1、 对 2PSK 和 QPSK 通信信号的干扰仿真 西南科技大学本科生毕业论文 I 对 2PSK 和 QPSK 通信信号的干扰仿真摘要：在通信信号干扰的设计试验过程中，通信信号干扰的仿真设计具有灵活性好、经济等优点，为对通信信号的干扰研究工作带来了很大的便利。本文以 MATLBA 为实现工具，*（做了什么）， *（结论）。本通信干扰系统主要针对二进制相移键控、正交相移键控这两种通信信号的调制解调进行了干扰仿真和建模。实现了两种信号的时域和频域图形的绘制，以及在各种噪声干扰情况下的误码率分析。根据仿真过程中的数据信息，分析了不同调制样式和不同噪声大小以及调制解调过程中各种参数对通信信号性能的影响。
2、完成两种信号的通信建模计算，得到调制和解调过程中的时域波形和频谱，直观显示出各种参数对通信的影响。主要设计一个通信平台，能模拟这两种通信信号的调制和解调，实现在平台上进行参数的输入和输出等交互功能。关键词：二进制相移键控； 正交相移键控； 调制； 解调； 仿真； MATLAB； 误码率Comment x1: Simulation of the Interference Impact on 2PSK and QPSK Signals对 2PSK和 QPSK通信信号的干扰仿真 西南科技大学本科生毕业论文 II The interference of simulation and implement
3、ation of 2PSK and QPSK communication signalsAbstract：In the design and test of the communication signal interference,simulation of communication signal interference have many advantages,such as good flexibilities, economy e.g. and it takes great convenience to the research of communication signal in
4、terference.This communication jamming system is mainly with simulation and modelling to mo- dulation and demodulation of two kinds of signals:2PSK,QPSK. It realizes graphics protr- action of time and frequency domain,and BER(Bit Error Rate) analysis in various noise circumstance.According to the sim
5、ulation process data information,we analyzed the effects of different modulation pattern, noise level and modulating parameters to communication.Complete two signal communication model calculation, to get the time domain waveform and spectrum in modulation and demodulation process.through these,its
6、convenient to vis- ual display the effects of parameters to modulation modes.Design a communication plat- form,simulating modulation and demodulation of two kinds of signals based on the MATLAB.Key words: 2PSK, QPSK, Modulation, Demodulation, Simulation, MATLAB, BER对 2PSK 和 QPSK 通信信号的干扰仿真 西南科技大学本科生毕
7、业论文 III 目 录第 1 章 绪 论 .11.1 引言 .11.2 通信对抗的含义和任务 .11.3 无线电通信对抗及其发展趋势 .21.3.1 无线电通信的发展历史 .21.3.2 无线电通信的发展趋势 .31.4 本课题任务 .31.5 设计应用领域 .31.6 论文章节安排 .3第 2 章 2PSK 和 QPSK 的调制解调模型 .52.1 概述 .52.2 数字通信系统的模型 .52.3 数字信号调制解调原理 .62.3.1 2PSK 信号的调制与解调 .62.3.2 QPSK 信号的调制与解调 .82.4 本章小结 .11第 3 章 数字信号的通信干扰原理 .123.1 通信干扰
