通信系统实训报告 2PSK的调制与解调

./目录一.摘要和关键词2二.小组成员与分工2三.设计的主要原理2四．设计的系统仿真7五．仿真系统的结论8六.总结和体会：11七.致12八.参考文献122PSK的调制与解调一.摘要和关键词2PSK中文是：二进制相移键控,其有两种调制方法,模拟调制法和键控法,解调是用相干解调法。我们这次做的是2PSK的调制与解调,在实现的过程中,使用了MATLAB的M文件的程序和SIMULINK实现。关键词：2PSK调制解调MATLAB二.小组成员与分工小组成员分工：确定题目：,查找资料：全部,设计程序：Simulink模拟图：；PPT,演讲：,演示：旁观：三.设计的主要原理二进制相移键控中,通常用相位0和π来分别表示"0"或"1"。2PSK已调信号的时域表达式为e<t>=s<t>cosωt。因此,在某一个码元持续时间观察时,有0,或π。当码元宽度为载波周期的整数倍时,2PSK信号的典型波形如下图,2PSK信号的模拟调制法框图；如下图是产生2PSK信号的键控法框图,就模拟调制法而言,与产生2ASK信号的方法比较,只是对s<t>要求不同,因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说,用数字基带信号s<t>控制开关电路,选择不同相位的载波输出,这时s<t>为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。在这次通信系统仿真实训中,我们使用了MATLAB中的M文件实现,也使用了SIMULINK模块实现了2PSK的调制与解调。而我负责的是SIMULINK的解调部分,Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口<GUI>,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。我负责的解调部分,由AWGNChannel<加性高斯白噪声信道>,ErrorRateCalculation<误码率计算>,BPSKModulatorBaseband<基带BPSK调制器>,scope<示波器>组成,调制出来后就到解调部分,在这里我加了高斯白噪声,加性高斯白噪声AWGN<AdditiveWhiteGaussianNoise>是最基本的噪声与干扰模型。加性噪声：叠加在信号上的一种噪声,通常记为n<t>,而且无论有无信号,噪声n<t>都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数,则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则称这样的噪声为高斯白噪声。这样子容易进行比较前后的波形,又与2PSK信号结合,这里我使用了封装模块,如果不使用封装模块,就要先经过一个巴特沃兹滤波器,SIMULINK中BPSK调制模块后面要加入一个带通滤波器,再经过2PSK信号最后才经过相乘器,这样的话就过于的麻烦,模块也过多,模块图就不太清晰明了,所以使用了封装模块。此时出的信号接到ErrorRateCalculation<误码率计算>处,误码的产生是由于在信号传输中,致使信号在传输中遭到破坏,产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码〔比如传送的信号是1,而接收到的是0；反之亦然。各种不同规格的设备,均有严格的误码率定义,由于种种原因,数字信号在传输过程中不可避免地会产生差错。例如在传输过程中受到外界的干扰,或在通信系统部由于各个组成部分的质量不够理想而使传送的信号发生畸变等。当受到的干扰或信号畸变达到一定程度时,就会产生差错。此时误码就反应出来了这个模块的精确程度,误码率是最常用的数据通信传输质量指标。它表示数字系统传输质量的式是"在多少位数据中出现一位差错"。误码率越小,模块的精确程度就越高,这个模块设计的就越好了,在进行以上操作后,最后接一个Display,显示误码的情况。总的设计流程：信源：采RandomIntegerGenerator产生,该整数发生器产生随机二进制随机信号作扩频通信系统信源。扩频解扩：采PN序列发生器<PNSequenceGenerator>产生伪随机码信源相乘进行频谱扩展,接收端该序列解调信号相乘完成解扩。极性转换：扩频信源伪随机码都必须经过由单极性变双极性,便于调制需再进行次变换,变单极性信号；接收端,便于解扩,解调需由单极性信号变换成双极性信号,而便于显示需再进行次极性变换,由双极性还原单极性信号进行显示。调制解调：采BPSK调制相干解调法。以使BPSKModulatorBaseband模块PSKDemodulatorBaseband模块直接进行仿真,以使个SineWave产生载波扩频信号相乘,再经过个Zero-OrderHold实现调制；同时接收端使个Zero-OrderHold发射端相同频率幅度相位SineWave载波相乘实现解调。信道：采AWGNChannel模块仿真个加性斯白噪声信道,该信道信噪比<Es／No>以进行设置,该仿真程序设置10dB。结果显示：以加入示波器<Scope>误码仪<ErrorRateCalculation>进行发送接收端波形比较输出,以及信号经过扩频、调制、解扩、解调误率计算。仿真程序运行：各个模块进行参数配置,以运行该仿真程序。注意参数设置模块称性及频率致。四．设计的系统仿真这是一个封装模块,里面有2PSK的调制与解调,它由Random-IntegerGenerator<随机整数发生器>,SpectrumScope<频谱仪>,Discrete-TimeScatterDiagram<离散时间星座图仪>,BPSKModulatorBaseband<基带BPSK调制器>,AWGNChannel<加性高斯白噪声信道>,ErrorRateCalculation<误码率计算>,Display,SpectrumScope组成。所设计的仿真图如下：五．仿真系统的结论频谱示意图如下调制前与解调后的示波器显示：还原程度还算比较的好,虽然存在着小小的误差,不过总体还是把波形还原出来了。六.总结和体会：实训是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.。回顾起此次通信系统仿真实训,至今我仍感慨颇多,这次实训,加深了对通信系统的了解,尤其是程序上的编写,认识到了不应急于程序的书写,应先有一个大体的框架,按照步骤一步来做,这样不容易写漏,而且节约时间,同时在程序的设计中,每个步骤的书写都在考验着自己学过的知识,需要再翻书查阅,说明了自己基础的薄弱,有待加强,从这次实践中认识到自己的不足之处。另外在仿真过程中,查阅参数也是一个很重要的步骤,否则的话,盲目编写,不但不会正常运行,而且浪费时间。没有注意到细节问题,忽略了细节,最后调试的时候一直没有调试出来,浪费了大量的时间,导致后来时间变的紧凑,不得不花费了大量课余的时间。最后经过仔细检查后发现是此处出现了问题,这是不应该的,虽然最后调试出来了,但是以后要避免出现类似低级错误。其次,还要学会怎么样去查阅资料,收集与课设要用的有关的知识。要完成一件工作,还得专心致志才行,细心耐心。最后,遇到困难要冷静,要多想解决办法,多尝试。可以多问问老师,有些问题其实很简单,只要老师一提醒便可以马上反映过来的,这不仅节约了时间,也可以让设计多一些思路七.致感学院为我们安排这次实训,使我们的动手操作