文档介绍：2DPSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析
摘要:MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
关键词:TLAB;Simulink;2DPSK;相干解调
1 引言
本课程设计主要是学会MATLAB的运用,在MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台下,实现DPSK与SSB复合调制与解调通信系统,且对其进行性能分析。用示波器对调制前与解调后的波形进行比较,并加入频谱分析模块,分析调制前后信号频谱的变化,再分别加入高斯噪声、瑞利噪声、莱斯噪声,并分析系统接受信号的性能。
课程设计目的
通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关DPCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法,而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力;同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养,为今后参加科学工作打下良好的基础。
课程设计内容
利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
2基本原理
2DPSK调制与解调
二进制差分相移键控常简称为二相相对调相,记为2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息,而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。
1调制
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。例如,假设相位值用相位偏移△φ表示(△φ定义为本码元初相与前一码元初相只差),并设
△φ=π→数字信息1
△φ=0→数字信息0
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如如下:
数字信息: 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1
2DPSK信号相位:0 0 0 π 0 πππ 0 0 π
或πππ 0 π 0 0 0 ππ 0
画出的2PSK及DPSK信号的波形如图2-1所示。
图2-1 2PSK及2DPSK信号的波形
2DPSK的产生基本类似于2PSK,只是调制信号需要经过码型变换,将绝对码变为相对码。2DPSK产生的原理框图如图2-2所示[1],图(a)为模拟调制法,图(b)为键控法。
(a)模拟调制法(b)键控法
图2-2 2DPSK信号的调制原理图
从上面分析可见,无论接收信号是2DPSK还是2PSK信号,单从接收端看是区分不开的。因此2DPSK信号的功率谱密度和2PSK信号的功率谱密度是完全一样的。
2解调
2DPSK信号可以采用相干解调法(极性比较法)和差分相干解调法(相位比较法)。本课程设计采用相干解调法,图2-3为相干解调法,解调器原理图和解调过程各点时间波形如图2-3(a)和(b)所示[2]。其解调原理是:先对2DPSK信号进行相干解调,恢复出相对码,再通过码反变换器变换为绝对码,从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中,若相干载波产生180o相位模糊,解调出的相对码将产生倒置现象,但是经过码反变换器后,输出的绝对码不会发生任何倒置现象,从而解决了载波相位模糊的问题。
(a)
(b)
图2-3 2DPSK的相干解调
3系统设计
2DPSK调制与解调
1 2DPSK调制与解调电路如图3-1所示
图3-1 2DPSK调制与解调电路图
2 2DPSK调制部分
2DPSK的调制采用模拟调制法。调制电路的主要模块是码型变换模块,它主要是完成绝对码波形转换为相对码波形,在实际的仿真中要先经过差分编码,再进行极性双变换,得到的信号与载波一起通过相乘器,就完成了调制过程。其中要注意的是在进行差分编码之后再进行极性变换之前要有一个数据类型转换的单元,前后数据类型一致才不会出错。
在DPSK调制中,载波频率应比基带信号的频率大,故将载波的频率参数设置为2000*pi,抽样时间为0,其参数图如图3-2所示。,其参数图如图3-3所示。
图3-2 载波参数设置
图3-3 基带信号参数设置
在单极性到双极性变换中,M-ary number设置为2,极性为positive,如图3-4所示。
图3-4 Unipolar to Bipolar Converter参数设置
乘法器参数设置如图3-5所示
图3-5 乘法器参数设置
码变换部分参数设置如图3-6、3-7、3-8所示
图3-6 Logi