通信原理matlab課程設(shè)計(jì)--2ask、2fsk、2psk、2dpsk調(diào)制解調(diào)matlab仿真

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文檔簡介

1、　　通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　題目: 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK調(diào)制解調(diào)matlab仿真 　　姓名： 　　學(xué) 院：信工學(xué) 院 　　專業(yè)：

2、 　　指導(dǎo)教師： 　　完成日期： 2013 年 5 月 5日　　一、設(shè)計(jì)要求　　課程設(shè)計(jì)需要運(yùn)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)2ASK,2FSK,2PSK，2DPSK調(diào)制解調(diào)過程，并

3、且輸出其源碼，調(diào)制后碼元以及解調(diào)后碼元的波形。　　二、基本原理　　二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)原理　　數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳輸和帶通傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信道具有帶通特性而不能直接傳輸基帶信號。為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須使用數(shù)字基帶信號對載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號與信道

4、的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制。通常使用鍵控法來實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，比如對載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控。　　(1) 振幅鍵控是利用載波的幅度變化來傳遞數(shù)字信息,而其頻率和相位保持不變，在2ASK中，載波的幅度只有兩種變化狀態(tài)，分別對應(yīng)二進(jìn)制信息‘0’和‘1’。OOK（通－斷鍵控）是一種常用的二進(jìn)制振幅鍵控式<

5、p>　　模擬調(diào)制器法鍵控法　　包絡(luò)檢波法　　同步檢測法　　(2) 一個2FSK信號可以看成是兩個不同載波的2ASK信號的疊加。其解調(diào)和解調(diào)方法和ASK差不多。2FSK信號的頻

6、譜可以看成是f1和f2的兩個2ASK頻譜的組合。　　2FSK信號的產(chǎn)生方法 　　采用模擬調(diào)頻電路來實(shí)現(xiàn)：信號在相鄰碼元之間的相位是連續(xù)變化的。　　采用鍵控法來實(shí)現(xiàn)：相鄰碼元之間的相位不一定連續(xù)。　　2FSK信號的解調(diào)方法<b

7、>　　相干解調(diào)　　非相干解調(diào)　　(3) 2PSK以載波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的，當(dāng)基帶信號為0時相位相對于初始相位為0，當(dāng)基帶信號為1時相對于初始相位為180°。　　調(diào)制器原理方框圖如下：　　模擬

8、調(diào)制法檢控法　　2PSK信號的解調(diào)器原理方框圖　　(4) 2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。2DPSK調(diào)制原理方框圖如下圖。　　相干解調(diào)法。

9、　　差分相干解調(diào)(相位比較）法 　　三、源代碼　　s=menu('通信原理','2ASK','2PSK','2FSK','2DPSK')　　switch s&l

10、t;/b>　　case 1,scolor='2ASK';　　n=8;N=100;K=4;　　a=randint(1,n);　　bita=[];sl=[];　　bitRate=1e3;fc=1e3;%載頻1KH

11、Z　　t=linspace(0,1/bitRate,N);　　for i=1:length(a)　　if a(i)==0　　bit1=zeros(1,N);　　else

12、　　bit1=ones(1,N);　　end　　bita=[bita,bit1];　　c=sin(2*pi*t*fc);　　sl=[sl c];　　end

13、　　figure(1);　　subplot(K,1,1);plot(bita,'LineWidth',1.5),title('基帶信號'),grid on;axis([0,N*length(a),-2.5,2.5]);　　tz=bita*6.*sl;</p

14、>　　subplot(K,1,2);plot(tz,'LineWidth',1.5);title('ASK調(diào)制后信號');grid on;　　signal=awgn(tz,80,'measured');　　subplot(K,1,3);plot(signal,'LineW

15、idth',1.5),grid on;title('信號+噪聲')　　Fs=3e3;　　[b,a]=ellip(4,0.1,40,[999.9,1000.1]*2/Fs);%設(shè)計(jì)IIR帶通濾波器，階數(shù)為4，通帶紋波0.1，阻帶衰減40DB　　sf=fi

