基于matlab的2PSK系统的课程设计报告

通信原理课程设计报告姓名：吴彭学号：08042235专业：通信工程院系：信息工程学院同组人：蔡臻，何国峰，王列1一、题目名称2PSK系统的设计二、题目意义运用MATLAB编程实现2PSK调制解调过程，并且输出其调制及解调过程中的波形，讨论其调制和解调效果。三、设计原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。图1相应的信号波形的示例101调制原理数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于同相状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为反相。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，1码控制发0度相位，0码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为(t)=Acost+)其中，表示第n个符号的绝对相位：2=因此，上式可以改写为图22PSK信号波形解调原理2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0.2PSK信号相干解调各点时间波形如图3所示.当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.3图信号相干解调各点时间波形这种现象通常称为倒π现象.由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的倒π现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.四、源程序及相应实验结果clearall;closeall;clc;max=10g=zeros(1,max);g=randint(1,max);%长度为max的随机二进制序列cp=[];mod1=[];f=2*2*pi;t=0:2*pi/199:2*pi;forn=1:length(g);ifg(n)==0;A=zeros(1,200);%每个值200个点elseg(n)==1;A=ones(1,200);endcp=[cpA];%s(t),码元宽度200c=cos(f*t);%载波信号mod1=[mod1c];%与s(t)等长的载波信号,变为矩阵形式endfigure(1);subplot(4,2,1);plot(cp);gridon;axis([0200*length(g)-22]);title('二进制信号序列');cm=[];mod=[];forn=1:length(g);ifg(n)==0;B=ones(1,200);%每个值200个点c=cos(f*t);%载波信号4elseg(n)==1;B=ones(1,200);c=cos(f*t+pi);%载波信号endcm=[cmB];%s(t),码元宽度200mod=[modc];%与s(t)等长的载波信号endtiaoz=cm.*mod;%e(t)调制figure(1);subplot(4,2,2);plot(tiaoz);gridon;axis([0200*length(g)-22]);title('2PSK调制信号');figure(2);subplot(4,2,1);plot(abs(fft(cp)));axis([0200*length(g)0400]);title('原始信号频谱');figure(2);subplot(4,2,2);plot(abs(fft(tiaoz)));axis([0200*length(g)0400]);title('2PSK信号频谱');%带有高斯白噪声的信道tz=awgn(tiaoz,10);%信号tiaoz中加入白噪声，信噪比为10figure(1);subplot(4,2,3);plot(tz);gridonaxis([0200*length(g)-22]);title('通过高斯白噪声信道后的信号');figure(2);subplot(4,2,3);plot(abs(fft(tz)));axis([0200*length(g)0400]);title('加入白噪声的2PSK信号频谱');jiet=2*mod1.*tz;%同步解调figure(1);subplot(4,2,4);plot(jiet);gridonaxis([0200*length(g)-22]);title('相乘后信号波形')figure(2);subplot(4,2,4);plot(abs(fft(jiet)));axis([0200*length(g)0400]);title('相乘后信号频谱');%低通滤波器fp=500;fs=700;rp=3;rs=20;fn=11025;ws=fs/(fn/2);wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率[n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs);%计算阶数和截止频率[b,a]=butter(n,wn);%计算H(z）figure(4);freqz(b,a,1000,11025);subplot(2,1,1);axis([04000-1003])title('LPF幅频相频图');jt=filter(b,a,jiet);figure(1);subplot(4,2,5);plot(jt);gridonaxis([0200*length(g)-22]);title('经低通滤波器后信号波形')figure(2);subplot(4,2,5);plot(abs(fft(jt)));axis([0200*length(g)0400]);title('经低通滤波器后信号频谱');%抽样判决form=1:200*length(g);ifjt(m)0;jt(m)=1;elsejt(m)=0;jt(m)=0;5endendfigure(1);subplot(4,2,6);plot(jt);gridonaxis([0200*length(g)-22]);title('经抽样判决后信号s^(t)波形')figure(2);subplot(4,2,6);plot(abs(fft(jt)));axis([0200*length(g)0400]);title('经抽样判决后信号频谱');67