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基于matlab的DQPSK_基带调制解调系统(瑞利信道).doc


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基于matlab的DQPSK_基带调制解调系统(瑞利信道).doc
文档介绍:
一、课程设计的主要内容和基本要求
1.主要内容:
通过本课程设计巩固MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项。学习使用MATLAB编程,实现DQPSK基带信号调制解调系统的仿真。
2. 基本要求:
构建一个在瑞利信道条件下的DQPSK仿真系统, 观察记录各部分波形,功率谱、眼图、星座图
二、课程设计图纸内容及张数
由于本设计没有特殊要求的图纸,为方便介绍在文中插入多图。
三、课程设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标
MATLAB
四、主要参考资料
[1] 庞沁华续大我杨鸿文《通信原理》[M]. 北京邮电大学出版社2008
[2] 樊昌信. 通信原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003.
[3] 郭文彬桑林.《通信原理—基于Matlab的计算机仿真》[M]北京邮电大学出版社2006
一.课程设计目的:
1. 通过本课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。
2.复习DQPSK调制解调的基本原理,同时复习通信系统的主要组成部分,了解调制解调方式中最基础的方法。了解DQPSK的实现方法及数学原理。
3.通过本课程设计巩固MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项。学习使用MATLAB编程,实现DQPSK信号在瑞利信道下传输。
二.课程设计原理:
1.调制原理
多进制数字相位调制又称多相制,它利用载波的多种不同相位或相位差来表征数字信息的调制方式。QPSK信号的相干解调中,同样需要使用平方环法或是科斯塔斯环法提取相干载波,这两种方法因为存在相位模糊问题,在相干解调时会造成误码,因此可以模仿DPSK调制方法,先对基带信号进行差分编码再进行QPSK调制,这种调制方法称为DQPSK。
DQPSK(四相相对移相调制)信号是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。若以前一双比特码元相位作为参考,Δφn为当前双比特码元与前一双比特码元初相差,相对码变换的逻辑关系如表一所示。
表一 DQPSK编码与载波相位变化关系
本课程设计采用A方式。DQPSK信号的调制框图如下图所示:
DQPSK信号的调制框图
图中,串/,dn。差分编码的作用是将绝对码变换为相对码。编码的规则是:(均采用模二加法)当en-1+fn-1=0,en-=en;fn-1+dn=fn;当en-1+fn-1=1,fn-=en;en-1+dn=fn。在进行形成双极性不归零脉冲序列之后,上下支路分别与coswt和-sinwt相乘,相加以后形成DQPSK信号。相位与码元对应关系如下图:
1
1
0
0
d
0
1
1
0
c
DQPSK相位差与双比特码元对应关系
1
1
0
0
f
0
1
1
0
e
DQPSK相位与双比特码元对应关系
2解调原理
DQPSK信号的解调通常采用码反变换加相干解调法。DQPSK信号可以看作两个载波正交2DPSK信号的合成,因此对DQPSK信号的解调可以采用与2DPSK信号类似的解调方法进行解调。解调原理如下图所示,它可以看成是由信号解调器和码反变换器组成,同相支路和正交支路采用相干解调方式解调,经抽样判决,码元形成,差分解码和并/串变换器,将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据,如此即可完成DQPSK信号的解调。
DQPSK信号的解调框图
三.课程设计步骤
图三为基于MATLAB/SIMULINK的DQPSK通信系统仿真模型
1.利用matlab的randn及sign函数产生一个随机序列(1或者0);
2.利用for循环,将随机序列分成两个并行序列;
3.利用for循环和xor函数进行差分编码;
4.进行电平映射0映射为+1;1映射为-1(为了符合设计原理);利用conv函数将其形成双极性不归零脉冲序列
5. 上下支路分别与coswt和-sinwt相乘,相乘后相加即可得到DQPSK;
6.信号通过瑞利信道并且加入高斯白噪声的干扰
7.将接受端的信号分别与coswt,和-sinwt相乘,并让其通过低通滤波器LPF;
8.在每个码元的中间利用sign函数进行抽样判决,并将其转换成对应的码。
9.对其进行解码和并串转换即可得到输出码元。(调制的逆过程)
四.实验程序:
clear all;
clc;
close all;
M=4;
fc=10; % 载波频率
N_sample=32; % 基带码元抽样点数
N=200; % 码元数
Ts=1;% 码元宽度
A=1; % 载波幅度
dt=Ts/fc/N_sample;% 抽样时间间隔
t=0:dt:N*Ts-dt; % 时间向量
%产生信源
d=sign(randn(1,N));
d1=(d+1)/2;
d=d*(-1);
dd1=sigexpand(d1,fc*N_sample);
gt1=ones(1,fc*N_sample);
dm=conv(dd1,gt1);
figure(1);
subplot(5,2,1);
plot(t,dm(1:length(t)));
axis([0,10,-0.2,1.2]);
xlabel('时间(S)');
ylabel('幅度(v)');
title('输入码元时域波形图');
grid;
[f,dmf]=T2F(t,dm(1:length(t)));
figure(1);
subplot(5,2,2);
plot(f,10*log10(abs(dmf).^2/(N*Ts)));
axis([-20,20,-40,40]);
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('功率谱密度(dB/Hz)');
title('输入码元功率谱图');
grid;
%串并转换
s1=[];
s2=[];
m=1;
k=1;
for i=1:N
if mod(i,2)==1
s1(m)=d1(i);
m=m+1;
else
s2(k)=d1(i);
k=k+1;
end
end
gt2=ones(1,2*fc*N_sample);
ss1=sigexpand(s1,2*fc*N_sample);
sss1=conv(ss1,gt2);
ss2=sigexpand(s2,2*fc*N_sample);
sss2=conv(ss2,gt2);
figure(1);
subplot(5,2,3);
plot(t,sss1(1:length(t)));
axis([0,10,-0.2,1.2]);
xlabel('时间(S)');
ylabel('幅度(v)');
title('串并转换上支路码元时域波形图');
grid;
figure(1);
subplot(5,2,4);
plot(t,sss2(1:le 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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