《课程设计（论文）基于MATLAB的DQPSK基带调制解调系统(瑞利信道).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）基于MATLAB的DQPSK基带调制解调系统(瑞利信道).doc（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、一、课程设计的主要内容和基本要求1主要内容：通过本课程设计巩固MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项。学习使用MATLAB编程,实现DQPSK基带信号调制解调系统的仿真。2. 基本要求：构建一个在瑞利信道条件下的DQPSK仿真系统, 观察记录各部分波形，功率谱、眼图、星座图二、课程设计图纸内容及张数 由于本设计没有特殊要求的图纸，为方便介绍在文中插入多图。三、课程设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标MATLAB四、主要参考资料1 庞沁华 续大我 杨鸿文通信原理M. 北京邮电大学出版社20082 樊昌信. 通信原理M. 北京: 国防工业出版社,
2、2003.3 郭文彬 桑林.通信原理基于Matlab的计算机仿真M北京邮电大学出版社2006一课程设计目的： 1. 通过本课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和 实现方法。 2.复习DQPSK调制解调的基本原理，同时复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解DQPSK的实现方法及数学原理。 3.通过本课程设计巩固MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项。学习使用MATLAB编程,实现DQPSK信号在瑞利信道下传输。二课程设计原理：1.调制原理 多进制数字相位调制又称多相制，它利用载波的多种不同相位或相位差来表征数
3、字信息的调制方式。QPSK信号的相干解调中，同样需要使用平方环法或是科斯塔斯环法提取相干载波，这两种方法因为存在相位模糊问题，在相干解调时会造成误码，因此可以模仿DPSK调制方法，先对基带信号进行差分编码再进行QPSK调制，这种调制方法称为DQPSK。 DQPSK（四相相对移相调制）信号是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。若以前一双比特码元相位作为参考，n为当前双比特码元与前一双比特码元初相差，相对码变换的逻辑关系如表一所示。表一 DQPSK编码与载波相位变化关系本课程设计采用A方式。DQPSK信号的调制框图如下图所示： DQPSK信号的调制框图图中，串/并变换器将输入的二进制序列
4、分为速率减半的两个并行序列Cn,dn。差分编码的作用是将绝对码变换为相对码。编码的规则是：（均采用模二加法）当en-1+fn-1=0，en-1+Cn=en；fn-1+dn=fn；当en-1+fn-1=1，fn-1+Cn=en；en-1+dn=fn。在进行形成双极性不归零脉冲序列之后，上下支路分别与coswt和-sinwt相乘，相加以后形成DQPSK信号。相位与码元对应关系如下图：1100d0110cDQPSK相位差与双比特码元对应关系1100f0110eDQPSK相位与双比特码元对应关系2解调原理DQPSK信号的解调通常采用码反变换加相干解调法。DQPSK信号可以看作两个载波正交2DPSK信号
5、的合成，因此对DQPSK信号的解调可以采用与2DPSK信号类似的解调方法进行解调。解调原理如下图所示，它可以看成是由信号解调器和码反变换器组成，同相支路和正交支路采用相干解调方式解调，经抽样判决，码元形成，差分解码和并/串变换器，将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据，如此即可完成DQPSK信号的解调。DQPSK信号的解调框图三.课程设计步骤图三为基于MATLAB/SIMULINK的DQPSK通信系统仿真模型1.利用matlab的randn及sign函数产生一个随机序列（1或者0）；2.利用for循环,将随机序列分成两个并行序列；3.利用for循环和xor函数进行差分编码；4.进行电平映射0
6、映射为+1；1映射为-1（为了符合设计原理）；利用conv函数将其形成双极性不归零脉冲序列5. 上下支路分别与coswt和-sinwt相乘，相乘后相加即可得到DQPSK；6信号通过瑞利信道并且加入高斯白噪声的干扰7.将接受端的信号分别与coswt,和-sinwt相乘，并让其通过低通滤波器LPF；8.在每个码元的中间利用sign函数进行抽样判决，并将其转换成对应的码。9.对其进行解码和并串转换即可得到输出码元。（调制的逆过程）四实验程序：clear all;clc;close all;M=4; fc=10; % 载波频率N_sample=32; % 基带码元抽样点数N=200; % 码元数Ts=
7、1;% 码元宽度A=1; % 载波幅度dt=Ts/fc/N_sample;% 抽样时间间隔t=0:dt:N*Ts-dt; % 时间向量%产生信源d=sign(randn(1,N);d1=(d+1)/2;d=d*(-1);dd1=sigexpand(d1,fc*N_sample);gt1=ones(1,fc*N_sample);dm=conv(dd1,gt1);figure(1);subplot(5,2,1);plot(t,dm(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度(v);title(输入码元时域波形图);grid;f,dm
