通信原理课程设计报告--二进制随相信号最佳带通传输系统设计

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1、 课 程 设 计 报 告 课程名称课程名称 通信原理通信原理 课题名称课题名称 二进制随相信号最佳带通传输系统设计二进制随相信号最佳带通传输系统设计 专专 业业 通信工程通信工程 班班 级级 通信通信 1101 学学 号号 * 姓姓 名名 * 指指导教师导教师 2013 年年 12 月月 21 日日 目录 一、 课程设计要求 1 二、 基本原理 1 1 2FSK 调制原理. 1 2 2FSK 相干解调原理. 2 3 2PSK 调制原理. 3 4 2PSK 信号的相干解调原理. 3 三、 设计方案 5 1 方案一：2FSK 用 simulink 建模. 5 （1） Simulink 建模仿真图

2、5 （2） 2FSK 调制部分 5 （3） 2FSK 解调部分 7 （4） 误码率计算模块参数设置 10 2 方案二：2PSK 用 matlab 编程实现 11 （1） 产生二进制信号序列 11 （2） 2PSK 调制信号 11 （3） 加入高斯白噪声 12 （4） 低通滤波 13 （5） 抽样判决 14 （6） 程序源代码 15 四、 设计结果及其分析 19 1 方案一 2FSK 的 simulink 结果及分析. 19 2 方案二2PSK 的 matlab 编程方案结果及其分析 20 （1） Matlab 仿真结果 20 五、 小结 22 六、 参考文献 22 1 一、课程设计要求 要求：

3、 （1）编程实现二进制随相信号最佳带通传输系统（分别采用 2FSK、2PSK 调制技术，解调均采用相干解调） （2）输入数字信号序列并进行接收判决 （3）通过多次输入输出对两种系统性能进行分析比较 （4）绘出信号的时域波形和频谱图 二、基本原理 12FSK 调制原理 频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在 2FSK 中，载波的频率随着二进制 基带信号在 f1 和 f2 两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信 息的。在 2FSK 中，载波的频率随基带信号在 f1 和 f2 两个频率点间变化。故其表达式 为： )cos( )cos( 2 1 2 )( n n tA tA F

4、SK te 典型波形如下图所示。 由图可见， 2FSK 信号可以看作两个不同载频的 ASK 信号的叠 加。因此 2FSK 信号的时域表达式又可以写成： )cos()()cos( )()( 2 _ 12ns n nn n snFSK tnTtgatnTtgats 2 1011 0 01 t ak s1(t) cos(w1t+n) s2(t) s1(t) cos(w1t+n) cos(w2t+n) s2(t) cos(w2t+n) 2FSK信 号 t t t t t t 图 2-1 2FSK 调制各点时域波形图 2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。 可以用 二进

5、制“1”来对应于载频 f1，而“0”用来对应于另一相载频 f2 的已调波形，而这个 可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源 f1、f2 进行选择通。 如下原理图： 图 2-2 2FSK 调制原理图 22FSK 相干解调原理 根据已调信号由两个载波 f1、f2 调制而成，则先用两个分别对 f1、f2 带通的滤波 器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波 f1、f2 相乘进行相 干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。原理图如下： 3 图 2-3 2FSK 解调原理图 32PSK 调制原理 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息， 而振幅和频

6、率保持不变。 在 2PSK 中，通常利用初始相位 0 和 分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK 信号的时域 表达式为： e2psk=Acos(c+n) 就模拟调制法而言，与产生 2ASK 信号的方法比较，只是对基带信号要求不同，因 此 2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的 DSB 调幅信号。 而就键控法来说， 用 数字基带信号控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时基带信号为单极性 NRZ 或双极性 NRZ 脉冲序列信号均可。且 2PSK 信号属于 DSB 信号，它的解调，不再能采 用包络检测的方法，只能进行相干解调。 42PSK 信号的相干解调原理 2PSK 信号的解调方法是相干解调法。 由于 PSK 信号本身