matlab設(shè)計2DPSK信號調(diào)制(1)

1、 2DPSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真1、 2DPSK基本原理1.1 2DPSK信號原理2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。現(xiàn)假設(shè)用表示本碼元初相與前一碼元初相之差，并規(guī)定：0表示0碼，表示1碼。則數(shù)字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關(guān)系可舉例表示如2PSK信號是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調(diào)，它的時域波形圖如圖2.1所示。圖1.1 2DPSK信號在這種絕對移相方式中，發(fā)送端是采用某一個相位作為基準(zhǔn)，所以在系統(tǒng)接收端也必須采用相同的基準(zhǔn)相位。如果基準(zhǔn)相位發(fā)生變化，則在接收端回復(fù)的信號將與發(fā)送的數(shù)字信息完全相反。所以在實

2、際過程中一般不采用絕對移相方式，而采用相對移相方式。定義 DF為本碼元初相與前一碼元初相之差，假設(shè)：DF=0數(shù)字信息“0”；DF=p數(shù)字信息“1”。則數(shù)字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關(guān)系可舉例表示如下：數(shù)字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信號相位：p 0 0 p 0 0 p 0 p p 0或：0 p p 0 p p 0 p 0 0 p1.2 2DPSK信號的調(diào)制原理一般來說，2DPSK信號有兩種調(diào)試方法，即模擬調(diào)制法和鍵控法。2DPSK信號的的模擬調(diào)制法框圖如圖1.2.1所示，其中碼變換的過程為將輸入的單極性不歸零碼轉(zhuǎn)換為雙極性不歸零碼。碼變換相乘載波s(t)eo(

3、t)圖1.2.1 模擬調(diào)制法2DPSK信號的的鍵控調(diào)制法框圖如圖1.2.2所示，其中碼變換的過程為將輸入的基帶信號差分，即變?yōu)樗南鄬Υa。選相開關(guān)作用為當(dāng)輸入為數(shù)字信息“0” 時接相位0，當(dāng)輸入數(shù)字信息為“1”時接pi。圖1.2.2 鍵控法調(diào)制原理圖1.3 2DPSK信號的解調(diào)原理2DPSK信號最常用的解調(diào)方法有兩種，一種是極性比較和碼變換法，另一種是差分相干解調(diào)法。1.3.1 2DPSK信號解調(diào)的極性比較法它的原理是2DPSK信號先經(jīng)過帶通濾波器，去除調(diào)制信號頻帶以外的在信道中混入的噪聲，再與本地載波相乘，去掉調(diào)制信號中的載波成分，再經(jīng)過低通濾波器去除高頻成分，得到包含基帶信號的低頻信號，將

4、其送入抽樣判決器中進行抽樣判決的到基帶信號的差分碼，再經(jīng)過逆差分器，就得到了基帶信號。它的原理框圖如圖1.3.1所示。延遲T相乘器低通濾波器抽樣判決器2DPSK帶通濾波器圖 1.3.1 極性比較解調(diào)原理圖1.3.2 2DPSK信號解調(diào)的差分相干解調(diào)法差分相干解調(diào)的原理是2DPSK信號先經(jīng)過帶通濾波器，去除調(diào)制信號頻帶以外的在信道中混入的噪聲，此后該信號分為兩路，一路延時一個碼元的時間后與另一路的信號相乘，再經(jīng)過低通濾波器去除高頻成分，得到包含基帶信號的低頻信號，將其送入抽樣判決器中進行抽樣判決，抽樣判決器的輸出即為原基帶信號。它的原理框圖如圖1.3.2所示。帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器

5、逆碼變換本地載波2DPSK圖 1.3.2 差分相干解調(diào)原理圖2、建立模型2.1 差分和逆差分變換模型差分變換模型的功能是將輸入的基帶信號變?yōu)樗牟罘执a。逆碼變換器原理圖如下：cab微分整流脈沖展寬逆碼變換器（a）原理方框圖2.2 帶通濾波器和低通濾波器的模型帶通濾波器模型的作用是只允許通過（fl，fh）范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平。低通濾波器模型的作用是只允許通過（0，fh）范圍內(nèi)的頻率分量，并且將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平。在Matlab中帶通濾波器和低通濾波器的模型可以用編寫程序來模擬。2.3 抽樣判決器模型抽樣判決器的功能是根據(jù)位同步信號和設(shè)置的判決電平來