8、f=T2F(t,dm(1:length(t);figure(1);subplot(5,2,2);plot(f,10*log10(abs(dmf).2/(N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(输入码元功率谱图);grid;%串并转换s1=;s2=;m=1;k=1;for i=1:N if mod(i,2)=1 s1(m)=d1(i); m=m+1; else s2(k)=d1(i); k=k+1; endend gt2=ones(1,2*fc*N_sample);ss1=sigexpand(s1,2*f
9、c*N_sample); sss1=conv(ss1,gt2); ss2=sigexpand(s2,2*fc*N_sample); sss2=conv(ss2,gt2); figure(1);subplot(5,2,3);plot(t,sss1(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度(v);title(串并转换上支路码元时域波形图);grid;figure(1);subplot(5,2,4);plot(t,sss2(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度(
10、v);title(串并转换下支路码元时域波形图);grid;%差分编码f1=;f2=;c=0for i=1:N/2 if i=1 f1(1)=s1(1); f2(1)=s2(1); else if xor(f1(i-1),f2(i-1)=0 f1(i)=xor(f1(i-1),s1(i); f2(i)=xor(f2(i-1),s2(i); else f1(i)=xor(f2(i-1),s1(i); f2(i)=xor(f1(i-1),s2(i); end if s1(i)=s2(i); c=f1(i); f1(i)=f2(i); f2(i)=c; end endendgt2=ones(1,2*
11、fc*N_sample);ff1=sigexpand(f1,2*fc*N_sample); fff1=conv(ff1,gt2); ff2=sigexpand(f2,2*fc*N_sample); fff2=conv(ff2,gt2);figure(1);subplot(5,2,5);plot(t,fff1(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度(v);title(上支路编码码元时域波形图);grid;figure(1);subplot(5,2,6);plot(t,fff2(1:length(t);axis(0,10,-0.
12、2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度(v);title(下支路编码码元时域波形图);grid;%产生双极性不归零码for i=1:N/2 if f1(i)=1 f1(i)=-1; else f1(i)=1; end if f2(i)=1 f2(i)=-1; else f2(i)=1; endendgt2=ones(1,2*fc*N_sample);ff1=sigexpand(f1,2*fc*N_sample); I=conv(ff1,gt2); ff2=sigexpand(f2,2*fc*N_sample); Q=conv(ff2,gt2); figure(1);subp
13、lot(5,2,7);plot(t,I(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(上支路电平映射基带信号时域波形图);grid;figure(1);subplot(5,2,8);plot(t,Q(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(下支路电平映射后基带信号时域波形图);grid;f2,If=T2F(t,I(1:length(t);figure(1);subplot(5,2,9);plot(f2,10*log10(abs(If)
14、.2/(N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(上支路基带信号功率谱图);grid;f3,Qf=T2F(t,Q(1:length(t);figure(1);subplot(5,2,10);plot(f3,10*log10(abs(Qf).2/(N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(下支路基带信号功率谱图);grid;%上下支路分别形成I.Q信号c1=A.*cos(2*pi*fc*t);c2=A.*sin(2*p
15、i*fc*t).*(-1);s_dqpsk1=I(1:length(t).* c1; s_dqpsk2=Q(1:length(t).* c2; figure(2);subplot(4,2,1);plot(t,s_dqpsk1(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(上支路频带信号时域波形图);grid;figure(2);subplot(4,2,2);plot(t,s_dqpsk2(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(下支路
