基于matlabsimulink的dpsk系统的仿真-精品

基于matlabsimulink的dpsk系统的仿真-精品内容摘要：

的。 因此 2DPSK 信号的功率谱密度和 2PSK 信号的功率谱密度是完全一样的。 2解调 2DPSK 信号可以采用相干解调法（极性比较法）和差分相干解调法（相位比较法）。 本课程设计采用相干解调法，图 23 为相干解调法，解调器原理图和解调过程各点时间波形如图 23（ a）和（ b）所示 [2]。 其解调原理是：先对 2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。 在解调过程中，若相干载波产生 180o 相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。 9 9 （ a） （ b） 图 25 2DPSK 的相干解调 3 系统 框图设计 3． 1 DPSK 调制与解调 1 DPSK 调制与解调电路如图 31 所示 10 10 图 31 2DPSK 调制与解调电路图 调制 2DPSK 的调制采用 模拟调制法。 调制电路的主要模块是码型变换模块，它主要是完成绝对码波形转换为相对码波形，在实际的仿真中要先经过 差分编码， 再进行 极性双变换， 得到的信号与载波一起通过 相乘器 ，就完成了调制过程。 其中要注意的 是在进行差分编码之后再进行极性变换之前要有一个数据类型转换的单元，前后数据类型一致才不会出错。 在 DPSK 调制中，载 波频率应比基带信号的频率大，故将载波的频率参数设置为2020*pi，抽样时间为 0，其参数图如图 32 所示。 将基带信号的抽样时间改成 .001，其参数图如图 33所示。 11 11 图 32 载波参数设置 图 33 基带信号参数设置 在单极性到双极性变换中， Mary number 设置为 2，极性为 positive，如图 34所示。 12 12 图 34 差分编码器 Unipolar to Bipolar Converter参数设置 乘法器参数设置如图 35所示 图 35 乘法器参数设置 码变换部分参数设置如 图 3 3 38所示 13 13 图 36 Logical Operator参数设置 图 37 Unit Delay参数设置 14 14 图 38 Data Type Conversion参数设置 DPSK 解调 仿真中我们采用 相干解调法 进行 2DPSK 解调，解调电路中有 带通滤波器、相乘器、低通滤波器、抽样判决器及码反变换组成。 2DPSK 相干解调原理是：对 2DPSK 信号进行相干解调， 恢复出相对码，再通过码反变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。 载波的参数设置同 2DPSK 调制的载波参数 设置一致，可见图 32。 带通滤波器参数设置如图 39 所示。 低通滤波器参数设置如图 310 所示。 抽样判决器的参数设置如图 311 所示， 15 15 图 39 带通滤波器 参数设置 图 310 低通滤波器 参数设置 16 16 图 311 抽样判决 器 参数设置 2DPSK 解调电路仿真波形如图 312 所示 图 312 2DPSK 解调电路仿真波形 误码率模块参数设置如图 313所示： 17 17 图 313 误码率计算模块设置 图 314 误码显示模块 由图 314 得 误码率为 DPSK调制电路频谱分析 调制频谱 分析电路图如图 315所示 18 18 图 315 调制频谱分析电路图 将频谱分析模块加入电路中，两个模块 ZeroOrder Hold、 Spectrum Scope 参数设置分别如图 31 317所示。 图 316 ZeroOrder Hold 参数设置 19 19 图 317 Spectrum Scope 参数设置 将频谱分析模块加入到基带信号处，其频谱如图 318 所示，加入到经 DPSK 调制后的信号处，其频谱如图 319所示。 图 318基带信号频谱分析图 20 20 图 319 PSK 调制电路输出端频谱分析 图 DPSK 解调电路频谱分析 解调频谱分析电路图如图 320所示 图 320 解调频谱分析电路图 将频谱分析模块（其参数设置同调制电路相同）加入到解调电路输入端，其频谱如图 322 所示，加入到经 2DPSK 解调后的信号处，其频谱如图 323所示。 