《科斯塔斯环法载波同步技术仿真设计1600字》

科斯塔斯环法载波同步技术仿真设计综述目录TOC\o"1-2"\h\u3371科斯塔斯环法载波同步技术仿真设计综述 124031第1.1节科斯塔斯环法仿真设计 115225第1.2节科斯塔斯环法在BPSK系统中的应用及性能分析 2第1.1节科斯塔斯环法仿真设计根据2.3节科斯塔斯环法载波同步的基本原理，在Matlab/Simulink的模块库中找到对应模型进行连接设置。其中，信号发生器是产生的基带信号和载波信号，基带信号和载波信号经过相乘实来现BPSK信号调制，信号通过滤波器和VCO后，利用scope对各点信号波形进行观测，具体模型如图1.1所示。图1.1基于科斯塔斯环法载波同步的仿真模型仿真模块参数和具体步骤如下：1.调制模块：伯努利二进制信号产生器（BernoulliBinaryGenerator）产生采样时间（Sampletime）为0.002s的一串二进制数，经Switch模块后产生双极性基带信号；正弦波信号发生器（SineWave）产生角频率为2*pi*1000rad/s的数字正弦波，为了图像更精确采样时间（Sampletime）越大越好，在此我设置为1/5000000s，通过乘法器（Product）后产生BPSK调制信号。2.噪声信道：随机信号发生器（RandomNumber）作为加性高斯白噪声在信道中传输，信道中的噪声设置方差为0.1。3.载波同步：两个乘法器（Product1和Product2）作为锁相环的鉴相器，AnalogFilterDesign和AnalogFilterDesign1是截止频率均为2*pi*500rad/s的低通滤波器，VCO中心频率为1000HZ，为使得锁相环能够实现其功能，参考设置值为9000Hz/V。信号通过VCO后继续通过Zero-OrderHold（零阶保持器，可以使连续信号变为离散信号）、AnalyticSignal（解析模块，会将信号变为一个复信号），最后经ComplextoReal-Imag模块（此模块可以将前面过来的信号分解出实部和虚部输出）输出一组正交的正弦波，即是所需求的载波。示波器的波形图如下：图1.2初始载波信号、经ComplextoReal-Imag模块输出的实部信号（Scope）图1.3初始载波信号、经VCO后输出的载波信号（Scope1）通过图1.2与图1.3可以看出VCO和ComplextoReal-Imag模块同步出来的载波频率已经和初始载波信号一样，但存在相位模糊问题。第1.2节科斯塔斯环法在BPSK系统中的应用及性能分析根据3.2节中BPSK系统的基本原理以及1.1节中的仿真设计，在Matlab/Simulink中建立模型，如图1.4所示：图1.4基于BPSK系统的科斯塔斯环载波同步模型下面是各部分的参数设置：1.调制模块：伯努利二进制信号产生器（BernoulliBinaryGenerator）产生采样时间（Sampletime）为0.002s的一串二进制数，经Switch模块后产生双极性基带信号；正弦波信号发生器（SineWave）产生角频率为2*pi*1000rad/s的数字正弦波，为了图像更精确采样时间（Sampletime）越大越好，在此我设置为1/5000000s，通过乘法器（Product）后产生BPSK调制信号。2.噪声信道：随机信号发生器（RandomNumber）作为加性高斯白噪声在信道中传输，信道中的噪声设置方差为0.1。3.载波同步：两个乘法器（Product1和Product2）作为锁相环的鉴相器，AnalogFilterDesign和AnalogFilterDesign1是截止频率均为2*pi*500rad/s的低通滤波器，VCO中心频率为1000HZ，为使得锁相环能够实现其功能，参考设置值为9000Hz/V。信号通过VCO后继续通过Zero-OrderHold（零阶保持器，可以使连续信号变为离散信号）、AnalyticSignal（解析模块，会将信号变为一个复信号），最后经ComplextoReal-Imag模块（此模块可以将前面过来的信号分解出实部和虚部输出）输出一组正交的正弦波，即是所需求的载波。1.解调模块：恢复出来的载波经乘法器（Product4）与带有加性高斯白噪声的调制信号相乘，再经过截止角频率为1000的低通滤波器（AnalogFilterDesign3）、包络检波器（Zero-OrderHold）和抽样判决器（Switch1）后就得到了解调信号。初始载波信号和经ComplextoReal-Imag模块输出的实部载波信号，如下图1.5。图1.5初始载波信号以及经ComplextoReal-Imag模块输出的实部信号（Scope）由图1.5可知，VCO输出的恢复载波与初始载波的相位接近相反，这就是环路输出载波的相位模糊现象。如果要使它们的相位接近相同，可以使用希尔伯特变换的方法，使VCO输出的信号中的全部频率分量均移向九十度后输出，这样就会大致消除相位模糊的现象。信道噪声为0.1情况下的解调输出，如图1.6。图1.6初始伯努利二进制信号和解调信号（Scope1）由图1.6恢复出的解调信号与初始伯努利二进制信号对比可知：解调信号比恢复出的解调信号延迟了一个码元周期，这说明科斯塔斯环同步后的载波存在着相位模糊问题。信道噪声为10情况下的解调输出，如图1.7。图1.7初始伯努利二进制