎn)生一個碼元長度為tnum（200）的1碼元 end s=s A; %s為隨機(jī)基帶信號 cs=sin(2*pi*fc*t); c=c cs; %c為載波信號end%采用模擬調(diào)制方法得到調(diào)制信號s_NRZ=;for i=1:num %i從1到num（10）循環(huán) if(a(i)=0) A=ones(1,tnum); %i=0時，產(chǎn)生一個碼元長度

28、為tnum（200）的1碼元 else A=-1*ones(1,tnum); %i非0時，產(chǎn)生一個碼元長度為tnum（200）的-1碼元 end s_NRZ=s_NRZ,A; %s_NRZ為雙極性非歸零碼ende=s_NRZ.*c; %e為BPSK調(diào)制信號figure(1); %圖1subplot(3,2,1); %圖1分為3×2部分的第一部分plot(s); %作s（基帶信號）的波形圖grid on;axis(0 N -2 2); %橫軸長度為0到N，縱軸范圍為-2到+2xlabel('基帶信號s(t)'); %x軸的注釋ylabel('基帶信號幅值'

29、;); %y軸的注釋subplot(323);plot(c);grid on;axis(0 N -2 2);xlabel('BPSK載波信號');ylabel('BPSK載波信號幅值'); %作c（BPSK載波信號）的波形圖subplot(325);plot(e);grid on;axis(0 N -2 2);xlabel('BPSK調(diào)制信號');ylabel('BPSK調(diào)制信號幅值'); %作e（BPSK調(diào)制信號）的波形圖%信號的頻譜Fs=200; %采樣頻率n=length(s); %基帶信號長度f=0:Fs/n:Fs-Fs/

30、n-Fs/2; %修正頻率f的范圍S=fft(s); %基帶信號s的快速傅里葉變換E=fft(e); %基帶信號e的快速傅里葉變換C=fft(c); %基帶信號c的快速傅里葉變換subplot(322);plot(f,abs(fftshift(S); %基帶信號的頻譜title('基帶信號頻譜');xlabel('f/hz');ylabel('S(w)'); grid on;subplot(324);plot(f,abs(fftshift(C); %載波信號的頻譜title('載波信號頻譜');xlabel('f/hz&#

31、39;);ylabel('C(w)'); grid on;subplot(326);plot(f,abs(fftshift(E); %調(diào)制信號的頻譜title('調(diào)制信號頻譜');xlabel('f/hz');ylabel('E(w)'); grid on;%加高斯噪聲am=0.7; %輸入信號經(jīng)信道后振幅由1衰減為0.7SNR=5; %輸入信噪比snr=10(SNR/10);N0=(am*am)/2/snr; %計算噪聲功率N0_db=10*log10(N0); %將噪聲功率轉(zhuǎn)換為dBWni=wgn(1,N,N0_db); %

32、產(chǎn)生1行N列的高斯噪聲yi=e+ni; %BSK已調(diào)信號中加入白噪聲，輸入信噪比為SNRfigure(2);subplot(2,1,1);plot(yi);grid on;xlabel('加入高斯白噪聲的已調(diào)信號yi(t)');%帶通濾波器b1,a1 = BUTTER(3,2*pi*0.0001,2*pi*0.01); %計算帶通濾波器的H(z)系數(shù)y=filter(b1,a1,yi); %對信號yi進(jìn)行濾波，得到信號yfigure(2);subplot(2,1,2);plot(y);grid on;xlabel('經(jīng)帶通濾波器后信號');%與恢復(fù)載波相乘x1=

33、2*c.*y;figure(3);subplot(2,1,1);plot(x1);grid onxlabel('與恢復(fù)載波相乘后的信號x1(t)');%低通濾波器b2,a2=butter(2,0.005); %計算H(z)系數(shù) ，頻率為(1/200)x=filter(b2,a2,x1); %對信號x1濾波，得到信號xfigure(3);subplot(2,1,2);plot(x);grid onaxis(0 N -2 2);xlabel('經(jīng)低通濾波器后信號波形')%抽樣判決x=fun_panjue(x);%調(diào)用函數(shù)，進(jìn)行抽樣判決figure(4);subplot(2,1,1);plot(x);grid on;xlabel('加噪后解調(diào)信號x(t)');axis(0 N -2 2);%消除延遲x=fun_yanc(x); %調(diào)用函數(shù)，進(jìn)行消除延遲figure(4);subplot(2,1,2);plot(x);grid on;xlabel('加噪后去掉延遲的解調(diào)信號x(t)