16、频带信号时域波形图);grid;f4,s_dqpsk1f=T2F(t,s_dqpsk1(1:length(t);figure(2);subplot(4,2,3);plot(f4,10*log10(abs(s_dqpsk1f).2/(N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(上支路频带信号功率谱图);grid;f5,s_dqpsk2f=T2F(t,s_dqpsk2(1:length(t);figure(2);subplot(4,2,4);plot(f5,10*log10(abs(s_dqpsk2f).2/(
17、N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(下支路频带信号功率谱图);grid;%形成DQPSK信号s_dqpsk=s_dqpsk1+s_dqpsk2;figure(2)subplot(4,2,5);plot(t,s_dqpsk(1:length(t);axis(0,10,-3,3);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(已调信号时域波形图);grid;figure(2)f6,s_dqpskf=T2F(t,s_dqpsk);subplot(4,2,6);plot(f6,10*log10
18、(abs(s_dqpskf).2/(N*Ts);axis(-20,20,-20,20);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(已调信号功率谱图);grid;chan=rayleighchan(1/1000,1/500/Ts); chan.StoreHistory = true;y_dqpsk11=filter(chan,s_dqpsk);y_dqpsk11= y_dqpsk11.*exp(-1*j*angle(chan.PathGains);y_dqpsk= awgn(y_dqpsk11,2);figure(2)subplot(4,2,7);plot(
19、t,y_dqpsk(1:length(t);axis(0,10,-3,3);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(信号通过信道时域波形图);grid;figure(2)f7,y_dqpskf=T2F(t,y_dqpsk);subplot(4,2,8);plot(f7,10*log10(abs(y_dqpskf).2/(N*Ts);axis(-20,20,-20,20);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(通过信道信号功率谱图);grid;r_dqpsk1=y_dqpsk .* c1;r_dqpsk2=y_dqpsk .* c2;
20、figure(4)subplot(3,2,1);plot(t,r_dqpsk1(1:length(t);axis(0,10,-3,3);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(接收信号上支路时域波形图);figure(4)subplot(3,2,2);plot(t,r_dqpsk2(1:length(t);axis(0,10,-3,3);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(接收信号下支路时域波形图);%通过低通滤波器f8,r_dqpsk1f=T2F(t,r_dqpsk1);B1=1;t1,r_dqpsk11=lpf(f8,r_dqpsk1f,B1);
21、f9,r_dqpsk2f=T2F(t,r_dqpsk2);B1=1;t2,r_dqpsk22=lpf(f9,r_dqpsk2f,B1);figure(4)subplot(3,2,3);plot(t,r_dqpsk11(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(接收信号上支路通过低通滤波时域波形图);figure(4)subplot(3,2,4);plot(t,r_dqpsk22(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(接收信号下支
22、路通过低通滤波时域波形图);figure(4)f10,r_dqpsk11f=T2F(t,r_dqpsk11);subplot(3,2,5);plot(f10,10*log10(abs(r_dqpsk11f).2/(N*Ts);axis(-20,20,-20,5);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(接收信号上支路通过低通滤波功率谱图);grid;figure(4)f11,r_dqpsk22f=T2F(t,r_dqpsk22);subplot(3,2,6);plot(f11,10*log10(abs(r_dqpsk22f).2/(N*Ts);axis(
23、-20,20,-20,5);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(接收信号下支路通过低通滤波功率谱图);grid;%抽样判决cou11=r_dqpsk11(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);pp11=sign(cou11); ppp11=sigexpand(pp11,2*fc*N_sample); pan11=conv(ppp11,gt2);figure(5)subplot(4,2,1);plot(t,pan11(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);
