2DPSK系統(tǒng)仿真

1、 成 績 評(píng) 定 表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專 業(yè)電子信息工程課程設(shè)計(jì)題目2DPSK系統(tǒng)仿真評(píng)語組長簽字：成績?nèi)掌?2014 年 3月 19日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程專 業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目2DPSK系統(tǒng)仿真實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):利用MATLAB/Simulink進(jìn)行編程和仿真，仿真的內(nèi)容可以是關(guān)于信源、信源編碼、模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制、多元調(diào)制、差錯(cuò)控制、多址技術(shù)、信道仿真及具體通信電路的仿真實(shí)現(xiàn)。也可以用MATLAB編程對(duì)通信的某一具體環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:2014年 03月8 日 選題目查閱資料2014年 03月9 日 編寫軟件源程序或建立仿真模塊圖2014

2、年 03月10 日 調(diào)試程序或仿真模型2014年 03月11 日 性能分析及驗(yàn)收2014年 03月12 日 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯指導(dǎo)教師： 2014年 3月8日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2014年 3月8日學(xué)院教學(xué)副院長：2014年 3月8日摘 要MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)一個(gè)2DPSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng).用示波器觀察調(diào)制前后的信號(hào)波形;用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化;加上各種噪聲源,用誤碼測試模塊測量誤碼率;最后根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能。關(guān)鍵詞：TLAB；Simulink；2DPSK；相干解調(diào) 目 錄1 課程設(shè)計(jì)目的12 課程設(shè)計(jì)要求13 相關(guān)知識(shí)14 課程設(shè)

3、計(jì)分析45 系統(tǒng)仿真 116 結(jié)果分析 117 參考文獻(xiàn) 112DPSK系統(tǒng)仿真1.課程設(shè)計(jì)目的1.1 掌握2DPSK的調(diào)制與解調(diào)原理； 1.2 掌握仿真軟件matlab的使用方法； 1.3 完成對(duì)2DPSK的調(diào)制與解調(diào)仿真電路設(shè)計(jì)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。2 課程設(shè)計(jì)要求2.1了解2DPSK系統(tǒng)包括幾部分，及每部分的功能特性。2.2 就其調(diào)制解調(diào)部分，利用分立元件搭建電路。2.3 掌握理論聯(lián)系實(shí)踐的方法。3. 相關(guān)知識(shí)3.1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容利用MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái),設(shè)計(jì)一個(gè)2DPSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng).用示波器觀察調(diào)制前后的信號(hào)波形;用頻譜分析模塊觀察調(diào)制前后信號(hào)頻譜的變化

4、;加上各種噪聲源,用誤碼測試模塊測量誤碼率;最后根據(jù)運(yùn)行結(jié)果和波形來分析該系統(tǒng)性能。3.2 基本原理 二進(jìn)制差分相移鍵控常簡稱為二相相對(duì)調(diào)相，記為2DPSK。它不是利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對(duì)載波相位值傳送數(shù)字信息。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。3.2.1 2DPSK調(diào)制2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對(duì)載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。例如，假設(shè)相位值用相位偏移表示（定義為本碼元初相與前一碼元初相只差），并設(shè) =數(shù)字信息1=0數(shù)字信息0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

5、 0 12DPSK信號(hào)相位：0 0 0 0 0 0 或 0 0 0 0 0畫出的2PSK及DPSK信號(hào)的波形如圖2-1所示。圖2-1 2PSK及2DPSK信號(hào)的波形2DPSK調(diào)制信號(hào)需要經(jīng)過碼型變換，將絕對(duì)碼變?yōu)橄鄬?duì)碼。2DPSK產(chǎn)生的原理框圖如圖2-2所示1，圖（a）為模擬調(diào)制法，圖（b）為鍵控法。（a）模擬調(diào)制法 （b）鍵控法圖2-2 2DPSK信號(hào)的調(diào)制原理圖從上面分析可見，無論接收信號(hào)是2DPSK還是2PSK信號(hào)，單從接收端看是區(qū)分不開的。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。3.2.2 2DPSK解調(diào)2DPSK信號(hào)可以采用相干解調(diào)法（極性比較法）和差分

6、相干解調(diào)法（相位比較法）。本課程設(shè)計(jì)采用相干解調(diào)法，圖2-3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2-3（a）和（b）所示2。其解調(diào)原理是：先對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對(duì)碼，再通過碼反變換器變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。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。（a）（b）圖2-3 2DPSK的相干解調(diào)4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 2DPSK調(diào)制與解調(diào)電路如圖3-1所示圖3-1 2DPSK調(diào)制與解調(diào)電路圖4.2 2DPSK調(diào)制2DPSK的調(diào)制采

7、用模擬調(diào)制法。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。其中要注意的是在進(jìn)行差分編碼之后再進(jìn)行極性變換之前要有一個(gè)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的單元，前后數(shù)據(jù)類型一致才不會(huì)出錯(cuò)。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2000*pi，抽樣時(shí)間為0，其參數(shù)圖如圖3-2所示。將基帶信號(hào)的抽樣時(shí)間改成.001，其參數(shù)圖如圖3-3所示。圖3-2 載波參數(shù)設(shè)置圖3-3 基帶信號(hào)參數(shù)設(shè)置在單極性到雙極性變換中，M-ary number設(shè)置為2，極性為posit

8、ive，如圖3-4所示。圖3-4 Unipolar to Bipolar Converter參數(shù)設(shè)置圖3-5 乘法器參數(shù)設(shè)置碼變換部分參數(shù)設(shè)置如圖3-6、3-7、3-8所示圖3-6 Logical Operator參數(shù)設(shè)置圖3-7 Unit Delay參數(shù)設(shè)置 圖3-8 Data Type Conversion參數(shù)設(shè)置 4.3 2DPSK解調(diào)仿真中我們采用相干解調(diào)法進(jìn)行2DPSK解調(diào)，解調(diào)電路中有帶通濾波器、相乘器、低通濾波器、抽樣判決器及碼反變換組成。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。載波的參數(shù)設(shè)置同

9、2DPSK調(diào)制的載波參數(shù)設(shè)置一致，可見圖3-2。帶通濾波器參數(shù)設(shè)置如圖3-9所示。低通濾波器參數(shù)設(shè)置如圖3-10所示。抽樣判決器的參數(shù)設(shè)置如圖3-11所示， 圖3-2 載波參數(shù)設(shè)置圖3-9 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置圖3-10 低通濾波器參數(shù)設(shè)置圖3-11 抽樣判決器參數(shù)設(shè)置5.系統(tǒng)仿真 圖3-12 2DPSK解調(diào)電路仿真波形6.結(jié)果分析在整個(gè)電路設(shè)計(jì)過程中，掌握好子模塊的設(shè)計(jì)思想及封裝方法，而且基帶信號(hào)與載波頻率的設(shè)置及帶通濾波器、低通濾波器的參數(shù)設(shè)置，邊仿真邊糾錯(cuò)，應(yīng)在掌握電路原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后將輸入的數(shù)字信息解調(diào)出來，當(dāng)然這其中有一定的延時(shí)。此次課程設(shè)計(jì)鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題的能力，提高了用 MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái)的實(shí)際操作能力。從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)很不熟悉，動(dòng)手能力比較欠缺，這是我必須在以后的學(xué)習(xí)中