基于MATLAB的psk调制论文

基于MATLAB的psk调制论文 1、 为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制， 以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带 信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 2、 键控法，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控，便可获得、 和三种基本的调制方式。 3、 由于PSK在生活中有着广泛的应用，本论文详细介绍了PSK波形的产生和仿真过程。 我们可以系统的了解基本原理，以及得到数字调制波形的方法。 4、 利用MATLAB仿真可更好的认识PSK信号波形的调制过程。 1. 1.1 1.根据目，查阅有关资料，掌握数字带通调制技术以及扩频通信原理。 2.学习MATLAB软件，掌握MATLAB各种函数的使用。 3.根据数字带通调制原理，运用MATLAB进行编程，仿真调制过程，并 仿真结果 4.形成设计报告。 1.2 课程设计需要运用MATLAB编程实现2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程，并且输出其调制后的波形，讨论其调制效果。 2 2.1 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道 具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必 须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数 字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调 制。 数字调制技术的两种方法：?利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把 数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况 处理；?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。 这种方法通常称为键控法，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控，便可获得 、和三种基本的调制方式。 相应的信号波形的示例如图2-1。 1 0 1 1 0 1 （a）振幅键控 （b）频移键控 1 0 1 （c）相移键控 图2-1 正弦载波的三种键控波形 2.1.12ASK ASK调制“幅移键控”又称为“振幅键控”，记为ASK。也有称为“开关键控”（通断键控）的，所以又记作OOK信号。ASK是一种相对简单的调制方式。幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制 数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通 过载波的幅度来传递的。二进制振幅键控（2ASK）， 由于调制信号只有0或1 两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调 制的数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。 其中s（t）为基带矩形脉冲。一般载波信号用余弦信号，而调制信号是把数字 序列转换成单极性的基带矩形脉冲序列，而这个通断键控的作用就是把这个输出 与载波相乘，就可以把频谱搬移到载波频率附近 2ASK信号的一般达式为 (t)=s(t)cost 其中 s(t)=g(t-n) 式中：；g（t）为持续时间为的基带脉冲波形。是第n个 符号的电平取值。 2.1.22FSK FSK即Frequency Shift Key 叫做移频键控或频移键控。调制的方法一般有两种，一种 叫直接调频法，另一种叫键控法。所谓直接调频法，就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡 器的某种参数，而达到改变振荡频率的目的。键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路， 对两个不同的独立频率源进行选通。这种方法的特点是转换速度快，波形好，而且频率稳定 度可以作的很高，但设备要复杂些。一般来说，键控法采用两个独立的振荡器,得到的是相位不连续的FSK信号；而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生，则得到相位连续的 FSK信号[7]。 2FSK信号便是0符号对应于载频f1，1符号对应于载频f2（与f1不同的另一个载频）的一调波形，而f1与f2的改变是瞬间完成的。容易想到，2FSK信号可以利用一个矩形脉冲序 列来对一个载频进行频率调制而获得。这正是频率键控通信方式早期所采用的实现方法，也 是利用模拟调频法实现数字调频的方法。2FSK信号的另一产生方法是采用键控法，即利用 受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行通传“0”信号时，发送频率为f1的载波,传“1”信号时，发送频率为f2的载波可见，FSK是用不同频率的载波来传递数字消息的。 在2FSK中，载波的频率随二进制基带在和两个频率点间变化。故其表达式 为 一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。 2.1.32PSK QPSK调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。欧洲与日本的数字电视 首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。此项调制技术应用较为广泛，所以本文对PSK进行详细的介绍。 数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时 达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就 可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相 位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。 在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为 (t)=Acost+) 其中，表示第n个符号的绝对相位： = （2.1.3-1） 因此，式（2.1.3-1）可以改写为 （2.1.3-2 2PSK信号波形如图2-2所示。 图2-2 2PSK信号的调制原理框图如图2-3所示 2-3 2PSK信号的调制原理框图 2.2 PSK PSK基于MATLAB的程序代码： a=[1 1 0 0 1 1 0 0] l=linspace(0,2*pi,50); f=sin(2*l); t=linspace(0,10*pi,400); out=1:400; b=1:400; d=1:400; c=1:7; w=1:400; for i=1:7 if a(i)==0 for j=1:50 out(j+50*(i-1))=f(j); end else for j=1:50 out(j+50*(i-1))=-f(j); end end end for i=1:7 for j=1:50 m=0;n=0; if out(j+50*(i-1))-f(j)==0 m=m+1; end if out(j+50*(i-1))+f(j)==0 n=n+1; end end if m>n c(i)=0; else c(i)=1; end end c for i=1:7 for j=1:50 b(j+50*(i-1))=a(i); d(j+50*(i-1))=c(i); w(j+50*(i-1))=f(j); end end subplot(3,1,1),plot(t,b),axis([0 10*pi -0.2 1.2]), xlabel('t'),ylabel('调制信号'); subplot(3,1,2),plot(t,w),axis([0 10*pi -1.2 1.2]), xlabel('t'),ylabel('载波'); subplot(3,1,3),plot(t,out),axis([0 10*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel(' PSK波形'); 所得波形如图所示： 一周的基于MATLAB的数字调制信号仿真分析课程设计让我获益颇深。更加深入的掌握了MATLAB软件的使用，了解了数字调制的基本原理和主要过程，进一步学习了信号的 传输的有关内容。 在这一周的时间内我经常往返于图书馆，查阅相关资料，发现自己的知识水平有限， 需要学习的东西还有很多很多。另外，在这次课程设计中，我充分利用了网络资源，终于让 其发挥了有用的一面。 设计过程中老师主要锻炼我们的自主能力，我们查阅资料的同时，当遇到不解的时候， 老师的不吝指导，我的课程设计才得以在规定的时间内高效完成。 通过这次课程设计，我学会了很多，收获了很多，并且加强了我的自主能力、动手能 力和独立思考、团结协作的能力。 5 [1]樊昌信 曹丽娜 《通信原理》 北京：国防工业出版社 [2]王秉军等 《通信原理》 北京：清华大学出版社 [3]曹志刚等 《现代通信原理》 北京：清华大学出版社 [4]刘卫国 《MATLAB程序设计与应用（第二版）》 高等教育出版社 [5]王嘉梅 《基于MATLAB的数字信号处理与时间开发》 西安电子科技大 学出版社