24、title(判决信号上支路时域波形图);cou22=r_dqpsk22(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end); pp22=sign(cou22); ppp22=sigexpand(pp22,2*fc*N_sample); pan22=conv(ppp22,gt2);figure(5)subplot(4,2,2);plot(t,pan22(1:length(t);axis(0,10,-1.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(判决信号下支路时域波形图);for i=1:length(t) if pan11(i)=-1 pan11(i)=
25、1; else pan11(i)=0; end if pan22(i)=-1 pan22(i)=1; else pan22(i)=0; endendfigure(5)subplot(4,2,3);plot(t,pan11(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(判决信号上支路码元波形图);figure(5)subplot(4,2,4);plot(t,pan22(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(判决信号下支路码元波形图);
26、%解码r1=;r2=;for i=1:N/2 if pp11(i)=-1 pp11(i)=1; else pp11(i)=0; end if pp22(i)=-1 pp22(i)=1; else pp22(i)=0; endendfor i=1:N/2 if i=1 r1(1)=pp11(1); r2(1)=pp22(1); else if xor(pp11(i-1),pp22(i-1)=0 r1(i)=xor(pp11(i-1),pp11(i); r2(i)=xor(pp22(i-1),pp22(i); else r1(i)=xor(pp22(i-1),pp22(i); r2(i)=xor(
27、pp11(i-1),pp11(i); end endendrr1=sigexpand(r1,2*fc*N_sample); rrr1=conv(rr1,gt2); rr2=sigexpand(r2,2*fc*N_sample); rrr2=conv(rr2,gt2);figure(5);subplot(4,2,5);plot(t,rrr1(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(上支解码后信号码元波形图);grid;figure(5);subplot(4,2,6);plot(t,rrr2(1:length(t)
28、;axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(下支路解码信号码元时域波形图);grid;%并串转换r=;c=0;for i=1:N/2 c=c+1; r(c)=r1(i); c=c+1; r(c)=r2(i);endrr=sigexpand(r,fc*N_sample); rrr=conv(rr,gt1); figure(5);subplot(4,2,7);plot(t,rrr(1:length(t);axis(0,10,-0.2,1.2);xlabel(时间(S);ylabel(幅度);title(解调输出码元时域波形图);grid;f
29、20,rrrf=T2F(t,rrr(1:length(t);figure(5);subplot(4,2,8);plot(f20,10*log10(abs(rrrf).2/(N*Ts);axis(-20,20,-40,40);xlabel(频率(Hz);ylabel(功率谱密度(dB/Hz);title(解调输出码元功率谱图);grid;%眼图，星座图，误比特率eyediagram(y_dqpsk111,32);x=I(1:length(t)+j*Q(1:length(t);scatterplot(x);errbit,ro = biterr(r,d1);errbitrofunctionf,sf=
30、T2F(t,st);%计算信号的傅里叶变换%This is a function ueing the FFT function to calculate a signals Fourier%Translation%Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater%than 2%Output is the frequency and the signal spectrumdt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;s
31、f=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);function t,st=F2T(f,sf)%计算信号的反傅里叶变换%This function calculate the time signal using ifft function for the input %signalspectrumdf=f(2)-f(1);Fmx=(f(end)-f(1)+df);dt=1/Fmx;N=length(sf);T=dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt;t=0:dt:T-dt;sff=fftshift(sf);st=Fmx*ifft(sff);% 低通滤波器function t,
