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2DPSK调制与差分解调系统仿真课程设计
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2010-12-18
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本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计一个2DPSK调制与差分解调通信系统
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《 2DPSK
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2DPSK 调制与差分解调系统仿真
学生姓名: 指导老师:
摘 要 本课程设计主要运用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台设计一个
2DPSK 调制与差分解调通信系统,并把运行仿真结果输入到显示器,根据显示结果分
析所设计的系统性能。在课程设计中,首先根据原理构建调制差分解调电路,再在
Simulink 中调出各元件组成电路,再设置调制差分解调电路中各个模块的参数值并加
以运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设置的系统性能 。
关键词 Simulink; 2DPSK;调制;差分解调
1 引 言
本课程设计主要三利用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台,设计一个
2DPSK 调制与差分解调通信系统,分别在理想信道和非理想信道中运行,并把运行仿
真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。
1.1 课程设计目的
通过设计 2DPSK 调制与差分解调系统,并使其在理想信道和不同的噪声信道中运
行,让我们进一步理解通信系统的基本组成和数字通信的基础理论、通信系统发射端
信号的形成及接收端信号解调的原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知
识。
学会综合运用这些知识,并把这些知识运用于实践当中,使所学知识在综合运用
能力上以及分析问题、解决问题能力上得到进一步的发展,让自己对这些知识有更深
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的了解。
通过课程设计培养严谨的科学态度,认真的工作作风和团队协作精神。
1.2 课程设计的要求
(1) 学习使用 MATLAB 下 Simulink 仿真平台构建相应的通信系统。熟练掌握
Simulink 中的语法结构,编写方法。
(2) 利用课堂所学知识,在 Simulink 仿真平台中设计 2DPSK 调制与差分解调系
统。按照要求运行,检测系统仿真结果。
(3) 按照老师要求,认真完成课程设计报告书,加深课堂理论的理解,能够正
确阐述设计和实验结果。
(4) 在老师的指导下,个人独立完成自己的设计任务,严禁抄袭。
2 设计原理
2.1 通信简介
通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会,信息和通信已
成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源,只有通过广泛地传播与交流,才能产生利
用价值,促进社会成员之间的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益
[1]
。
通信的目的是传递消息中所包含的信息。消息是物质或精神状态的一种反应,在
不同时期具有不同的表现形式。例如,话音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等
都是消息(message)。人们接收消息,关心的是消息中所包含的有效内容,即信息
(information)。通信则是进行信息的时空转移,即把消息从一方传送到另一方。基于
这种认识,“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”
[1]
。
2.2 工作平台简介
MATLAB 是美国 MathWorks 公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式
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大型软件,是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。
它集图示和精确计算于一身,在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其
他需要进行复杂数值计算的领域得到广泛应用。它不仅是一个在各类工程设计中便于
使用的计算工具,而且也是一个在数学、数值分析和工程计算等课程教学中的优秀的
教学工具,在世界各地的高等院校中十分流行,在各类工业应用中更有不俗的表现
MATLAB 可以在几乎所有的 PC 机和大型计算机上运行,适用于 Windows、UNIX 等各
种系统平台
[2]
。
Simulink 作为 MATLAB 语言上的一个可视化建模仿真平台,起源于对自动控
制 系 统 的 仿 真 需 求 , 它 采 用 方 框 图 建 模 的 形 式 , 更 加 贴 近 于 工 程 习 惯 。目 前,
MATLAB/Simulink 的应用已经远远超越了数值计算和控制系统仿真等传统领域,在
几乎所有理工学科中形成了为数众多的专业工具库和函数库,日益成为科学研究和
工程设计中日常计算和仿真实验的工具
[3]
。
Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和
综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的
鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿
真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点 Simulink 已被广泛应用
于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可
应用于或被要求应用于 Simulink。
Simulink®是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工
具。对各种时变系 统, 包括 通讯 、控 制、 信号 处理、视频处理和图像处 理系统,
Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和
测试。
构架在 Simulink 基础之上的其他产品扩展了 Simulink 多领域建模功能,也提供
了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。 Simulink 与 MATLAB®紧密
集成,可以直接访问 MATLAB 大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、
批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
2.3 2DPSK 调制与差分解调原理
一般来说,数字调制与模拟调制的基本原理相同,但是数字信号有离散取值的特
点。因此有两种基本调制方法:一是可以把数字信号当成特殊的模拟信号处理;二是
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利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制,称之为键控法。
2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息,所以又称为相位
相移键控。2DPSK 信号的相位并不直接代表基带信号,而前后码元相对相位的差才决
定信息符号
[1]
。2DPSK 信号的产生方法有两种,即模拟调制法和键控法,此次我采用
的是键控法。先对二进制数字基带信号进行差分编码,即把表示数字信息序列的绝对
码变换成相对码(差分码),然后再根据相对码进行绝对调相,从而产生二进制相移
键控信号。
2DPSK 信号调制器原理框图如图 2.1 所示。
图 2.1 2DPSK 信号键控调制器原理框图
2DPSK 信号的解调也有两种方法,即相干解调与差分解调。此处,我采用的是差
分解调。用这种方法解调时不需要专门的相干载波,只需由收到的 2DPSK 信号延时一
个码元间隔 T
S
,然后与 2DPSK 信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用,相乘结果
反映了前后码元的相位差,经低通滤波后再抽样判决,即可直接恢复出原始数字信息,
故解调器中不需要码反变换器。
2DPSK 差分解调原理框图如下图 2.2 所示。
图 2.2 2DPSK 差分解调原理框图
因为 2DPSK 与 2PSK 具有相同形式的表达式 ,其中,
。这里, 是脉冲宽度为 的单个矩形波形,而 的统计
cosw
c
t
0
π
180
。
移相
开关电路
e
2DPSK
(t)
s(t)
码变换
带 通 滤
波器
延迟 T
s
相乘器
低 通 滤
波器
抽 样 判
决器
定 时
脉冲
输出
e
2DPSK
(t)
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特性为 ,其中,当概率为 时, ;当概率为 时, 。
只是,2DPSK 中的基带信号 对应的是码变换后的相对码序列。因此,2DPSK 信
号和 2PSK 信号的功率谱密度是完全一样的。
3 设计步骤
3.1 熟悉 simulink
1、在 MATLAB 命令窗口输入“simulink”并回车,就可进入 Simulink 模型库,如下
图 3.1.1 所示。单击工具栏上的 按钮也可进入。
图 3.1.1 利用命令窗口进入 Simulink 模型库
2 、 在 MATLAB 子 窗 口 或 Simulink 模 型 库 的菜 单 栏 依 次选 择 “ File” | “New” |
“Model”,即可生成空白仿真模型窗口,如下图 3.1.2 所示。
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资源评论
- wjhpmc52012-02-29可惜是simulink的,要是纯粹matlab的就好了
- ruby12222012-03-27simulink的,很详细
- littlehuman2012-08-23虽然不是matlab,不过也可以参考了。
fanandyu123
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