21 21 图 321解调电路输入端频谱分析图 图 322 2DPSK 解调信号频谱分析图 在调制与解调电路间加上噪声源，模拟信号在不同信道中的传输： a 用高斯白噪声模拟有线信道， b 用瑞利噪声模拟有直射分量的无线信道， c 用莱斯噪 声模拟无直射分量的无线信道。 a 信道中加入高斯噪声电路图如图 323 所示 22 22 图 323 加入高斯噪声后的 2DPSK 调制解调电路 高斯噪声发生器参数设置如图 324所示 图 324 高斯噪声发生器参数设置 加入高斯噪声后的仿真波形如图 325 所示 23 23 图 325 加入高斯噪声后的 2DPSK 仿真波形 由图 326 得误码率为 根据上面波形可知高斯噪声对信道产生了一定的影响，小部分产生了译码错误。 b 信道中加入瑞利噪声电路图如图 327 所示 图 327 加瑞利噪声的调制解调仿真电路图 24 24 瑞利噪声发生器参数设置如图 328所示 图 328 瑞利噪声发生器参数设置 加入瑞利噪声后的仿真波形如图 329 所示 图 329 加入瑞利噪声后的 2DPSK 仿真波形 根据上面波形可知瑞利噪声对信道产生了一定的影响，小部分产生了译码错误。 25 25 由图 327 得误码率为 c 信道中加入莱斯噪声的电路图如图 331 所示 图 331 加莱斯噪声的调制解调仿真电路图 莱斯噪声发生器参数设置如图 332所示 26 26 图 332 莱斯噪声发生器参数设置 加入莱斯噪声后的仿真波形如图 333 所示 图 333加入莱斯噪声后的 2DPSK 仿真波形 根据上面波形可知莱斯噪声对信道产生了一定的影响，小部分产生了译码错误。 由图 331 得误码率为 27 27 由实验结果可知，信道中加入高斯噪声，瑞利噪声，莱斯噪声后 ,随着噪声幅度的增加，误码率越来越大。 4 系统程序设计 运行后结果 28 28 5 仿真电路分析与总结 出现的问题 （ 1）示波器的图像出现不完整。 （ 2）在没有加入噪声时解调出现误码率 （ 3）一些模块经常有错误的提示。 解决方法 （ 1）在示波器图中修改 data history 中的 limit data points to last 参数，将其改大，再运行 simulink，即可从示波器中观察到准确图形。 （ 2）在没有加入噪声时出现误码率，是由于误码器参数设置错误的原因。 将基带信号与解调信号进行对比，可发现信号经传输后有 2 个单位的延迟，故将误码率计算模块中 Receive delay 中应设置为 2，再次运行 simulink，误码率显示模块中显示误码率为零。 （ 3）通过修改载波参数、带通滤波器和低通滤波器的参数使得经过滤波器后的信号衰减很小 .千万要注意，整个过程中的仿真时间 应该统一。 计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 在整个电路设计过程中， 由于理论知识的不足， 关键是基带信号与载波频率的设置及带通滤波器、低通滤波器的参数设置。 下面我对整个课程设计过程做一下简单的总结。 第一，查资料室做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆或上网找相关资料虽说是比较原始的方式，但也有可取之处。 不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 第二，通过上面的过程，已经积 29 29 累了不少资料，对所给的课程也大概有了一些了解，这一步就 在这样的基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 第三，有了研究方向，就该动手实现了。 其实以前的两步都是为这一步作的铺垫。 本次课程设计主要涉及到了通信原理和 MATLAB 的相关知识与运用，主要有基带信号的调制原理及方法、低通和带通滤波器等等，加深了对上述相关知识的了解，使自己更深刻理解了调制与解调的原理和实现方法，以及基本掌握了 MATLAB 的基本应用。 因为是以所学理论为基础，所以在课程设计的过程中，我又重温 2FSK 的调制与解调等知识，更加熟悉了 MATLAB 里面的 Simulink 工具箱，学会了独立建立模型，分析调制与解调结果，和加入噪声之后的情况，通过自己不断的调试，更好的理解加入噪声对信道的影响。 这次课程设计对我的自身能力有了进一步了解。 第一点，这进一步端正了我的学习态度，学会了实事求是、严谨的作风，提高了动手能力。 也要对自己严格要求，不能够一知半解，要力求明明白白。 浮躁的性格对于搞设计来说或者学习是致命的，一定要静下心。