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1、班級(jí):姓名:指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)時(shí)間:設(shè)計(jì)一個(gè)采用2PSK調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)要求1,設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體框圖及數(shù)字模型2,產(chǎn)生離散二進(jìn)制信源,進(jìn)行信道編碼(漢明碼),產(chǎn)生bpsk信號(hào)。3,加入信道噪聲(高斯白噪聲)。4,BPSK信號(hào)相干解調(diào),信道解碼。5,系統(tǒng)性能分析(信號(hào)波形,頻譜,0噪聲的波形,頻譜,信道編解碼帶來的系統(tǒng)誤碼率性能增益,誤碼率與曲線對(duì)比)。二、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)字信號(hào)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(hào)。為丫使數(shù)字信號(hào)在帶通信道屮傳輸,必須使用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載
2、波進(jìn)行調(diào)制,以使信號(hào)與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波,把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制技術(shù)的兩種方法:1)模擬相乘法。利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制,即把把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特殊情況處理。2)鍵控法。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,比如本實(shí)驗(yàn)對(duì)載波的相位進(jìn)行鍵控,便可獲得相移鍵控(PSK)基本的調(diào)制方式。1.BPSK的調(diào)制原理:二進(jìn)制移和鍵控是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)0和1去控制載波的兩個(gè)和位0和的方法。在2PSK屮,通
3、常用初始相位0和分別表示二進(jìn)制1和0。因此,2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為:^2PSK(r)=Acos⑽+叭)(1)式中,(pn表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位:因此,上式可以改寫為0,發(fā)送“0”時(shí)A發(fā)送“1”時(shí)fAcoseoct,概率為尸2PSK(Z)=1-Acos^.Z,概率為1-P由于兩種碼元的波形相同,極性相反,故BPSK信號(hào)可以表述為一個(gè)雙極性全占空矩形脈沖序列與一個(gè)正弦載波的相乘:e2PSK(,)=5(z)cosa)ct(4)式屮s{t)=^ang{t-nTs}(5)n=n概率為P概率為1-P這里s(t)力雙極性全占空
4、(非歸零)矩形脈沖序列,g(t)是脈寬為Ts的單個(gè)矩形脈沖,而^的統(tǒng)計(jì)特性:(6)0
5、0I圖1BPSK信號(hào)的波形示例1.BPSK的解調(diào)原理:2PSK信號(hào)的解調(diào)方法是相干解調(diào)法。由于PSK信號(hào)本身就是利用相位傳遞信息的,所以在接收端必須利用信號(hào)的相位信總采用相干解調(diào)法來解調(diào)信號(hào)。給出了一種2PSK信號(hào)相干接收設(shè)備的原理框圖。圖中經(jīng)過帶通濾波的信號(hào)在相乘器中與本地載波相乘,然后用低通濾波器濾除高頻分量,再進(jìn)行抽樣判決,判決器是按極性進(jìn)行判決,得到最終的二進(jìn)制信息。具體波形如丁圖.?三、BPSK調(diào)制解調(diào)的MATLAB仿真2.
6、BPSK調(diào)制的數(shù)學(xué)模型及框圖:由于BPSK的兩種碼元的波形相同,極性相反,故BPSK信號(hào)可以表述為一個(gè)雙極性全占空矩形脈沖序列與一個(gè)正弦載波的相乘:e2PSK(t)=s(t)coscoct其中巾即s(t)為雙極性全占空(非歸零)矩形脈沖序列。n2PSK信號(hào)的調(diào)制器原理方框圖模擬調(diào)制的方法雙極性coscot鍵控法開關(guān)電路1.BPSK解調(diào)的原理及框圖:由于PSK信號(hào)本身就是利用相位傳遞信息的,所以在接收端必須利用信號(hào)的相位信息采用相干解調(diào)法來解調(diào)信兮。2PSK帶通濾波器4相乘器4低通濾波器4抽樣判決器定吋脈沖cosa)ct
7、b2.實(shí)驗(yàn)程序:主程序:clearallnum=10;tnum=200;N=num*tnum;F=7;K=4;msg=randint(200,4,2);a=encode(msg,F,K)%漢明編碼fc=0.5;t=0:0.05:9.99;%七從0到9.99,間隔為0.05s=[];c=[];fori=l:num%1.從1至iJlO循環(huán)if(a(i)==0)A=zeros(1,tnum);%i=0吋,產(chǎn)生-?個(gè)碼元長(zhǎng)度為tnum(200)的0碼元elseends=[sA];%3為隨機(jī)基帶信號(hào)cs=sin(2*pi*fc*
8、t);c=[ccs];%c為載波信號(hào)end%采用模擬調(diào)制方法得到調(diào)制信號(hào)s_NRZ=[];fori=l:num%土從1至Ijnum(10)循環(huán)if(a(i)==0)A=ones(1,tnum);%i=0時(shí),產(chǎn)生一個(gè)碼元長(zhǎng)度為tnum(200)的1碼元elseA=-l*ones(1,tnum);%丄非0時(shí),產(chǎn)生-?個(gè)碼元長(zhǎng)度為tnum(200)的-1碼元ends_NRZ=[s_NRZ,A];%s_NRZ為雙極性非歸零碼ende=s_NRZ.*c;%e*BPSK調(diào)制佶號(hào)figure(1);%圖1plot(s);%作3(?帶
9、信號(hào))的波形閣gridon;axis([0N-22]);%橫軸長(zhǎng)度為0到N,縱軸范圍為-2到+2xlabel(?基帶信號(hào)s(t)1);%乂軸的注釋ylabel(1基帶信兮幅值1);%丫軸的注釋figure(10);plot(c);gridon;axis([01000-22]);xlabel('BPSK載波信號(hào)');ylabel(’