16、lter(b,a,signal);%信號通過該濾波器　　figure(2);　　K1=4;　　subplot(K1,1,1);plot(sf,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')&l

17、t;p>　　signal2=abs(sf); %乘同頻同相sin　　subplot(K1,1,2);plot(signal2,'LineWidth',1.5),grid on;title('全波整流器'); 　　Fs=3e3;%抽樣頻率400HZ　　[b,a]=elli

18、p(4,0.1,40,[50]*2/Fs);%設(shè)計(jì)IIR低通濾波器　　sf1=filter(b,a,signal2);%信號通過該濾波器，輸出信號sf　　subplot(K1,1,3);plot(sf1,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF');

19、　　sf2=[];　　LL=fc/bitRate*N;　　i=LL/2;　　bitb=[];　　while (i<=length(sf1))

20、 %判決　　sf2=[sf2,sf1(i)>=0.001];　　i=i+LL;　　end 　　for i=1:length(sf2)　　i

21、f sf2(i)==0　　bit1=zeros(1,N);　　else 　　bit1=ones(1,N);　　end　　bitb=[bitb,bit1];

22、　　end　　figure(1);　　subplot(K,1,4); plot(bitb,'LineWidth',1.5),grid on;title('解調(diào)后信號'); axis([0,N*length(sf2),-2.5,2.5]);<

23、;/p>　　case 2,scolor='2PSK';　　l=linspace(0,pi,50);% 數(shù)據(jù)初始化　　t=linspace(0,9*pi,450);　　b=1:1:9;　　o

24、ut=1:1:450;　　f=1:1:450;　　g=1:1:450;　　w1=2 %正弦波f1的頻率,可以根據(jù)自己想要的頻率在此改寫　　%正弦波f2的頻率,可以根據(jù)自己想要的頻率在此改寫　　f1=sin(w1*l

25、);　　figure(1);　　f2=sin(w1*l+pi);　　figure(1);　　subplot(2,1,1),plot(l,f1),axis([0 pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('f1');%

26、畫出f1信號波形　　subplot(2,1,2),plot(l,f2),axis([0 pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('f2');%畫出f2信號波形　　a=[0 1 0 0 0 1 1 0 1]　　for i=1:9 %2pSK編

27、碼　　if a(i)==0　　for k=1:50 %如果二進(jìn)制原碼為0則輸出f1波形　　out(k+50*(i-1))=f1(k);　　end　　else </b

28、>　　for j=1:50　　out(j+50*(i-1))=f2(j); %r如果二進(jìn)制原碼為1則輸出f2波形　　end　　end

29、;　　end　　for i=1:9 %2PSK解碼　　n=0;m=0;　　for j=1:50　　if out(j+50*(i-1))-f1(j)==0

30、　　n=n+1;　　else if out(j+50*(i-1))-f2(j)==0　　m=m+1;　　end　　end

31、;　　end　　if n>m　　b(i)=0;　　else b(i)=1;　　end<

32、;/b>　　end 　　b　　for i=1:9 %畫出解碼后的波形 ,包括原碼和解碼出的碼,進(jìn)行對比　　for j=1+50*(i-1):50*i<

33、p>　　f(j)=a(i);　　g(j)=b(i);　　end　　end　　figure(2);　　subplot(3,1,1),plot(t,f)

34、,axis([0 9*pi -0.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('數(shù)字基帶調(diào)制原碼');　　subplot(3,1,2),plot(t,out),axis([0 9*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('調(diào)制好的波形');　　subplo

35、t(3,1,3),plot(t,g),axis([0 9*pi -0.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('解碼得到的碼');　　[Num,Rat]=biterr(f,g)　　case 3,scolor='2FSK';　　%==生成隨機(jī)碼元、基帶信

36、號、調(diào)制================%　　n=8;%隨機(jī)碼元個數(shù)　　N=100;%模擬一個碼元的點(diǎn)數(shù)　　K=4;%figure1畫四個小圖　　a=randint(1,n)%碼元生成　　bita=[];%定義空數(shù)組，存放基帶信號

