本科毕业设计(论文)BPSK调制解调系统的仿真设计.doc
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1、文理学院物理与机械电子工程学院本科毕业论文(设计)题 目 BPSK调制解调系统的仿真设计 专业班级 09级电子信息工程班 学 号 学生姓名 指导教师 设计所在单位 2013年 5 月文理学院本科毕业设计(论文)任务书题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名学 号专业班级1班指导教师职 称副教授教 研 室电子信息工程毕业设计(论文)任务与要求本次毕业设计的任务:要求利用MATLAB来实现二相移相键控(BPSK)信号的调制与解调的仿真。具体要求如下:1.给出BPSK信号调制与解调的原理电路。2.利用MATLAB 的SIMULINK功能,对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现。3.给出不同的
2、数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形,并将解调信号与原信号进行比较分析。4.按照毕业设计论文的书写规范,撰写毕业论文。毕业设计(论文)工作进程起止时间工作内容1-2周3-5周6-9周10-12周13周根据任务书收集资料,完成开题报告熟悉BPSK信号调制与解调的工作原理及其软件实现的方法BPSK信号调制与解调的软件实现撰写论文答辩开始日期 2013.1.10 完成日期 2013.5.24 教研室主任(签字) 系主任(签字) 文理学院本科毕业设计(论文)开题报告题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名学 号专业名称电子信息工程指导教师开题时间2013.3.2班 级1班一、选题目的和意义:通
3、信发展到今天,以往的模拟通信系统中,调频制的抗干扰能力优于调幅制,而且设备也不太复杂,因而移频键控在数字通信中首先获得应用。后来出现的相对移相键控,它的抗起伏干扰能力比移频键控强,而占用的频带并不更宽。在平均功率相同的条件下,移相键控信号解调时,判决错误的概率最小。因而在起伏干扰严重,且频带又比较紧张的信道中,移相键控比移频键控更受欢迎。因此,它是一种比较优越的调制方式,故其得到了广泛的应用。通过本课程设计的展开,我能够掌握通信原理中的数字信号的BPSK调制和解调,并能用MATLAB中的SIMULINK功能,对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现,进而对通信理论得以完整的学习认识。二、本课
4、题在国内外的研究状况及发展趋势:BPSK调制解调系统在无线电通信技术中,占有十分重要的位置,现代战场上的一些重要保护目标。在现有中近程防护体系上,研究近程防御体系。而近程目标探测雷达是集搜索、跟踪、火控功能于一体,主要关注近程高速探测目标。雷达信号对目标参数的检测,估计精度、目标识别能力和抗干扰性能等都有着重要影响,是近程目标探测雷达总体设计中的重要内容之一。通过BPSK调制解调系统在雷达中发挥作用,使其精确探测近程目标实施精确防御打击,保护重要目标。因此,BPSK在其他领域运用也相当广泛,在国内外的数字通信,军事领域,卫星通讯等都有BPSK调制解调系统的运用,可以说未来在国际国内科技领域BP
5、SK调制解调系统的应用会更加广泛。三、主要研究内容:1 绘制BPSK信号调制与解调的原理电路图。2 利用MATLAB 的SIMULINK功能,对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现。3. 给出不同的数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形,并将解调信号与原信号进行比较分析。指导教师意见及建议: 签字: 年 月 日教研室审核意见: 签字: 年 月 日注:此表前三项由学生填写后,交指导教师签署意见,经教研室审批后,才能开题。文理学院本科毕业设计(论文)中期检查表题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名学 号专业名称电子信息工程指导教师检查时间2013-4-23班 级1班毕 业 设 计(论文
6、) 进 展 情 况本人在2013年3月5日开题后开始着手准备,在3月25日左右基本完成了对基础知识的学习,熟悉了调制与解调的基本原理,并确定了使用matlab中的SIMULINK组件作为仿真的软件。3月25日至四月10日,开始搜集资料,查看相关文献,着手原理框图的设计,至四月下旬,基本完成了对原理框图的设计。选用软件版本为matlab7.0 ,目前已完成对matlab的软件的下载安装,近期开始熟悉SIMULINK,了解它的各个模块作用,然后开始绘制仿真电路图进而实现仿真。指 导 教 师 意 见 “中期检查”主要检查毕业设计进度,主要检查以下内容:a. 学生是否清楚自己的工作内容和技术路线b.
