调制解调系统的设计与仿真.doc

郑州航空工业管理学院

《电子信息系统仿真》课程设计

13 级 电子信息工程 专业 81 班级

题 目 2PSK调制解调系统设计与仿真
姓 名 韩啟典 学号
指引教师 王丹

二О一 五 年 12 月 10 日

一， MATLAB软件简介
MATLAB（矩阵实验室）是一种专业计算机程序，它是美国MathWorks公司出品商业数学软件，用于算法开发，数据可视化，数据分析以及工程科学矩阵数学运算。在后来几年里，逐渐发展为一种极其灵活计算体系，用于解决各种重要技术问题。它Mathematica以及Maple并称为三大数学软件。Matlab程序执行MATLAB语言，并提供了一种极其广泛预定义函数库，这样就使得技术工作变简朴高效。
MATLAB是一种庞大程序，拥有难以置信各种丰富函数，基本MATLAB语言已经拥有了超过1000各种函数，而它工具包带有更多函数，由此扩展了它在许多专业领域能力。
二，理论分析
2.1，2PSK调制解调系统设计与仿真原理
调制原理： 2PSK调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选取器。

乘法器
码型变换
S(t) 双极性 e2psk(t)
不归零

Coswc(t)

开关电路

Coswc(t)
0
e2psk(t)
π
180°移相

s(t)

2PSK信号调制原理框图

解调原理：2PSK信号解调办法是相干解调法。由于PSK信号自身就是运用相位传递信息，因此在接受端必要运用信号相位信息来解调信号。通过带通滤波信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决。

抽样判决
低通滤波器
相乘
带通滤波器
2psk V(t)

coswt

本地载波提取
解调器 定期脉冲

2psk信号解调原理框图
2.2，程序清单
clear all;
close all;

fs=7e4;%抽样频率
fm=14e3;%基带频率
n=3*(7*fs/fm);
final=(1/fs)*(n-1);
fc=3e4;%载波频率
t=0:1/fs:(final);
Fn=fs/2;%奈奎斯特频率

%用正弦波产生方波
%=================================
twopi_fc_t=2*pi*fm*t;
A=2;
phi=0;
x=A*cos(twopi_fc_t+phi);%方波
am=3;
x(x>0)=am;
x(x<0)=-3;

figure(1)
subplot(321);
plot(t,x);
axis([0 2e-4 -5 5]);
title('基带信号');
grid on

car=cos(2*pi*fc*t);%载波
ask=x.*car;%载波调制

subplot(322);
plot(t,ask);
axis([0 20e-5 -3 3]);
title('PSK信号');
grid on;
%========================================
vn=0.1;
noise=vn*(randn(size(t)));%产生噪音
subplot(323);
plot(t,noise);
grid on;
title('噪音信号');
axis([0 0.1e-2 -0.3 0.3]);

askn=(ask+noise);%调制后加噪
subplot(324);
plot(t,askn);
axis([0 20e-5 -3 3]);
title('加噪后信号');
grid on;

%带通滤波
%========================================
fBW=40e3;
f=[0:3e3:4e5];
w=2*pi*f/fs;
z=exp(w*j);
BW=2*pi*fBW/fs;
a=.8547;%BW=2(1-a)/sqrt(a)
p=(j^2*a^2);
gain=135;
Hz=gain*(z+1).*(z-1)./(z.^2-(pi));

subplot(325);
plot(f,abs(Hz));
title('带通滤波器');
axis([0 25e4 0 70]);
grid on;

Hz(Hz==0)=10^(8);%avoid log(0)
subplot(326);
plot(f,20*log10(abs(Hz)));
grid on;
title('Receiver -3dB Filter Response');
axis([0 25e4 10 38]);

%滤波器系数
a=[1 0 0.7305];%[1 0 p]
b=[0.135 0 -0.135];%gain*[1 0 -1]
faskn=filter(b,a,askn);
figure(2)
subplot(321);
plot(t,faskn);
axis([0 200e-5 -1.5 1.5]);
title('通过带通滤波后输出');
grid on;
cm=faskn.*car;%解调
subplot(322);
plot(t,cm);
axis([0 200e-5 -1.5 1.5]);
grid on;
title('通过相乘器后输出');
%低通滤波器
%=======================================================
p=0.72;
gain1=0.14;%gain=(1-p)/2
Hz1=gain1*(z+1)./(z-(p));

subplot(323);
Hz1(Hz1==0)=10^(-8);%avoid log(0)
plot(f,20*log10(abs(Hz1)));
grid on;
title('LPF -3dB response');
axis([0 2e400 -63 1]);

%滤波器系数
a1=[1 -0.72];%(z-(p))
b1=[0.14 0.14];%gain*[1 1]

so=filter(b1,a1,cm);
so=so*10;%add gain
so=so-mean(so);%removes DC component
subplot(324);
plot(t,so);
axis([0 2e-3 -4 4]);
title('通过低通滤波器后输出');
grid on;
%Comparator
%======================================
High=2.5;
Low=-2.5;
vt=0;%设立比较原则
error=0;
len1=length(so);
for ii=1:len1
if so(ii)>=vt
Vs(ii)=High;
else
Vs(ii)=Low;
end
end
Vo=Vs;
subplot(325);
plot (t,Vo),title('解调后输出信号')
axis([0 2e-4 -5 5])
grid on;
xlabel('时间 (s)'),ylabel('幅度(V)')

三，2PSK调制解调仿真效果图

四，总结
这次使用MATLAB数字调制信号仿真分析课程设计让我受益匪浅，更加进一步掌握了MATLAB软件用法，理解了数字调制数字调制基本原理和重要过程，进一步学习了信号传播关于内容。
通过这两周自主课程设计，我明白了自己平时上课所学知识十分有限，仅仅靠这些是不够。为了完毕这次设计，我要在图书馆和网上查找诸多有关资料，在遇到不会以及无法解决问题时，我就和同窗讨论交流，请教某些学长，最后完毕这次设计。
这次课程设计让我明白了课下自主学习实践重要性，也让我结识到了自己知识局限性。但是，最后，我还是完毕了这次课程设计，这让我布满信心，也让我对自己专业产生更加浓厚兴趣。

指引教师评语：

课程设计成绩： 指引教师签名：
年 月 日