2022年通信原理DPSK调制与解调实验报告.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 通信原理课程设计报告一. 2DPSK 基本原理1.2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式；现假设用 表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定： 0 表示 0 码,名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表示 1 码；就数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK 信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端 只能采纳相干解调,它的时域波形图如图 2.1 所示；图 1.1 2DPSK信号

2、 在这种肯定移相方式中, 发送端是采纳某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必需采纳相同的基准相位；假如基准相位发生变化, 就在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反；所以在实际过程中一般不采纳肯定移相方式,而采纳相对移相方式；定义 为本码元初相与前一码元初相之差,假设：数字信息“0” ；数字信息“1” ；就数字信息序列与 2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下：数字信息：1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位： 0 或：2. 2DPSK 信号的调制原理一般来说, 2DPSK 信号有两种调试方法,即模拟调制法和键控法；2DPSK信号的的模拟调制法框图如下图 归零码转换为

3、双极性不归零码；1.2.1,其中码变换的过程为将输入的单极性不名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - st码变换相乘eot载波图 1.2.1 模拟调制法2DPSK 信号的的键控调制法框图如下图1.2.2,其中码变换的过程为将输入的基带信号差分, 即变为它的相对码； 选相开关作用为当输入为数字信息 “ 0”时 接相位 0,当输入数字信息为“1” 时接 pi；图 1.2.2 键控法调制原理图3. 2DPSK 信号的解调原理2DPSK 信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一 种是差分相干解调法；1 2DPS

4、K 信号解调的极性比较法它的原理是 2DPSK 信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信 道中混入的噪声, 再与本地载波相乘, 去掉调制信号中的载波成分, 再经过低通 滤波器去除高频成分, 得到包含基带信号的低频信号, 将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,原理框图如下图 1.3.1；2DPSK再经过逆差分器, 就得到了基带信号； 它的带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器推迟 T名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1.3.1 极性比较解调原理图2 2DPSK 信号解调的差分相干解调法差分相

5、干解调的原理是2DPSK 信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声, 此后该信号分为两路, 一路延时一个码元的时间后与另一路的信号相乘, 再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决,抽样判决器的输出即为原基带信号；它的原理框图如下图 1.3.2；2DPSK带通 相乘器 低通 抽样 逆码变换滤波器 滤波器 判决器本地载波图 1.3.2 差分相干解调原理图二、建立模型1. 差分和逆差分变换模型差分变换模型的功能是将输入的基带信号变为它的差分码；逆码变换器原理图如下：a微分整流b脉冲展宽c逆码变换器a原理方框图2. 带通滤波器和低

6、通滤波器的模型带通滤波器模型的作用是只答应通过fl ,fh范畴内的频率重量、但将其他范畴的频率重量衰减到极低水平；低通滤波器模型的作用是只答应通过0,fh范畴内的频率重量, 并且将其他范畴的频率重量衰减到极低水平；在 Matlab中带通滤波器和低通滤波器的模型可以用编写程序来模拟；3. 抽样判决器模型名师归纳总结 抽样判决器的功能是依据位同步信号和设置的判决电平来复原基带信号；在第 4 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Matlab 中抽样判决器可以用 simulink 中的模块来模拟；它的模型框图如下图,它的内部结构图如图 2.3 所

7、示；图 3.3 抽样判决器4. 2 调制与解调总原理框图图 2.4.2 2调制与解调总原理框图三、仿真1. 仿真程序clear all;close all;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - fs=4000000; %设定系统的抽样频率k=20000; fc=200000; t=0:1/fs:4000/fs; p=21; s=randint1,p,2; m=sceilk*t+0.01; %设定数字基带信号的频率 %设定正弦载波频率 %仿真时间范畴%设定需要产生的码元个数%将基带生成时域信号figure1subplot

8、311 plott,m; axis0 10e-4 -0.2 1.2; grid on; title 数字基带信号 ; b=randint1,p,2; %将生成的基带转换为差分码 for i=1:p if i=1 if si=0 bi=0; %通过模二加实现差分码的转换 elseendbi=1;elseif si=bi-1 bi=0; elseendbi=1;end n=bceilk*t+0.01; %将差分码生成时域信号 subplot312 plott,n; axis0 10e-4 -0.2 1.2; grid on; title 差分码 x=n-0.5.*2 car=sin2*pi*fc*

