通信原理课设报告通信专业系统设计.doc

目录1 技术规定12 基本原理12.1 2psk信号定义12.2 2psk信号调制办法12.3 2psk信号解调办法22.4 误比特率BER分析33 建立模型描述34 模块功能分析44.1 调制模块44.2 高斯噪声模块74.3 解调模块84.4 误码率比较模块105调试过程及结论106 心得体会127 参照文献132PSK通信系统设计1 技术规定设计一种2PSK数字调制系统，规定：（1）设计出规定数字通信系统构造； （2）依照通信原理，设计出各个模块参数（例如码速率，滤波器截止频率等）； （3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统； （4）观测仿真并进行波形分析； （5）系统性能评价。2 基本原理2.1 2psk信号定义2psk二进制移相键控方式，是键控载波相位按基带脉冲序列规律而变化一种数字调制方式。就是依照数字基带信号两个电平(或符号)使载波相位在两个不同数值之间切换一种相位调制办法。两个载波相位普通相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。2.2 2psk信号调制办法2psk调制办法有模仿调制和数字键控法两种，分别如图1、图2所示。2PSK产生：模仿法和数字键控法，就模仿调制法而言，与产生2ASK信号办法比较，只是对s(t)规定不同，因而2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下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，选取不同相位载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。 2PSK信号与2ASK信号时域表达式在形式上是完全相似，所不同只是两者基带信号s(t)构成，一种由双极性NRZ码构成，另一种由单极性NRZ码构成。因而，求2PSK信号功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相似办法。图1 2psk模仿调制法 图2 2psk键控调制法2.3 2psk信号解调办法 2PSK信号属于DSB信号,它解调,不再能采用包络检测办法,只能进行相干解调，如图3所示。图3 2PSK相干解调系统框图及个测试点波形2.4 误比特率BER分析误比特率（BER：Bit Error Rate）是指二进制传播系统浮现码传播错误概率，也就是二进制系统误码率，它是衡量二进制数字调制系统性能重要指标，误比特率越低阐明抗干扰性能越强。对于多进制数字调制系统，普通用误符号率（Symble Error Rate）表达，误符号率和误比特率之间可以进行换算，例如采用格雷编码MPSK系统，其误比特率和误符号率之间换算关系近似为： 。其中，M为进制数，且误比特率不大于误符号率。3 建立模型描述 sinmulink实现2psk仿真，涉及调制模块、高斯噪声模块、解调模块和误码率比较模块，如图4所示。由bernoulli binary generator产生输入信号，并通过Unipolar to Bipolar Converter将单极性码变为双极性码。由Sine Wave产生载波信号，通过互为相反数振幅实现相位跃变。由Switch实现键控，由Gaussian Noise Generator产生高斯噪声。解调模块通过band pass带通、Product乘法器、low pass低通、抽样判决模块实现，其中抽样判决模块由Triggered Subsystem、Pulse Generator、Relay、Zero-Order Hold1构成。最后，由Bipolar to UnipolarConverter将双极性码转变为单极性码输出。此外，误码率比较模块由Error RateCalculation、Display和Zero-Order Hold构成，比较输入信号与输出信号之间误码率，并显示。图4 sinmulink对2psk信号调制和解调4 模块功能分析4.1 调制模块 该模块可由如图5所示仿真图实现。图5 键控调制模块其中，sin wave和sin wave1是反向载波，Bernoulli Binary产生方波，参数如图6到10所示。图6 sin wave参数图7 sin wave参数图8 Bernoulli Binary Generator参数图9 Unipolar toBipolarConverter参数图10 switch参数4.2 高斯噪声模块 该模块由图11所示仿真图实现。图11 高斯噪声模块4.3 解调模块 该模块涉及带通滤波器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、抽样判决模块，最后将双极性码转变为单极性码输出显示，如图12所示。图12 解调模块参数设立如下：图13 带通滤波模块参数图14 低通滤波器模块参数图15 Pulse Generator参数4.4 误码率比较模块 该模块比较输出信号与输入信号之间错码概率，并显示。图16 误码率比较模块5调试过程及结论图17 Scope输出波形图18 Scope1输出波形 注释：从上至下一次是输入信号，2psk信号，双极性码信号，载波信号，输出波形，低通滤波信号，相乘信号，带通滤波信号。 此时误码率显示如图19所示。图19 误码率1通过变化Gaussian Noise Generator中Mean value和Variance (vector or matrix)可以变化高斯噪声模块产生噪声状况，从而变化误码率。当Gaussian Noise Generator中参数如图20所示时，误码率显示如图21所示。图20 Gaussian Noise Generator参数值图21 误码率26 心得体会 这次课程设计没有和平时实验同样连电路，而是在软件上进行仿真。刚开始拿到题目，有点不知所措，虽然学过matlab，但是并没有纯熟掌握。但是，通过查找资料，还是逐渐熟悉了simulink操作，发现它其实和proteus差不多，甚至更为简朴，每个模块都是设定好，可以直接使用。之后，就是设计2psk数字调制系统了。在教师课堂解说基本上，又查阅了有关资料，得到了一种初步模型。在实际操作过程中浮现了诸多问题，但通过自己对simulink学习以及和同窗讨论，问题被一一解决。在设计滤波器时，要注意带通滤波器带宽应使得所需信号可以通过，即如果基带频率选取10Hz，载波频率选取50Hz，则带通滤波器低频选15Hz，高频选35Hz。刚开始做时随便选带宽，电路虽然对，但是成果波形不对。低通滤波器带宽等于调制信号带宽，即如果基带频率选取10Hz，低通滤波器最高截至频率选10Hz。在进行sinmulink仿真时，我按原理排好了电路，但是当仿真时发现出错，检查模块搭建以及参数设立都并没出错，在同窗协助下发现是高斯噪声模块选取出错，更改之后，系统能正常运营。本次课程设计，获益匪浅，不但将理论知识和实际联系起来，加深了自己对2psk理解，通过仿真成果直观理解到了2psk数字调制系统波形以及误码率状况，同步也更加纯熟掌握了matlab simulink，并且提高了自己解决问题能力。7 参照文献1樊昌信、曹丽娜.通信原理M . 北京:国防工业出版社,2胡晓冬，董辰辉 MATLAB 从入门到精通.北京：人民邮电出版社，