37、　　for i=1:length(a)　　if a(i)==0　　bit1=zeros(1,N);　　else 　　bit1=ones(1,N);&l

38、t;b>　　end　　bita=[bita,bit1];%基帶信號　　end　　figure(1);　　subplot(K,1,1);plot(bita,'LineWidth',1.5),ti

39、tle('基帶信號'),grid on;axis([0,N*length(a),-2.5,2.5]);　　bitRate=1e3;%每一個碼元中采樣點(diǎn)的間隔寬度0.001s　　fc=1e3;%載頻1KHZ　　t=linspace(0,1/bitRate,N);<p&g

40、t;　　tz=[];　　c1=sin(2*pi*t*fc);%載波　　c2=sin(2*pi*t*fc*2);%載波　　for i=1:length(a)　　if a(i)==1　　tz=[t

41、z,c1];　　else　　tz=[tz,c2];　　end　　end　　subplot(K,1,2);plot(t

42、z,'LineWidth',1.5);title('2FSK已調(diào)信號');grid on;　　signal=awgn(tz,20,'measured');%加噪　　subplot(K,1,3);plot(signal,'LineWidth',1.5),grid on;title('信

43、號+噪聲')　　%===========解調(diào)============%　　Fs=5e3;%采樣頻率　　[b1,a1]=ellip(4,0.1,40,[999.9,1000.1]*2/Fs);%設(shè)計(jì)IIR帶通濾波器，階數(shù)為4，通帶紋波0.1，阻帶衰減40DB　　[b

44、2,a2]=ellip(4,0.1,40,[1999.9,2000.1]*2/Fs);　　sa=filter(b1,a1,signal);%信號通過該濾波器　　sb=filter(b2,a2,signal);　　figure(2);　　K1=3;%figure2畫（3*2

45、)幅圖表示解調(diào)過程　　subplot(K1,2,1);plot(sa,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')　　subplot(K1,2,2);plot(sb,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')

46、　　%======相乘器=============%　　t=linspace(0,1/bitRate,N);　　c1=sin(2*pi*t*fc);　　c2=sin(2*pi*t*fc*2);　　sia=[];&l

47、t;/p>　　sib=[];　　for i=1:n　　sia=[sia,c1];　　sib=[sib,c2];　　end</

48、p>　　siga=sa.*sia;%乘同頻同相sia　　sigb=sb.*sib;%乘同頻同相sib　　subplot(K1,2,3);plot(siga,'LineWidth',1.5),grid on;title('相乘器'); 　　subplot

49、(K1,2,4);plot(sigb,'LineWidth',1.5),grid on;title('相乘器'); 　　%========LPF================%　　Fs=5e3;%抽樣頻率400HZ　　[b1,a1]=ellip(4,0.1,40,[50]*2/

50、Fs);%設(shè)計(jì)IIR低通濾波器　　[b2,a2]=ellip(4,0.1,40,[50]*2/Fs);%設(shè)計(jì)IIR低通濾波器　　sfa=filter(b1,a1,siga);%信號通過該濾波器，輸出信號sfa　　sfb=filter(b2,a2,sigb);%信號通過該濾波器，輸出信號sfb

51、　　subplot(K1,2,5);plot(sfa,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF'); 　　subplot(K1,2,6);plot(sfb,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF');　　%==

52、=========抽樣判決==================%　　s2a=[];s2b=[];　　LL=fc/bitRate*N;　　i1=LL/2;i2=LL;　　bitb=[];　　wh

53、ile (i1<=length(sfa)) %判決過程　　s2a=[s2a,sfa(i1)>=0];　　i1=i1+LL;　　end　　while (i2<=length(sfb

