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2DPSK调制解调系统matlab仿真.doc

发布时间：2022-06-20 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.67M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘 要
    一、实验目的与要求
    1.1实验目的
    1.2实验要求
    二、实验原理
    2.1 DPSK系统
    2.2 DPSK调制原理
    2.3 DPSK 解调原理
    三、仿真结果及分析
    3.1仿真结果
    3.2 仿真结果分析
    四、总结与心得体会
    五、附录
    5.1 matlab源代码
    通信原理实验报告 题目： DPSK 通信系统 matlab 仿真 姓 班 名： 王务鹏（2901312005） 级： 29001030 班 指导老师： 李 晓 峰
    目录 摘 要....................................................................................................................................3 一、实验目的与要求................................................................................................................4 1.1 实验目的..........................................................................................................................4 1.2 实验要求..........................................................................................................................4 二、实验原理............................................................................................................................4 2.1 DPSK 系统........................................................................................................................ 4 2.2 DPSK 调制原理................................................................................................................ 5 2.3 DPSK 解调原理............................................................................................................... 6 三、仿真结果及分析................................................................................................................8 3.1 仿真结果..........................................................................................................................8 3.2 仿真结果分析...............................................................................................................13 四、总结与心得体会..............................................................................................................13 五、附录..................................................................................................................................14 5.1 matlab 源代码............................................................................................................... 14
    摘 要 差分编码移相键控(2DPSK)调制解调系统在通信系统中的使用非 常广泛，是数据传输的常用手段之一。 本实验主要利用 Matlab 软件对该差分编码移相键控(2DPSK)调 制解调系统的动态进行了模拟仿真。利用仿真的结果,从基带信号的 波形图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可 以看出,仿真实验良好 。2DPSK 调制解调系统的仿真设计,为以后进 一步研究基于 Matlab 的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。 关键词 调制解调 ; 差分移相编码 ; 仿真设计
    一、实验目的与要求 1.1 实验目的 通过学习《通信原理》中 DPSK 调制解调系统相关章节，掌握通信原理中数 字基带信号的传输、数字信号的调制和解调应用原理设计 DPSK 调制解调系统， 并对其进行仿真。 1.2 实验要求 要求能够熟练应用MATLAB语言编写基本的通信系统的应用程序，完成数字基 带信号的调制解调系统的建模、设计与仿真。系统经过的信道都假设为高斯白噪 声信道。参数要求载频为1800Hz，符号率为1200bps与自定义消息序列（本实验 定义消息序列为[1,0,1,1,0,1,0,0]），简述原理，画出图示波形及PSD。 二、实验原理 2.1 DPSK 系统 通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或 多个目的地。对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部 分组成（如图 1 所示）。 发送端 信道 接收端 信息源 发 送 设 信 道 接 受 设 信息源 噪声源 图 1 通信系统一般模型 信息源（简称信源）的作用是把各种信息转换成原始信号。根据消息的种类 不同信源分为模拟信源和数字信源。发送设备的作用产生适合传输的信号，即使 发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗噪声的能力，并且具有足够的功率满 足原距离传输的需求。 信息源和发送设备统称为发送端。 发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。通常基 带信号不宜直接在信道中传输。因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱
    搬移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。这就是调制的过程。 信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信 号搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。 信号在信道中传输的过程总会受到噪声的干扰，通信系统中没有传输信号时 也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。由于这样的噪声是叠加在信号上的，所 以有时将其称为加性噪声。噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号失真。 在本仿真的过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。 调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过调制可以把基带信号 的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于 信道多路复用的已调信号。另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的 抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。具体地讲，不同的调制方式产生的已 调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。可见，调制方式往往决定 一个通信系统的性能。在本仿真的过程中我们选择用调频调制方法进行调制。 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解 调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。在本 仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。 2.2 DPSK 调制原理 DPSK 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Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0 表示 0 码，Φ ＝π表示 1 码。则数字信息序列与 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 用相干解调，它的时域波形图如图 2 所示。 图 2 2DPSK 信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接 收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信 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用绝对移相方式， 而采用相对移相方式。 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”。
    1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 则数字信息序列与 2DPSK 信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： DPSK 信号相位： 0   或： 一般来说，2DPSK 信号有两种调制方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信 号的的模拟调制法框图如图 3 所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零 码转换为双极性不归零码。 s(t) 码变换 相乘 eo(t) 载波 图 3 模拟调制法 2DPSK 信号的的键控调制法框图如图 4 所示，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 4 键控法调制原理图 2.3 DPSK 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。 极性比较法的原理是 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，再经过逆差分器，就得到了基带信号。 它的原理框图如图 5 所示。
    2DPSK 带 通 滤 波 器 相乘器 低 通 滤 波 器 抽 样 判 决 器 延迟 T 图 5 极性比较解调原理图 差分相干解调的原理是 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。 它的原理框图如图 6 所示。 2DPSK 带通 滤波器 相乘器 本地载 低通 滤波器 抽样 判决器 逆 码 变 图 6 差分相干解调原理图 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 b 脉 冲 展 c 逆码变换器 带通滤波器模型的作用是只允许通过（fl，fh）范围内的频率分量、但将其 他范围的频率分量衰减到极低水平。低通滤波器模型的作用是只允许通过（0， fh）范围内的频率分量，并且将其他范围的频率分量衰减到极低水平。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。 抽样判决器的功能是根据位同步信号和设置的判决电平来还原基带信号。
    三、仿真结果及分析 3.1 仿真结果 仿真参数设定如下： 消息序列[1,0,1,1,0,1,0,0] 载频：1800Hz 符号率：1200bps 采样率：60000 调制信号幅度：1 信噪比：20dB 得到仿真结果如下：
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