2DPSK信号仿真

通信原理大作业2DPSK信号的模拟调制与解调班级：xxxxxxx学号：xxxxxxxxxxx姓名：xxx日期：xxxx年11月17日〇.目录2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）1——————————目录——————————〇.目录.....................................................................................................................................0一.概述.....................................................................................................................................21.2DPSK信号概述...........................................................................................................22.Simulink工具概述.......................................................................................................3二.系统框图.............................................................................................................................31.调制过程.........................................................................................................................32.解调过程.........................................................................................................................3三.详细设计.............................................................................................................................41.抽样判决器模型............................................................................................................42.码反变换器模型............................................................................................................43.模拟调制模型.................................................................................................................54.极性比较法模型............................................................................................................65.相位比较法解模型........................................................................................................6四.仿真结果.............................................................................................................................71.参数设置.........................................................................................................................72.输出波形.......................................................................................................................13五.个人总结...........................................................................................................................202DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）2一.概述1.2DPSK信号概述2DPSK信号，即二进制差分相移键控，是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息的频带信号。因此又称之为相对相移键控。在2DPSK信号中，每个码元的相位并不直接代表基带信号，而前后码元的差才唯一决定信息符号。在传统的2PSK信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以称之为绝对相移。然而由于“倒π”现象的存在，使得载波恢复中相位产生0、π模糊性，即恢复出的数字信号“1”和“0”倒置，从而使2PSK难以实际应用。2DPSK信号便在应运而生了。2DPSK信号有一种调制方法。该方法是先对基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分相移键控信号。2DPSK信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法。其解调原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经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，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。2DPSK信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔Ts,然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复出原始数字信息，故解调器中不需要码反转换器。2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）32.Simulink工具概述Simulink的MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，用户无需书写大量程序代码，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可以构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。二.系统框图1.调制过程2.解调过程A.极性比较法带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器码反转换器e2DPSK(t)输出cosωct定时脉冲B.相位比较法差分编码码型变化乘法器e2DPSK(t)S(t)差分码双相不归零码cosωct2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）4带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器e2DPSK(t)输出定时脉冲延时TS三.详细设计1.抽样判决器模型如图所示：抽样判决器前半部分抽样，后半部分判决。抽样器在定时矩形脉冲的作用下，每来一个上升沿，便抽取输入信号的一个瞬时值；判决器根据抽样值的大小，依次从“1”电平和“0”电平中选择一个输出。2.码反变换器模型2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）5如图所示：码反变换器是对前后相邻的两个差分码进行异或运算，从而取出里面包含的相位信息。因此，本系统中将信号延迟一个T，然后与原信号异或，完成码反转换的功能。3.模拟调制模型如图所示：系统先产生一段伯努利序列（“0”、“1”随机变化）。随后经过封装好的差分编码器，完成差分编码。再然后经过纵坐标方向的移位及乘2运算，产生一个随机的差分双相序列；信号发生器产生的正弦信号作为载波信号，与差分双相码相乘后即输出二进制差分相移信号（2DPSK信号）。为了使输出码清晰可见，仿真中增加了信号增益模块。2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）64.极性比较法模型如图所示：该系统先让2DPSK信号与载波相乘，结果进入抽样判决器。该抽样判决器由两部分组成，第一部分是抽样部分：在定时脉冲的作用下，系统对输入信号定时取样；第二部分是判决部分：系统根据抽样结果依次输出“0”电平或“1”电平。最后是码反转换器，将当前码元与延迟一个T的码元进行异或运算，最后将结果输出到示波器中。5.相位比较法解模型2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）7如图所示：该系统先将2DPSK信号分成两路，其中一路信号延时一个T。然后两路信号进行相乘运算，使运算后的信号携带有用的信息。然后进入抽样判决器（上一点已经讲清楚，这里不再赘述）。最后的信号即可输出到示波器中。四.仿真结果1.参数设置2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）82DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）92DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）102DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）112DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）122DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）132.输出波形基带信号s(t)2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）14差分编码后的码形经过放大平移的差分双相码2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）15载频信号cosωct2DPSK信号2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）162DPSK与载频信号相乘取样的定时脉冲2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）17抽样判决器输出波形延迟T后的码形2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）18极性比较法输出码形延迟T后的2DPSK信号（相位比较法部分）2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）19延迟信号与原信号相乘（相位比较法部分）调制输出（从上而下依次是基带信号、差分双相信号、2DPSK信号）2DPSK信号的调制与解调（MATLAB仿真）20解调输出（从上而下依次是基带信号、差分双相信号、解调输出信号）五.个人总结MATLAB这个工具软件，从大一的线性代数课开始老师就说要掌握。当时只是学了几个很简单的操作，会输入一组矩阵，会div、inv等几个基本指令。后来上学期信号与系统课的大作业——“语音信号的采集与频谱分析”，这个大作业也是需要MATLAB的，不过因为自己当时没有安排好时间，最后时间紧张只好水过去了。后来这学期开始我又自学了一部分MATLAB，涉及了很多应用领域，不过都不甚深入。也就是在那时我第一次知道MATLAB有一个叫Simulink的扩展工具，可以进行系统仿真。当时就觉得好厉害，因为之前用Multisim做过电路的仿真，感觉这类工具真是说不出得实用：每一个部件都十分形象，每一个参数设置都十分简单。因此这次通信原理的大作业一布置下来，我立刻决定用Simulink工具进行仿真。照着书上的系统框图，参考网上的许多资料，一步一步搭建调制、解调系统。期间也遇到了许多问题。比如在设计码反转