7、能否按进度完成设计任务c. 能否与指导教师保持正常的师生指导关系签字: 年 月 日教研室意见签字: 年 月 日文理学院本科毕业设计(论文)指导教师评分表学生姓名学 号专 业电子信息工程班 级1班毕业设计(论文)题目BPSK调制解调系统的仿真设计设计(论文)起止时间2013年 01月 10日至 2013年 05月 24日 指导教师评语:(应从选题、收集资料与运用、论点、论述依据、结论、论证方法、写作规范以及日常表现等方面对论文进行评述。)建议成绩:指导教师签名: 年 月 日文理学院本科毕业设计(论文)评阅教师评分表学生姓名学 号专 业电子信息工程班 级1班毕业设计(论文)题目BPSK调制解调系统
8、的仿真设计设计(论文)起止时间2013年 01月 10日至 2013年 05月 24日 评阅教师评语:(应从选题、写作规范、问题论证或说明效果等方面对论文进行评述)建议成绩:评阅教师签名: 年 月 日文理学院本科毕业设计(论文)答辩记录学生姓名学 号专业名称电子信息工程答辩时间13年5月22日答辩地点C0410指导教师题 目BPSK调制解调系统的方针设计答辩小组成 员姓 名职 称姓 名职 称副教授讲师讲师助理实验师提问及回答情况记录: 记录人签字: 年 月 日答辩成绩:答辩小组组长签名: 年 月 日毕业论文成绩答辩委员会认定成绩毕业论文等级学院答辩委员会意见:负责人签名: 年 月 日注:1、毕
9、业论文成绩=指导教师成绩40%评阅教师成绩20%答辩成绩40%;2、答辩委员会认定成绩是根据该生毕业设计期间的表现及该专业整体论文情况的综合评定成绩。3、论文等级分优秀(90分)、良好(8089分)、中等(7079分)、及格(6069分)、不及格(60分)。BPSK调制解调系统的仿真设计摘要:在21世纪的现阶段,数字通信系统是现代通信系统的主流,在社会生活各个方面占据重要地位。调制与解调是一个不可缺少的环节,它大大提高了信号的传输性能和安全性。BPSK作为数字通信系统中的一种简单、基础的调制解调方法,抗干扰能力强,容易仿真实现。在了解并掌握了BPSK调制与解调原理后,我又学习了解了MATLAB
10、软件中的SIMMULINK功能组件,熟悉了各个模块库的作用,并用它设计了仿真电路图,用示波器观察调制与解调信号的波形在输入与输出前后差异,以此波形差异来分析本系统的性能,最后得出结论设计实践与理论是否相符合。关键词: BPSK; 调制; 解调; SIMULINKTHE simulation of BPSK Modulation and Demodulation system design Abstract:At this stage in the 21st century ,digital communication system is the mainstream of the modern
11、 communication system ,it has an important role in social life each aspect .Modulation and demodulation is an indispensable link, it greatly improved the signal transmission performance and security .BPSK as in digital communication system, a simple, basic demodulation method ,Anti-interference abil
12、ity is strong, easy to implement the simulation. In understanding and mastering the BPSK modulation and demodulation principle, I have learn SIMULINK function components in the MATLAB software ,familiar with the function of each module library, and it designs the simulation diagram ,Modulation and d
13、emodulation signal waveform oscilloscope observation are used in difference before and after the input and output .Finally come to the conclusion whether conform to design practice and theory.Key words:BPSK; Modulation; Demodulation; SIMULINK目录第一章 绪论11.1 选题的目的与意义11.2 BPSK的发展趋势11.3 本课题主要讨论问题11.4 本章小结
14、2第二章BPSK的工作原理32.1 BPSK的调制32.2 BPSK的解调42.3. 本章小结5第三章 SIMULINK软件的介绍63.1通信系统仿真的概念63.2 MATLAB软件介绍63.3 SIMULINK软件介绍63.3.1 SIMULINK优点及特点73.3.2 Simulink的启动83.3.3 Simulink模块库的介绍103.3.4 Simulink的菜单简介173.3.5 Simulink的模块参数与属性的设置193.3.6运行仿真203.3.7 本章小结20第四章 BPSK调制解调系统的仿真214.1 BPSK调制与解调仿真模型图214.2 BPSK调制与解调仿真模块介绍
