調(diào)制通信系統(tǒng)

1、 2psk調(diào)制通信系統(tǒng)一，設(shè)計(jì)任務(wù)與要求課程設(shè)計(jì)需要運(yùn)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)2PSK調(diào)制解調(diào)過程，并且輸出其調(diào)制及解調(diào)過程中的波形，討論其調(diào)制和解調(diào)效果。二，實(shí)驗(yàn)基本原理數(shù)字調(diào)制技術(shù)的兩種方法：利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個(gè)特例，把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特殊情況處理。利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法，比如對(duì)載波的相位進(jìn)行鍵控，便可獲得相移鍵控（2PSK）基本的調(diào)制方式。相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位0和分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。2ps

2、k調(diào)制器可以采用相乘器，也可以采用相位選擇器就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法比較，只是對(duì)s(t)要求不同，因此2PSK信號(hào)可以看作是雙極性基帶信號(hào)作用下的DSB調(diào)幅信號(hào)。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號(hào)s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。2PSK信號(hào)屬于DSB信號(hào)。本次實(shí)驗(yàn)采用的的模擬相乘法即通過載波和雙極性不歸零碼的相乘得到2psk信號(hào)，則2psk信號(hào)產(chǎn)生的調(diào)制原理框圖和時(shí)域表達(dá)式如下： 圖1時(shí)域表達(dá)式 圖2調(diào)制原理框圖2psk典型波形如下：三，仿真方案和參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置如下所示：每碼元采樣點(diǎn)數(shù)Fn=500；碼元數(shù)m

3、=50；載波頻率fc=2；碼元速率Rm=1；加入的白噪聲的信噪比snr分別為10,30,50MATLAB產(chǎn)生2psk信號(hào)的程序框圖如下：四，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析產(chǎn)生的雙極性非歸零碼波形，2psk信號(hào)波形和頻譜如下;分析如下：當(dāng)二進(jìn)制符號(hào)為“0”時(shí)，調(diào)制信號(hào)相位差為0，而當(dāng)二進(jìn)制符號(hào)為“1”時(shí)，調(diào)制信號(hào)相位差為。2PSK信號(hào)的頻譜由連續(xù)譜和離散譜構(gòu)成。當(dāng)加入白噪聲后，2psk信號(hào)波形和頻譜如下：由圖可知加入白噪聲后，2psk信號(hào)發(fā)生了失真，隨著信噪比的增加，2psk失真越來越小。這是因?yàn)樾旁氡仍酱螅?psk信號(hào)的平均功率越大，信號(hào)越強(qiáng)，而噪聲平均功率越小，噪聲信號(hào)越弱，因此失真越小。由于白噪聲沒有頻譜

4、，因此無論信噪比如何變化，其最終的頻譜都沒發(fā)生任何變化，保持原樣。五，源程序代碼產(chǎn)生雙極性非歸零碼和2psk信號(hào)的子函數(shù)：function dnrz,bpsk = fbpsk(L,M,f)% 產(chǎn)生雙極型歸零碼% L為每個(gè)碼元重復(fù)次數(shù)，則碼元間隔Ts% M為碼元數(shù)目，f為載波頻率t=0:1/(L-1):1; %保證載波與碼元時(shí)域分辨率相同 fc=;n=1; %賦初值 for ii=1:M %將fc進(jìn)行列重復(fù)拓展 fc1=sin(2*pi*f*t); %載波 fc=fc fc1; %按照列方向合并為一個(gè)矩陣while rem(n,2)=0; %保證仿真時(shí)有偶數(shù)個(gè)1 nrz=round(rand(1

5、,M); %隨機(jī)產(chǎn)生單極性非歸零碼 n=length(find(nrz=1);endp = nrz=0; %找出nrz中0的位置nrz(p)=-1; %將0賦為-1dnrz=nrz(ones(1,L),:); %將nrz進(jìn)行列拓展，并且每個(gè)元素重復(fù)L次dnrz=reshape(dnrz,1,L*M); %重排成1*(L*M)的矩陣endbpsk=dnrz.*fc; %產(chǎn)生2psk信號(hào)End對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT的子函數(shù)：function X,f=fftseq(x,fs)% 本函數(shù)的功能為完成fft變換% x為輸入信號(hào)% X為x的傅里葉變換L=length(x); %求出信號(hào)x的長(zhǎng)度N=2(nextp