6、還原基帶信號。在Matlab中抽樣判決器可以用simulink中的模塊來模擬。它的模型框圖如圖所示，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2.3所示。圖 3.3 抽樣判決器2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖 2.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.4.2 2調(diào)制與解調(diào)總原理框圖 圖 2.4.2 2調(diào)制與解調(diào)總原理框圖3、仿真3.1 仿真程序 %- 2DPSK 調(diào)制與解調(diào)%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_Part>>>>>>>>>>>>&g

7、t;>>>>>>>>%-function y=dpsk2()fs = 30000;Time_Hold_On = 0.1;Num_Unit = fs * Time_Hold_On;High_Level = ones ( 1, Num_Unit );Low_Level = zeros ( 1, Num_Unit );w = 300;A = 1;%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_The_Signal>>>

8、>>>>>>>>>>>>%-Sign_Set = 0,1,1,0,1,0,0,1Lenth_Of_Sign = length ( Sign_Set );st = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );sign_orign = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );sign_result = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );t = 0 : 1/fs : Time_Hold_On * Lenth_Of_Sig

9、n - 1/fs;%-%>>>>>>>>>>>Generate_The_Original_Signal>>>>>>>>>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) = 1sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;elsesign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;ende

10、nd%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>>Modulation_Part>>>>>>>>>>>>>>>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) = 1st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A * cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num

11、_Unit ) + ( pi / 2 ) );elsest( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A * cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) ); endendfiguresubplot ( 2, 1, 1 )plot(t, sign_orign);axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - (A / 2), A + (A / 2) );title ( '原始信號' );gridsubplot ( 2, 1, 2 );

12、plot ( t, st );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '調(diào)制后的信號' );grid%-%>>>>>>>>>>>>>>>>>>相乘>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>&g

13、t;>>%-dt = st .* cos ( 2 * pi * w * t );figuresubplot(2,1,1)plot ( t, dt );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '相乘后的波形' );p = audioplayer(dt, fs);play(p)grid%-Timelen = 5; %second% fs = 30000; Revdata = audiorecorder(fs, 16, 1);% Define callba

14、cks to show when% recording starts and completes.Revdata.StartFcn = 'disp(''Start speaking.'')'Revdata.StopFcn = 'disp(''End of recording.'')'record(Revdata, Timelen);% play the recorded dataplay(Revdata);% Store data in double-precision array.myRecord

15、ing = getaudiodata(Revdata)%>>>>>>>>>>>>>>>>>>>低通濾波部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%-dt=myRecordingN,Wn = buttord( 2*pi*50, 2*pi*150,3,25,'s'); %臨界頻率采用角頻率表示b,a=butter(N,Wn,'s');

16、bz,az=impinvar(b,a,fs); %映射為數(shù)字的dt = filter(bz,az,dt);subplot(2,1,2)plot ( t, dt );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '低通濾波后的波形' );grid%-%>>>>>>>>>>>>>抽樣判決 & 逆碼變換部分>>>>>>>>>>&g

17、t;>>>>%-for I = 1 : Lenth_Of_Signif dt(2*I-1)*Num_Unit/2) < 0.25sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;elsesign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level; endendfigureplot ( t, sign_result );axis( 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) );title ( '逆碼變換后的波形' );grid3.2.1 2DPSK模擬調(diào)制和差分相干解調(diào)法仿真圖 4、調(diào)試過程及結(jié)論4.1 差分相干法2DPSK信號經(jīng)相關(guān)模塊調(diào)試后的波形圖如下：調(diào)制過后加入高斯白噪聲，連接到帶通濾波器，去除調(diào)制信號以外的在信道中混入的噪聲，再連接到相乘器。此相乘器是一路延時一個碼元時間后與另一路信號相乘。作用是去除調(diào)制信號中的載波成分。信號經(jīng)過低通濾波器后，去除高頻成分，得到包含基帶信號的低頻信號。經(jīng)過抽樣判決便還原成原始信號