通信仿真课程设计-matlab-simulink

1、成都理工大学理工学院通信仿真课程设计报告班级级别：信息工程1班声明：卡鲁郡学习编号：201620101133导师：周玲实现成果：2019年3月23日目录通信模拟课程设计报告2一.导言2二.课程设计的目的2三.模拟调制系统设计33.1二进制相移键控调制的基本原理33.2 2PSK信号调制33.2.1模拟调制方法33.3 2PSK信号解调43.4 2PSK的“逆向现象”或“逆向工作”53.5功率谱密度5四。数字调制技术设计74.1 2PSK的模拟74.1.1模拟结构74.1.2模拟数据74.1.3结果输出9汇总10参考文献11通信模拟课程设计报告一.导言随着社会的快速发展通信系统在社会中发挥着越来

2、越重要的作用现在我们生活中使用的通信设备，如手机、电话、网络、ATM机器等，与通信系统相距甚远。随着通信系统与我们的生活越来越紧密地结合，使用越来越广泛，社会对通信系统的性能也越来越高。另外，通信设备的更换速度越来越快。必须缩短通信系统的开发周期，提高系统性能。要解决这两个要求，必须使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具。现代以来，计算机技术走上了快速发展的道路，实现了可视化仿真软件。当前通信系统工程设计中的通信系统仿真。成为不可替代的一部分。灵活性和适应性强。对更好地研究通信系统有很大帮助。本文主要针对模拟调制系统的二进制相移键控调制技术进行设计，并在Simulink的基础上进行了仿真。通过

3、系统仿真验证了理论的结论。这篇论文设计的目的之一是进一步加强理论知识，熟悉Matlab软件。Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它为动态系统建模、模拟和综合分析提供了集成的环境。在此环境中，无需编写大量程序，只需简单直观的鼠标操作即可构建复杂的系统。Simulink广泛应用于复杂的模拟和设计，其自适应、结构和过程清晰、模拟精密、接近实际、高效、灵活，并基于上述优点控制理论和数字信号处理。有很多第三方软件和硬件可以请求应用或应用到Simulink。二.课程设计的目的1.掌握模拟系统2PSK调制解调原理和设计方法。熟悉基于Simulink的通信系统仿真。三.模拟调制系统设计3.1二进制

4、相移键控调制的基本原理相移键控是在振幅和频率保持不变的情况下利用载波的相位变化来传递数字信息。在2PSK中，通常初始相位0和分别表示二进制“0”和“1”。因此，2PSK信号的时域表示0010t1sTs表达式中的jn表示第n个符号的绝对拓扑。因此，常识可以用：复盖图1因为两个代码元素的波形相同，极性相反，所以2PSK信号可以解释为正极都是空矩形脉冲序列乘以正弦载波。格式：其中g(t)是脉冲宽度为Ts的单矩形脉冲，an的统计特性为：如果发送二进制符号“1”(an获取1)，s2sk (t)将采取步骤0。传送二进位符号0(an取得-1)时，s2sk (t)采用p拓朴。用载波的其他相位直接表示相应的二进

5、制数字信号的这种调制方法称为二进制绝对相移方法。3.2 2PSK信号调制3.2.1模拟调制方法乘数)，以获取详细信息哟2tsPSK双极不是零t0wCos)，以获取详细信息哟tf代码转换单一/双重图2图3tcwCos)，以获取详细信息哟tf)，以获取详细信息哟2tsPSK开关电路相移01800p3.2.2键控方法图43.3 2PSK信号解调2PSK只能使用相干解调，因为在发送“0”或“1”时，它将信息作为相位波动来携带。具体地说：振幅不变(不能提取其他包络)。带通过滤器乘法器低通过滤器取样裁判机计时脉冲输出)，以获取详细信息哟2tsPSKtcwCosabcde频率也不变(不能用过滤器分开)。01