9、t; %定义载波 dpsk=x.*car; %2dpsk信号的载波调制 subplot313; plott,car; axis0 10e-4 -1.2 1.2; title 正弦载波 ;名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - subplot311;figure2plott,dpsk; axis0 10e-4 -1.2 1.2; title2DPSK信号 ; grid on; vn=0.05; noise=vn.*randnsizet; %产生噪音 subplot312; plott,noise; grid on; tit

10、le 噪音信号 ; axis0 10e-4 -0.2 0.2; dpskn=dpsk+noise; %调制后加噪 subplot313; plott,dpskn; axis0 10e-4 -1.2 1.2; title 加噪后信号 ; grid on;%带通滤波器 fBW=40e3; f=0:3e3:4e5; w=2*pi*f/fs; z=expw*j; BW=2*pi*fBW/fs; a=.8547; p=j2*a2; gain=.135; Hz=gain*z+1.*z-1./z.2-p; HzHz=0=108; a=1 0 0.7305; b=0.135 0 -0.135; dait=fi

11、lterb,a,dpskn; dait=dait.*10; figure3 subplot311; plott,dait; axis0 10e-4 -1.2 1.2; title 通过带通滤波后输出 ; grid on;cm=dpsk.*car; %2dpsk相干解调 subplot312;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - plott,cm; axis0 10e-4 -1.2 1.2; grid on; title 通过相乘器后输出 ;%低通滤波器 p=0.72; gain1=0.14; Hz1=gain1*z+1

12、./z-p; a1=1 -0.72; b1=0.14 0.14; dit=filterb1,a1,cm; dit=dit -meandit; subplot313; plott,dit; axis0 10e-4 -1.2 1.2; title 通过低通滤波器后输出 ; grid on;%抽样判决器 H=1; L=0; Z=0; len=lengthdit; for ii=1:lenif ditii= Z Vsii=H;%z即为阈值elseendVsii=L;endfigure4 subplot311 plott,Vs title 解调后差分信号 axis0 10e-4 -0.2 1.2 gri

13、d on;c=randint1,22,2; for f=0:19%产生解调后的差分码元cf+1=fixVsf*200+50+0.2 end 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - d=randint1,21,2; %定义差分译码后的码元 for l=1:21 %得到差分译码后的码元 if l=1 if s1=0 d1=0; else d1=1; endelseif cl=cl-1elsedl=0;dl=1; end end y=dceilk*t+0.01; subplot313; plott,y; axis0 10e-4

14、 -0.2 1.2;title 码反变换输出 ; subplot312 plott,m;%基带信号与解调后的信号比照axis0 10e-4 -0.2 1.2; title 原始基带信号 ;%误码率与信噪比关系 figure5 grid on initial_snr = 0; final_snr = 16; %snr信噪比 snr_step = 0.25; snr_in_dB = initial_snr:snr_step:final_snr; for i = 1:lengthsnr_in_dB snr = 10snr_in_dBi/10;%将信噪比单位 dB 转化一下 Pei =erfcsqrt

15、snr; %2dpSK相干解调 end semilogysnr_in_dB,Pe;%信噪比取对数,单位变为 dB title 误码率与信噪比的关系 ylabel误码率 xlabel输入信噪比 grid;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.仿真截图 :名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -

16、 -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四心得体会通过这次课程设计我更加系统的明白了理论学问,将在课本上学到的原理学以致用,把握了 2DPSK 调制解调的工作原理及 2DPSK 调制解调系统的工作过程,学会了使用仿真软件 Matlab,并学会通过应用软件仿真来实现某些通信系统的设计,对以后的学习和工作都起到了很大的作用,加强了动手才能和解决实际问题的才能；通过这次课程设计仍让我知道了, 平常所学的学问假如不加以实践的话等于纸上谈兵；课程设计主要是理论学问的延长,它的目的主要是要在设计中发觉问题,并且自己要能找到解决问题的方案,形成一种独立的意识； 仍能从设计中检 验所学的理论学问究竟有多少, 稳固我们已经学会的, 扩充所遗漏的新学问, 把 这门课学的扎实,将在学校学到的学问转化为可以使用的实际技能；当然在做课程设计的过程中总会显现各种问题,在这种情形下必需努力寻求最正确路径解决问题, 无形间提高了动手、 动脑的才能, 并且同学之间仍能相互 探讨问题,讨论解决方案,增进大家的团队意识；总的来说,这次课程设计让我们收成颇多, 不仅让我们更深一步懂得书本的 学问,提高我们分析问题和解决问题的才能,而且让我们体会到团队的重要性；也特别感谢老师的和同学们对我的帮忙；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页