15、214.3 BPSK调制与解调仿真的参数设置234.4 BPSK调制与解调过程说明264.4 BPSK调制与解调的仿真结果274.5 BPSK调制与解调的仿真结果分析284.6 本章小结28结束语29致谢30参考文献31附录32第一章 绪论1.1 选题的目的与意义通信发展到今天,以往的模拟通信系统中,调频制的抗干扰能力优于调幅制,而且设备也不太复杂,因而移频键控在数字通信中首先获得应用。后来出现的相对移相键控,它的抗起伏干扰能力比移频键控强,而占用的频带并不更宽。在平均功率相同的条件下,移相键控信号解调时,判决错误的概率最小。因而在起伏干扰严重,且频带又比较紧张的信道中,移相键控比移频键控更受
16、欢迎。因此,它是一种比较优越的调制方式,故其得到了广泛的应用。通过本课程设计的展开,我能够掌握通信原理中的数字信号的BPSK调制和解调,并能用MATLAB中的SIMULINK功能,对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现,进而对通信理论得以完整的学习认识。1.2 BPSK的发展趋势BPSK调制解调系统在无线电通信技术中,占有十分重要的位置,现代战场上的一些重要保护目标。在现有中近程防护体系上,研究近程防御体系。而近程目标探测雷达是集搜索、跟踪、火控功能于一体,主要关注近程高速探测目标。雷达信号对目标参数的检测,估计精度、目标识别能力和抗干扰性能等都有着重要影响,是近程目标探测雷达总体设计中的
17、重要内容之一。通过BPSK调制解调系统在雷达中发挥作用,使其精确探测近程目标实施精确防御打击,保护重要目标。因此,BPSK在其他领域运用也相当广泛,在国内外的数字通信,军事领域,卫星通讯等都有BPSK调制解调系统的运用,可以说未来在国际国内科技领域BPSK调制解调系统的应用会更加广泛。1.3 本课题主要讨论问题本课题主要针对BPSK的调制和解调方案进行讨论、设计并仿真。在深刻理解BPSK通信系统的特性之后,设计BPSK的调制和解调电路,利用Simulink软件进行仿真。给出不同的数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形,并将解调信号与原信号进行比较分析。1.4 本章小结 通过本章让我们首先确定
18、了本次设计的目的和意义,了解了BPSK调制与解调原理在现代数字通信系统中的作用及发展方向,以及本次论文设计所要涉及的问题和通过MATLAB中的SIMULINK功能仿真实现。第二章BPSK的工作原理2.1 BPSK的调制 在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0度和180度分别表示二进制数字基带信号的1和0.二进制移相键控信号的时域表达式为: (式21)其中,与2ASK和2FSK时的不同,在2PSK调制中,应选择双极性,即当发送概率为P,当发送概率为1-P, 。若是脉宽为、高度为1的矩形脉冲,则有: 当发送概
19、率为P时, (式22)发送概率为1-P时, (式23)由(式22)和(式23)可以看出,当发送二进制符号1时,已调信号取0度相位,当发送二进制符号为0时,取180度相位,则有,其中发送符号1,发送符号0,。这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字调制信号的调制方式,称为二进制绝对移向方式。下面为2PSK信号调制原理框图2.1所示:S(t)码型变换乘法器图2.1:2PSK信号的调制原理图(模拟调制方法)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。2.2 BPSK的解调2PSK信号的解调通常都采用相干解调,解调器原理如图2.
20、3所示,在相干解调过程中需要用到和接收的2PSK信号同频同相的想干载波。带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉脉冲 冲 输出abcdeTs1010 tb1 tt ttt11100adec图2.3:BPSK相干解调图2.4 BPSK解调各点时间波形在2PSK相干信号解调过程中,当回复的相干载波产生180度倒相时,解调出的数字基带信号与将发送的数字基带信号正好相反,解调器输出数字基带信号全部错误,这通常称为“倒”现象。2.3. 本章小结透过本章我们了解BPSK的调制与解调原理,为接下来的仿真设计掌握好了理论方向,为设计好仿真打下了基础。第三章 SIMULINK软件的介绍3.1通信系统仿真的概念
21、通信系统的性能通过仿真来表现,通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用。通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性,有助于我们更好的研究通信系统性能。3.2 MATLAB软件介绍美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”(缩写为Matlab)这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始,由于其高度的集成性及应用的方便性,在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便,能非常快的实现科研人员的设想,极大的节约了科研人员的时间,受到了大多数科研人员的支持
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