通信原理4DPSK.doc

成 绩 评 定 表学生姓名丛媛媛班级学号1103030302专 业电子信息工程课程设计题目病房呼叫系统评语组长签字：成绩日期 2014 年 4月 1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蒋强卫班级学号1103030302课程设计题目4DPSK系统仿真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:2014年 03月8 日 选题目查阅资料2014年 03月9 日 编写软件源程序或建立仿真模块图2014年 03月10 日 调试程序或仿真模型2014年 03月11 日 性能分析及验收2014年 03月12 日 撰写课程设计报告、答辩指导教师： 2014年 3月1日专业负责人：2014年 3月1日学院教学副院长：2014年 3月1日摘 要介绍了目前在DSP、通讯和控制系统中广泛使用的仿真工具MATLAB，并建立了基于MATLAB运行环境的4DPSK调制与解调的仿真系统。通过从发端经信道到收端整个系统的特性仿真，完成调制解调的同时，对已调信号的相位进行分析并作出星座图。在现实生活中数字信号的传输可分为基带传输和带通传输。不经载波调制而直接传输数字基带信号的方式称为数字基带传输。然而，实际中大多数信道因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，必须对数字基带信号进行数字调制。常用的数字调制方式包括振幅键控、频移键控和相移键控三种基本方式。这三种方式虽是最近几十年里最基础的数字信号编码解码方式，但还不是很完善，有许多值得改进的地方。4DPSK（4 differential phase shift keying）即四相差分相移键控技术是多进制数字调相系统中经常使用的一种技术，它除了可以实现调制解调的最基本目标外，还具有抗干扰能力强、误码性能好、频谱利用率高、对临道干扰小等优点，而且，它成功地解决了四进制绝对移相键控（4PSK）在相干解调过程中产生的相位模糊问题，使系统的性能得以提高。第三代移动通信系统中的VV-CDMA采用的就是这种调制方式。此外，随着技术的进步，特别是超大规模集成电路和数字技术的发展，使得复杂的电路设计得以用少量的集成电路模块实现，甚至使用软件代替实现。因此根据这一现实要求，使用MATLAB软件实现4DPSK系统的硬件仿真，使得4DPSK可以更好的被理解和应用。关键字 MATLAB、4DPSK、仿真目 录1 课程设计目的12 课程设计要求13仿真4 误码率分析45结果分析66 参考文献71.课程设计目的1. 掌握循环码的调制与解调原理。 2. 掌握仿真软件matlab的使用方法。3. 掌握Simulink 通信系统的组建和仿真。 4. 完成对循环码的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析。2课程设计要求1了解循环码调制解调系统包括几部分，及每部分的功能特性。2就其调制部分，利用分立元件搭建电路。3. 对4DPSK仿真结果分析。4掌握理论联系实践的方法。3.仿真3.1 4DPSK的组成、原理 4DPSK的调制原理如图1所示，4DPSK调制系统包括串并转换电路、码元变换电路以及相乘电路。输入的基带信号先经过串并转换电路变成两路速率减半的序列，再经码元变换为两路双极性信号I(t)、Q(t)，再分别对两个正交的载波信号进行调制、相加，即可得到4DPSK信号。 图1 4DPSK调制系统的原理框图3.2 4DPSK的解调原理如图2所示，此4DPSK解调器采用的是相干解调-码反变换器方式，即极性比较法。电路主要包括相乘器、抽样判决器、码反变换器及并串转换电路等。 图2 4DPSK解调系统的原理框图5 仿真MATLAB软件介绍MATLAB 软件是美国 Math works 公司的产品，MATLAB 是英文 MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB的编程非常简单，它有着比其他任何计算机高级语言更高的编程效率、更好的代码可读性和移植性，以致被誉为“第四代”计算机语言，MATLAB是所有MathWorks公司产品的数值分析和图形基础环境。此外MATLAB 还拥有强大的2D和3D甚至动态图形的绘制功能，这样用户可以更直观、更迅速的进行多种算法的比较，从中找出最好的方案。从通信系统分析与设计、滤波器设计、信号处理、小波分析、神经网络到控制系统、模糊控制等方面来看，MATLAB提供了大量的面向专业领域的工具箱。现在的MATLAB不再仅仅是一个矩阵实验室，而是一种实用的、功能强大的、不断更新的高级计算机编程语言。本系统有信号产生模块、信号循环编码模块、AWGN信道、信号循环译码模块、误码率计算模块组成，在图像观察模块（包括频谱仪和示波器）观察图形。5.1 SIMULINK电路图统方框图如下图所示5.2模块参数设置1.Random Integer Generator参数设置2.DQPSK Modutor Baseband参数设置3.Buffer参数设置4.Spectum Scope参数设置5.AWGN Channel参数设置6.DQPSK Demodulator Baseband参数设置7.Discrete-Time Scatter Plot Scope参数设置8.DQPSK Modutor Baseband参数设置9.Display参数设置5.3 仿真波形1.调制前频谱图2.未加高斯白噪声星座图3.加高斯白噪声星座图4.解调后频谱图5误码率6. 结果分析由上图结果可知，simulink仿真的结果与matlab程序仿真有所不同，由于simulink的仿真运用是运用各个板块，所以simulink像一个黑匣子，我们无法知道里面的程序是如何，所以没办法得之源程序上有什么问题。6 总结在通信和信息传输系统、工业自动化或电子工程技术中，调制和解调应用最为广泛。本设计研究了2PSK和4PSK的调制和解调原理，以及利用MATLAB对其调制和解调进行了编程和编译仿真，得到的结论和理论上是一致的。简单而且快捷。同时利用MATLAB中的SIMYULINK对2DPSK和4DPSK的通信系统进行了仿真研究了其传输的特性，及传输中噪声对系统的影响。而调制和解调的基本原理是利用信号与系统的频域分析和傅里叶变换的基本性质，将信号的频谱进行搬移，使之满足一定需要，从而完成信号的传输或处理。调制与解调又分模拟和数字两种，在现代通信中，调制器的载波信号几乎都是正弦信号，数字基带信号通过调制器改变正弦载波信号的幅度、频率或相位，产生幅度键控（ASK）、差分相位键控（DPSK）、频率键控（FSK）信号，或同时改变正弦载波信号的几个参数，产生复合调制信号。本课程设计主要介绍基于Matlab对2DPSK 和4DPSK进制的调制仿真实现.参考文献1 Vinay K.Ingle,数字信号处理及其MATLAB实现.电子工业出版社，1998 2 Sanjit K.Miltra, Digital Signal Process