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1、班级：姓名：指导教师实验时间:设计一个采用2PSK调制的数字通信系统一、实验要求1，设计系统整体框图及数字模型2,产生离散二进制信源，进行信道编码（汉明码），产生bpsk信号。3,加入信道噪声（高斯白噪声）。4,BPSK信号相干解调，信道解码。5,系统性能分析（信号波形，频谱，0噪声的波形，频谱，信道编解码带来的系统误码率性能增益，误码率与曲线对比）。二、实验原理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。为丫使数字信号在带通信道屮传输，必须使用数字基带信号对载
2、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：1）模拟相乘法。利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理。2）键控法。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，比如本实验对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。1.BPSK的调制原理:二进制移和键控是用二进制数字信号0和1去控制载波的两个和位0和的方法。在2PSK屮，通
3、常用初始相位0和分别表示二进制1和0。因此，2PSK信号的时域表达式为：^2PSK(r)=Acos⑽+叭)(1)式中，（pn表示第n个符号的绝对相位:因此，上式可以改写为0，发送“0”时A发送“1”时fAcoseoct,概率为尸2PSK(Z)=1-Acos^.Z,概率为1-P由于两种码元的波形相同，极性相反，故BPSK信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：e2PSK(,)=5(z)cosa)ct(4)式屮s{t)=^ang{t-nTs}(5)n=n概率为P概率为1-P这里s(t)力双极性全占空
4、(非归零)矩形脉冲序列，g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，而^的统计特性：(6)0
5、0I图1BPSK信号的波形示例1.BPSK的解调原理：2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信总采用相干解调法来解调信号。给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，判决器是按极性进行判决，得到最终的二进制信息。具体波形如丁图.•三、BPSK调制解调的MATLAB仿真2.
6、BPSK调制的数学模型及框图：由于BPSK的两种码元的波形相同，极性相反，故BPSK信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：e2PSK(t)=s(t)coscoct其中巾即s(t)为双极性全占空(非归零)矩形脉冲序列。n2PSK信号的调制器原理方框图模拟调制的方法双极性coscot键控法开关电路1.BPSK解调的原理及框图：由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息采用相干解调法來解调信兮。2PSK带通滤波器4相乘器4低通滤波器4抽样判决器定吋脉冲cosa)ct
7、b2.实验程序:主程序：clearallnum=10;tnum=200;N=num*tnum;F=7;K=4;msg=randint(200,4,2);a=encode(msg,F,K)%汉明编码fc=0.5;t=0:0.05:9.99;%七从0到9.99,间隔为0.05s=[];c=[];fori=l:num%1.从1至iJlO循环if(a(i)==0)A=zeros(1,tnum);%i=0吋，产生-•个码元长度为tnum(200)的0码元elseends=[sA];%3为随机基带信号cs=sin(2*pi*fc*
8、t);c=[ccs];%c为载波信号end%采用模拟调制方法得到调制信号s_NRZ=[];fori=l:num%土从1至Ijnum(10)循环if(a(i)==0)A=ones(1,tnum);%i=0时，产生一个码元长度为tnum(200)的1码元elseA=-l*ones(1,tnum);%丄非0时，产生-•个码元长度为tnum(200)的-1码元ends_NRZ=[s_NRZ,A];%s_NRZ为双极性非归零码ende=s_NRZ.*c;%e*BPSK调制佶号figure(1);%图1plot(s);%作3(®带
9、信号)的波形阁gridon;axis([0N-22]);%横轴长度为0到N,纵轴范围为-2到+2xlabel(•基带信号s(t)1);%乂轴的注释ylabel(1基带信兮幅值1);%丫轴的注释figure(10);plot(c);gridon;axis([01000-22]);xlabel('BPSK载波信号')；ylabel(’