54、)) 　　s2b=[s2b,sfb(i2)<=0]; 　　i2=i2+LL;　　end 　　for i=1:n<p

55、>　　if s2a(i)>s2b(i)　　bit1=zeros(1,N);　　else 　　bit1=ones(1,N);　　end　　bit

56、b=[bitb,bit1];　　end　　figure(1);　　subplot(K,1,4); plot(bitb,'LineWidth',1.5),grid on;title('解調(diào)后信號'); axis([0,length(bitb),-

57、2.5,2.5]);　　case 4,scolor='2DPSK';　　%- 2DPSK 調(diào)制與解調(diào)　　%---------------------------------------------------　　%>>>>>&

58、gt;>>>>>>>>>>>>Initial_Part>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>　　%-------------------------------------------------

59、--　　fs = 30000;　　Time_Hold_On = 0.1;　　Num_Unit = fs * Time_Hold_On;　　High_Level = ones ( 1, Num_Unit );　　Low_Level

60、= zeros ( 1, Num_Unit );　　w = 300;　　A = 1;　　%---------------------------------------------------

61、%>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_The_Signal>>>>>>>>>>>>>>>　　%---------------------------------------------

62、------　　Sign_Set = [0,1,1,0,1,0,0,1]　　Lenth_Of_Sign = length ( Sign_Set );　　st = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );　　sign_orign = ze

63、ros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );　　sign_result = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );　　t = 0 : 1/fs : Time_Hold_On * Lenth_Of_Sign - 1/fs;　　%-----------

64、----------------------------------------　　%>>>>>>>>>>>產(chǎn)生基帶信號>>>>>>>>>>>>　　%----------------------------------

65、-----------------　　for I = 1 : Lenth_Of_Sign　　if Sign_Set(I) == 1　　sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;

66、else　　sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;　　end　　end　　%------------

67、---------------------------------------　　%>>>>>>>>>>>>>>>>>>調(diào)制部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>

68、;　　%---------------------------------------------------　　for I = 1 : Lenth_Of_Sign　　if Sign_Set(I) == 1　　st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A

69、* cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) + ( pi / 2 ) );　　else　　st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A * cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Uni

70、t + 1 : I*Num_Unit ) );　　end　　end　　figure　　subplot ( 2,1,1 )<p&g

71、t;　　plot(t, sign_orign);　　axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - (A / 2), A + (A / 2) ] );　　title ( '原始信號' );　　grid<

72、/p>　　subplot ( 2, 1, 2 );　　plot ( t, st );　　axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );　　title ( '調(diào)制后的信號

73、9; );　　grid　　%---------------------------------------------------　　%>>>>>>>>>>>>>>>>>&g

74、t;相乘>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>　　%---------------------------------------------------　　dt

75、 = st .* cos ( 2 * pi * w * t );　　figure　　plot ( t, dt );　　axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );<

76、;/p>　　title ( '相乘后的波形' );　　grid　　%---------------------------------------------------　　%>>>>>>>

77、>>>>>>>>>>>>低通濾波部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>　　%---------------------------------------------------

78、　　[N,Wn] = buttord( 2*pi*50, 2*pi*150,3,25,'s'); %臨界頻率采用角頻率表示　　[b,a]=butter(N,Wn,'s');　　[bz,az]=impinvar(b,a,fs); %映射為數(shù)字的　　dt = fil

79、ter(bz,az,dt);　　figure　　plot ( t, dt );　　axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );

80、　title ( '低通濾波后的波形' );　　grid　　%---------------------------------------------------　　%>>>>>>>>>>>&

81、gt;>抽樣判決 & 逆碼變換部分>>>>>>>>>>>>>>>　　%---------------------------------------------------　　for I = 1 : Lenth_Of_Sign&

82、lt;p>　　if dt((2*I-1)*Num_Unit/2) < 0.25　　sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;　　else　　sign_result( (I-1)*Num_U

83、nit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;　　end　　end　　figure　　plot ( t, sign_result );&

84、lt;/p>　　axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] );　　title ( '解調(diào)后信號' );　　grid <b&