8、的基本概念 .123.2 数字通信干扰特点及一般过程 .133.2.1 数字信号通信干扰的特点 .133.2.2 数字信号通信干扰的一般过程 .133.2.3 影响干扰效果的因素 .153.3 数字通信干扰的基本原理和干扰样式 .15对 2PSK 和 QPSK 通信信号的干扰仿真 西南科技大学本科生毕业论文 IV 3.3.1 数字通信干扰的基本原理 .153.3.2 通信干扰样式 .163.4 本章小结 .18第 4 章 2PSK 和 QPSK 信号的平台仿真 .194.1 概述 .194.2 GUI 程序设计 .194.2.1 GUI 简介 .194.2.2 GUI 设计原则和步骤 .194
9、.2.3 设计中所用控件 .204.3 仿真平台的主要功能 .214.4 界面显示和用户控制 .224.5 2PSK 和 QPSK 信号的调制解调 .264.6 仿真实验 .304.6.1 2PSK 仿真实验 .304.6.2 QPSK 仿真实验 .334.7 本章小结 .37第 5 章 2PSK 和 QPSK 信号的噪声性能分析 .385.1 概述 .385.2 对 2PSK 信号的干扰效果仿真分析 .385.2.1 对 2PSK 的单音信号干扰仿真 .385.2.2 对 2PSK 的窄带噪声干扰仿真 .415.3 对 QPSK 信号的干扰效果仿真分析 .455.3.1 对 QPSK 的单音
10、信号干扰仿真 .455.3.2 对 QPSK 的窄带噪声干扰仿真 .465.4 分析 2PSK 和 QPSK 在 不同干 扰样式下的噪声性能 .475.5 本章小结 .48结 论 .49致 谢 .50参考文献 .51附录 1 外文文献的中文翻译 .53对 2PSK 和 QPSK 通信信号的干扰仿真 西南科技大学本科生毕业论文 V 附录 2 外文复印件 .58附录 3 设计中的相关程序 .60西南科技大学本科生毕业论文 1第 1 章 绪 论1.1 引言军事思想和通信技术的不断发展和变革，使得通信对抗的作用和地位越来越突出。现代战争中，为了保证在恶劣的电子环境中，我方能集中力量获取电磁优势，就需要
11、在保证己方通信系统正常工作的前提下，对敌方无线电通信系统实施电子干扰，降低其通信传输效率，扰乱或破坏敌方的信息传输过程，从而迫使敌方通信系统无法正常工作。通信对抗是最早使用的电子战手段，早期随着无线电电报在军事通信中应用，迄今为止，已伴随人类战争史走过了一个多世纪。回眸百年，从 1905 年日俄战争首次使用通信侦查开始，到最近二十多年来的历次高技术局部战争中美军大量使用的各种先进的通信对抗装备，通信对抗经历了从无到有，由弱变强，从支援保障手段发展成为主动进攻性武器的历程。在现代信息化战场上， 1系统及其运行环境 全球信息栅格（GIG）等信ISRC4息网络体系是建立在通信网络基础上的。而无线电通
12、信，如卫星通信，指挥和协同通信，数据链通信等战场通信网历来都是战争中指挥、控制和信息沟通的主要手段。通信对抗已构成现代战争中信息网络对抗的主要内容，对获取电磁优势取得战争胜利有着举足轻重的作用。1.2 通信对抗的含义和任务无线电通信对抗是为消弱、破坏敌方无线电通信系统的使用效能和保护己方无线电通信系统使用效能正常发挥所采取的措施和行动的总称。因此，通信对抗是敌我双方在军事领域进行的、为作战行动直接服务的电子对抗活动。其实质是敌我双方在通信领域内为争夺电磁频谱的使用权和控制权而展开的争斗。通信对抗包括通信侦查和通信干扰。通信侦查的目的一方面在于获取敌方通信情报，以了解敌方的军事意图和无线电设备的
13、技术水平，为本方的军事决策和制定相应的通信对抗装备提供依据；另一方面在于根据所截获的信号信息分析对方的通信信号工作频率、调制方式、调制参数和对通信设备的定位，了解战场的电子态势，引导干扰机对关键节点实施有效干扰。通信干扰则是人为的使用辐射电磁能量的办法，对对西南科技大学本科生毕业论文 2方无线电通信过程进行压制和破坏，消弱或阻断敌方信息网络信息的“神经”和“血管”（如指挥通信、情报通信等） 2。通信对抗的基本任务 3是：通过陆、海、空等各种电子平台的电子侦察装备，搜索和截获、检测处理、测向定位、分类识别和记录存储敌方的无线电通信信息，获取与之相关的战术、技术特征和参数以及兵力部署和作战意图等军
14、事情报，为我方决策和部署作战行动提供支援；在关键时刻和重点区域运用电子攻击手段，对敌指挥系统、通信和控制系统进行电子干扰，破坏和扰乱其在整个信息网络体系中对信息的获取、传输、交换和利用，消弱其作战指挥、相互协同和武器控制能力，造成其通信中端，指挥混乱，从整体上瓦解敌方的战斗力，确保己方顺利完成作战任务。1.3 无线电通信对抗及其发展趋势1.3.1 无线电通信的发展历史20 世纪初，无线电通信接收机被用来作通信以外的目的截获敌方无线电通信信号以获取情报。1905 年的日俄战争中，双方均对敌方的舰舰和岸舰间的无线电通信进行侦听。一战初期，发明了对无线电台进行测向和定位的无线电测向技术并用于作战。当