6、01sttabcd0tttte00110图5图60101sttabcd0tttte00110图73.4 2PSK中的“逆图8图9在波形中，假定一致载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位匹配(通常默认为0相位)。但是，由于2PSK信号的载波恢复期间存在的相位模糊性，即恢复的本地载波可能与所需的一致载波相同，反之亦然，因此，由于这种相位关系的不确定性，解调的数字基带信号与发送的数字基带信号相反，如果“1”变为“0”，将“0”变为“1”，则裁判器输出数字信号可能全部出错。这种现象称为2PSK方式的“逆”现象或“逆作用力”。这是2PSK方法实际上很少被采用的主要原因。此外，在随机号码元素序列

7、中，信号波形可能会发生较长的连续正弦波，接收端无法识别信元素的开始和结束。3.5功率谱密度将2ASK信号中的表达式与2PSK信号中的表达式进行比较。2ASK:2PSK:因为基带信号f(t)不同(an不同)，可以看出前者是单极的，后者是偶极的，这一点是相同的。因此，直接参考2ASK信号功率谱密度的公式，以确定2PSK信号的功率谱，即：需要注意的是，其中Ps(f)是双极矩形脉冲序列的功率谱。双极完全占用矩形随机脉冲序列的功率谱密度为：用常识代替的话：P=1/2，并且考虑了矩形脉冲的频谱：2PSK信号的功率谱密度为：功率谱密度曲线图10图11如上分析所示，二进制相移键控信号的频谱特性与基带信号带宽的

8、两倍2ASK非常相似。区别在于，当P=1/2时，该光谱中没有不连续的光谱(即载波分量)。此时，2PSK信号实际上相当于抑制载波的双向波段信号。因此，在双极基带信号的作用下，可以看作振幅调制信号。四。数字调制技术设计数字信号在信号处理、传输、播放、交换、加密、信号质量等诸多方面优于模拟信号，因此数字通信发展迅速，取代了许多领域的模拟通信。数字调制是数字通信的重要组成部分。数字调制可以分为基带调制和频带调制。频谱从0开始，未调制的数字信号所占的频率范围称为基带，简称基带。利用基带信号直接传输的方式称为频带传输。4.1 2PSK模拟4.1.1模拟结构图124.1.2模拟数据Random-Intege

9、r Generator的主要参数参数名称参数值2PSKM-ary编号(元数)2Initial seed(初始化)12345抽样时间0.001Spectrum Scope(频谱分析器)的主要参数参数名称参数值Buffer size(缓存长度)1024Buffer overlap(缓存嵌套)512FFT size(FFT长度)1024光谱(计算)平均(点)数64Scope position(显示器位置)Get (0 .defaultfiguureposition )频率单位赫兹频率范围-Fs/2.Fs/2Amplitude range(振幅刻度)数据库inherit sample incremen

10、t from input(与输入信号采样时间相匹配)创造能力Minimum Y-limit(Y轴最小刻度)-30最大Y-limit(Y轴最大刻度)15Discrete-Time Scatter Diagram的主要参数参数名称参数值Samples per symbol(每个符号的样本)1位移(范例) (位移)0Points displayed(显示点)1000“New Traces per display(每次显示的新轨迹)”100BPSK模块基板(基带BPSK调制器)的主要参数参数名称参数值相位偏移(相位偏移)Pi/4Samples per symbol(每个符号的样本)16AWGN通道的主

11、要参数(准高斯白噪声)参数名称参数值BPSKInitial seed18233模式Signal to noise ration(SNR)(信噪比)SNR(dB)1Input signal power1Error Rate Calculation(计算位错误率)的主要参数参数名称参数值BPSKReceive delay(延迟接受)1Communication delay(延迟计算)0Computation mode(计算模式)Entire frame输出数据端口4.1.3输出结果频谱分析器结果和13星座结果也是14示波器结果图15总结通过这次课程，我们进一步熟悉了本学期学过的2PSK的调制及解调原理的知识，我们学习了MATLAB的模拟利用。在学习理论知识的时候，应用于实际，课程设计出现了问题。可以深入了解课程原理，提高实践能力和独立思考能力，培养我们对课程原理课程的兴趣。通过此次设计的仿真结果分析，可以感觉到结果与预期的结果基本一致，但仍有很多以前学过的