32、st=lpf(f,sf,B)% This function filter an input data using a lowpass filter % input:% f: frequency samples % sf: input data spectrum samples% B: lowpasss bandwidth with a rectangle lowpass% output:% t: sample% st: output datas time samplesdf = f(2)-f(1);T = 1/df;hf = zeros(1,length(f);bf = -floor(B/df
33、):floor(B/df)+floor(length(f)/2);hf(bf) = 1;yf = hf .* sf;t,st = F2T(f,yf);st = real(st);五仿真结果及分析输入的码元为01 10 11 11 01,串并转换以后上支路为01110,下支路为10111（此时码元宽度为2）；进行译码后上支路为00100,下支路为10101，符合编码规则；进行电平映射0为1,1为-1；载波频率为10HZ，由上下支路频带信号功率谱既可以知道信号已经进行了正确的调制；将上下支路信号相加形成已调信号即DQPSK；由图可知信号通过信道后，由于瑞利信道和高斯噪声，信号的波形受到干扰。星座图
34、显示：双比特码元与相位的对应关系，有四个相位分别/4, 3/4, 5/4, 7/4以上为DQPSK的眼图，In-phase Signal和Quadrature Signal各有两只眼睛解调为调制的逆过程，最终输出地码元为01 10 11 11 01，与输入的原始码元一致，解调正确。误比特率为2% 六心得体会通信系统仿真MATLAB是现在很流行的用于科学计算的软件工具,它集数值分析、矩阵运算、信号处理、图像显示等多种功能于一体,提供了一个高性能的科学计算环境,在通信有广泛的应用，因此作为学习通信工程专业的一名学生，掌握matlab是必要的。通过这次课程设计，让我学会能用MATLAB处理很多东西。
35、这次课程设计需要用matlab编程，而要想编好程序，首先就需要对原理有清晰地认识和掌握，所以在一开始，我先认真的复习了DQPSK调制解调原理。用的是北邮通原的那本书，原理知道后，就需要学习如何用matlab实现。对于编程，我先阅读matlab书上的一些程序，掌握其中编程的思想和格式，然后针对原理中的模块编写。因为有些编程模块是可以共用的，因此可以写成函数的形式，方便调用。由于对matlab并没有熟练掌握，因此在编程中会遇到自己认为应该对，而实际却出现错误的时候。在这个时候，要静下心找错误原因，或者和其他同学讨论一下，因为有的时候，自己找不出自己的错误的原因。对于此次仿真，在编程上没有什么特别算
36、法，但是一定要注意细节。我的错误常常出在细节之处。由于是瑞利信道，相对于高斯噪声，对误码率的影响比较大。电路与系统 学科研究电路与系统的理论、分析、测试、设计和物理实现。它是信息与通信工程和电子科学与技术这两个学科之间的桥梁，又是信号与信息处理、通信、控制、计算机乃至电力、电子等诸方面研究和开发的理论与技术基础。因为电路与系统学科的有力支持，才使得利用现代电子科学技术和最新元器件实现复杂、高性能的各种信息和通信网络与系统成为现实。信息与通讯产业的高速发展以及微电子器件集成规模的迅速增大，使得电子电路与系统走向数字化、集成化、多维化。电路与系统学科理论逐步由经典向现代过渡，同时和信息与通讯工程、
37、计算机科学与技术、生物电子学等学科交叠，相互渗透，形成一系列的边缘、交叉学科，如新的微处理器设计、各种软、硬件数字信号处理系统设计、人工神经网络及其硬件实现等。 广告提案 广告提案 广告提案的准备工作 创意、表现提案 广告实施计划提案 策略提案 广告策划大师 广告策划的含义、特点及作用 广告策划的内容和程序 广告策划的基本原则 广告调查与分析 广告市场调查的内容 广告市场调查的步骤 广告市场调查问卷的构成设计 市场细分与产品定位 市场细分 产品定位 广告战略策划 广告预算策划 广告创意 广告文案创意 第一节平面广告创意 广播广告创意 电视广告创意 网络广告创意 广告媒体与渠道策划 广告推进程序
38、策划 广告实施策略 广告效果评估 广告策划文案写作 广告策划书的编制技巧 可行性研究报告 行业分析报告 可行性研究 可行性报告 项目可行性报告 行业调查报告 可行性报告格式 调查报告 报告格式 辞职报告 述职报告 实习报告 社会实践报告 报告范文 申请报告 材料加工硕士论文，主要介绍液态金属的成型工艺、金属焊接成型和材料表面处理工程。具体包括：液态金属的工艺性能、砂型铸造、铸造工艺设计、铸造工艺CAD/CAE、电弧的特性、焊丝的熔滴过渡、焊缝成形、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、等离子弧焊、热喷涂、气相沉积、激光表面工程技术等。是硕士研究生所撰写的学术论文，具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加强调作者思想观点的独创性，以及研究成果应具备更强的实用价值和更高的科学价值。试卷分析 中学试卷 高中试卷 高考试卷 英语四级试卷 成人高考试卷 考卷 公务员考试 小学试卷 中考试卷 高考试卷 高考试卷 数学试卷 英语试卷 语文试卷 医学论文，论文下载中心 免费论文，毕业论文，各专业论文 论文联盟-论文网,论文,论文下载,论文发表,论文网站,毕业论文,论文,毕业论文,论文下载,论文范文-找论文网 论文,毕业论文,论文下载,论文范文-找论文网