15、时主要对无线电通信进行侦察、测向和定位。二战中，无线电通信干扰开始有组织的被用于作战。1941 年 9 月，英国第 8 军在利比亚战场的大规模进攻中，利用装在轰炸机上的通信干扰机，对德国隆美尔装甲纵队司令部与坦克群之间的无线电通信进行干扰，一度使德军的装甲纵队产生混乱。1942 年 12 月，英国皇家空军夜袭德国城市曼海姆和柏林的战斗中，对德国引导其夜间歼击机的通信实施干扰，延误和迷惑了德军对夜间歼击机的引导，有效地减少了英军轰炸机的损失。战后，无线电通信干扰在技术装备和军事应用方面都有了进一步的发展。在相当长的一段时间内，一些大国长期十分重视侦察敌方的无线电通信，从中获取军事和技术情报。他们
16、认为从敌方通信信号中获取情报比干扰敌方地方通信更为有利，并且担心在对敌方通信进行干扰时可能会影响己方的无线电通信指挥与协同作战，因而无线电干扰在这一段时间发展缓慢。80 年代以后，各国专家认识到：在以合同作战为主要作战形式的现代战争中，指挥控制系统中的通信链路一旦中断或被破坏，将严重影响部队的整体作战能力；由于无线电通信保密技术的改善，想及时有效的获取地方情报已经变得十分困难。因此，无线电干扰的研究和发展也加强了。总之，在最近二十多年来，通信对抗已受到各国青睐，得到了长久进步和快速发展 4。西南科技大学本科生毕业论文 31.3.2 无线电通信的发展趋势与通信系统的发展相适应，通信对抗设备也朝着
17、频谱更宽、搜索速度更快以及多平台、一体化的方向发展。归纳来说，无线电通信对抗的发展趋势是：1）在跳频、扩频通信领域，发展宽频带、高搜索跟踪速度与超大干扰功率的新一代侦察、测向与干扰设备，发展新体制通信对抗设备；2）通信对抗设备朝着多平台、一体化的方向发展；3）多功能、模块化电子设备中的部件朝着小型化、模块化、标准化、系列化方向发展，电子设备的功能也向多元化发展；4）通信对抗向数字化、软件化方向发展。通信对抗系统作为信息化部队的神经网络，是集侦察、测向、干扰等设备于一体的有机组合，能发挥出单机无法实现的优越对抗功能，其发展受到各国军界的普遍重视。1.4 本课题任务完成对数字通信系统和 GUI 的
18、理论介绍，建立 2PSK 和 QPSK 的调制解调仿真平台模型。仿真产生音频干扰信号、窄带噪声干扰信号。将生成的干扰信号加载到不同的数字调制模型中去，计算其解调后的传输误码率，通过大量的仿真和数据计算，分析两种干扰对 2PSK 和 QPSK 信号的传输误码率的影响。利用 MATLAB 完成设计。1.5 设计应用领域设计主要用于实验室建设，由于现阶段学院实验室在 MPSK 数字信号干扰方面的软件和硬件平台不够完善，缺少这一部分的软件仿真平台，给正常的教学授课带来不便。因此，本设计主要用于以后教师在 MPSK主要针对 2PSK 和 QPSK 的信号形成、干扰效果仿真和误码率分析等方面的教学工作的展
19、开。1.6 论文章节安排论文共分为五个章节，以下是各个章节的内容安排：第 1 章：绪论。主要介绍通信对抗的发展历史和发展趋势，介绍了通信对抗的基本任务以及本设计的设计任务和应用领域，并对章节安排做简要概述。第 2 章：2PSK 和 QPSK 的调制解调模型。主要介绍了数字通信系统的模型。针对2PSK 和 QPSK，分析了其调制解调模型。西南科技大学本科生毕业论文 4第 3 章：数字信号的通信干扰原理。主要介绍通信干扰的一般过程和干扰特点以及干扰原理。对设计中用到的单音干扰信号和窄带高斯噪声信号作了理论分析和给出了相应波形。第 4 章：2PSK 和 QPSK 信号的平台仿真。主要利用 GUI 程
20、序设计，建立 2PSK和 QPSK 的仿真界面，并对 2PSK 和 QPSK 进行仿真试验。第 5 章：2PSK 和 QPSK 进行噪声性能分析。主要分析通信过程中在不同噪声情况下的误码率。西南科技大学本科生毕业论文 5第 2 章 2PSK 和 QPSK 的调制解调模型2.1 概述 本章主要分析 2PSK 和 QPSK 基本理论和调制解调模型。首先简单介绍了数字通信系统的一般模型，然后讨论 2PSK 和 QPSK 的基本调制方式以及调制解调的实现方法，并给出仿真波形。2.2 数字通信系统的模型 19 世纪开始发展电通信以来，通信技术发展的很快，特别是 20 世纪 50 年代以后发展更为迅速。从最早的语言通信方式到信息时代的高速通信网络的建立。现代通信已经成为支撑现代经济、政治最重要的基础结构之一。传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。通信系统的一般模型 5如图2-1 所示。信息源发送设备传输媒介接收设备收信者干扰图 2-1 通信系统的一般模型对于数字通信系统来说，发送设备可以分为信道编码与信源编码两部分；接收设备可以分为信道解码和信源解码两部分，如图 2-25所示。信源信源编码传输媒介信道编码调制收信者信源译码信道译码解调噪声干扰图 2-2 数字通信系统的组成