6、ow2(L); %N為大于等于n的二的整數(shù)次冪的數(shù)中最小的一個(gè)，fft按基二算法X1=fft(x,N); %計(jì)算x的N點(diǎn)離散傅里葉變換dftX=fftshift(X1);X=X/fs;df=fs/N; %頻域分辨率f=0:df:df*(N-1)-fs/2;主函數(shù)如下：clear all; close all;Fn=500; %Fn每碼元采樣點(diǎn)數(shù)為500m=50; %m碼元數(shù)為50fc=2; %fc載波頻率為2Rm=1; %Rm碼元速率為1Tn=1/Rm; %Tn碼元間隔tb=Tn/Fn; %tb時(shí)域分辨率N=Fn*m; %N總采樣點(diǎn)數(shù)T=N*tb; %計(jì)算時(shí)域上時(shí)間總長(zhǎng)度Tt=linspace

7、(-T/2,T/2,N); %產(chǎn)生時(shí)間取樣點(diǎn)矩陣，在T長(zhǎng)度內(nèi)等分為N份dnrz,bpsk=fbpsk(Fn,m,fc); %調(diào)用子函數(shù)，產(chǎn)生dnrz和dpsk信號(hào)Sbpsk,f1=fftseq(bpsk,Fn); %Fbpsk為信號(hào)頻譜Fbpsk=Sbpsk; figure(1); subplot(221); %畫出雙極性不歸零碼的波形plot(t,dnrz);title(雙極性不歸零碼);xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);set(gca,xtick,0:0.5:10);grid on;subplot(223); %畫出2psk信號(hào)的波形pl

8、ot(t,bpsk);title(2psk調(diào)制信號(hào));xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5)set(gca,xtick,0:0.5:10);grid on;subplot(222); %畫出2psk信號(hào)的頻譜plot(f1,Fbpsk);title(2psk調(diào)制信號(hào)頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);grid on;snr1=10; %增加snr=10的白噪聲awgn1=awgn(bpsk,snr1);Sawgn1,f2=fftseq(awgn1,Fn); Fawgn1=Sawgn1;

9、%Fawgn1為調(diào)制信號(hào)的頻譜 snr2=30; %增加snr=30的白噪聲awgn2=awgn(bpsk,snr2);Sawgn2,f2=fftseq(awgn2,Fn); Fawgn2=Sawgn2; %Fawgn2為調(diào)制信號(hào)的頻譜 snr3=50; %增加snr=50的白噪聲awgn3=awgn(bpsk,snr3);Sawgn3,f2=fftseq(awgn3,Fn);Fawgn3=Sawgn3; %Fawgn3為調(diào)制信號(hào)的頻譜 figure(2);subplot(321); %畫出snr=10時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的波形plot(t,awgn1);title(snr=10時(shí)2psk調(diào)制信

10、號(hào));xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(322); %畫出snr=10時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的頻譜plot(f2,Fawgn1);title(snr=10時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);set(gca,xtick,-10:1:10);grid on;subplot(323); %畫出snr=30時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的波形plot(t,awgn2);title(snr=30時(shí)2psk調(diào)制信號(hào));xlabel(T/s);ylabel(幅度

11、);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(324); %畫出snr=30時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的頻譜plot(f2,Fawgn2);title(snr=30時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);set(gca,xtick,-10:1:10);grid on;subplot(325); %畫出snr=50時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的波形plot(t,awgn3);title(snr=50時(shí)2psk調(diào)制信號(hào));xlabel(T/s);ylabel(幅度);axis(0,10,-1.5,1.5);grid on;subplot(326); %畫出snr=50時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)的頻譜plot(f2,Fawgn3);title(snr=50時(shí)2psk調(diào)制信號(hào)頻譜);xlabel(F/hz);ylabel(s/db);axis(-10,10,0,5.0);s