85、gt;　　end　　四、仿真現(xiàn)象　　運(yùn)行程序　　還會出現(xiàn)調(diào)制解調(diào)得選擇窗口，來進(jìn)行選擇調(diào)制解調(diào)方式如下　　在選擇窗口中可以看到有四種調(diào)制解調(diào)方式<

86、;p>　　選擇2ASK進(jìn)行調(diào)制解調(diào)　　可以看到隨機(jī)得基帶信號，2ASK調(diào)制后的信號以及2ASK解調(diào)后的信號　　進(jìn)入菜單從新選擇2PSK　　可以看到隨機(jī)產(chǎn)生得2PSK基帶信號，2PSK調(diào)制后的信號以及2PSK解調(diào)后的信號　　進(jìn)入菜單欄重新選擇2FSK調(diào)制解調(diào)<

87、/p>　　可以看到隨機(jī)產(chǎn)生得基帶信號，使用2FSK調(diào)制后的信號以及使用2FSK解調(diào)后的信號　　進(jìn)入菜單欄從新選擇2DPSK調(diào)制解調(diào)　　以上為隨機(jī)產(chǎn)生得二進(jìn)制原始信號以及2DPSK調(diào)制之后得信號　　使用2DPSK解調(diào)之后的信號

88、　五、調(diào)試分析　　1、調(diào)試方法：根據(jù)自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容運(yùn)行程序，仔細(xì)檢查MATLAB運(yùn)行出來的圖片中的數(shù)據(jù)是否符合自己的設(shè)計(jì)要求。如果不符合就應(yīng)該調(diào)整程序內(nèi)容，繼續(xù)運(yùn)行，直到達(dá)到自己設(shè)計(jì)要求。　　2、問題分析與解決措施.　　在調(diào)試過程中遇到了

89、;　?。?）程序不能正常運(yùn)行　　錯誤：程序命名保存時用了2SK　　（2）輸出提示語句未顯示　　錯誤：提示語與程序中設(shè)置顯示語言發(fā)生沖突。　?。?）使用menu模塊時未能成功連接　　錯誤：連接語使用不一致，不能

90、正常連接　　六、參考文獻(xiàn)　　《通信原理（第六版）》樊昌信曹麗娜編國防工業(yè)出版社　　通信原理-基于MATLAB的仿真 - 郭文彬　　七、心得體會　　經(jīng)過

91、這次通信原理課程設(shè)計(jì)，我復(fù)習(xí)了MATLAB編程語言的基本概念、語法、語義和數(shù)據(jù)類型的使用特點(diǎn)，加深了對通信原理課程的理解，了解了運(yùn)用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法，更重要的是培養(yǎng)了自己的自學(xué)能力。　　以下是我的幾點(diǎn)切身感受：　?。ㄒ唬┳x程序需要一個清醒的頭腦，明確的思路，同時也要有耐心毅力。　　剛拿到程序設(shè)計(jì)課

92、題時，我感覺一片茫然，因?yàn)樵谥暗男盘柼幚韺W(xué)習(xí)中，只是在一些例題中接觸過MATLAB語言，對MATLAB的基本語句一無所知，不過通過原有程序，了解了首先要設(shè)計(jì)guide目錄，再根據(jù)用戶輸入,執(zhí)行swtich語句，在每個case后調(diào)用一個函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)要求的功能。至此，我真真體會到清晰地思路對成功編寫一個程序的重要性。　　（二）我們在大學(xué)需要學(xué)習(xí)的不僅是基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識，更重要的是一種學(xué)習(xí)能力。&

93、lt;/p>　　由于課堂時間有限，MATLAB課程只能靠我們自學(xué)，了解了MATLAB軟件的應(yīng)用，較為熟練的掌握了軟件的功能應(yīng)用。　?。ㄈ┮獙W(xué)會向他人請教，與他人合作。　　在閱讀程序過程中，我遇到了許多問題，還好大部分通過查找資料能找到原因，在閱讀程序的過程中，我與我組成員共同討論，為對方查找錯誤，提示建議，在這個過程中我收獲

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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