mpsk調(diào)制解調(diào)的matlab仿真【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　MPSK調(diào)制解調(diào)的matlab仿真</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 通信

2、工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b>&

3、lt;/p><p>　　MATLAB是一個用于電路與通信系統(tǒng)設(shè)計、仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析工具，可用于信號處理、濾波器設(shè)計及復(fù)雜的通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立等。利用MATLAB中的Simulink建立mpsk調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真模型，并利用計算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究，對仿真模型進(jìn)行分析，得出所建模型的波形圖，能夠更直觀的了解其系統(tǒng)的工作流程，得出更好的結(jié)論。</p><p>　　在實際操作中首先要調(diào)用Si

4、mulink的庫瀏覽器，并在窗口中創(chuàng)建一個新的模型模板，向模型中添加模塊，將PSK仿真調(diào)制中所需要的模塊全部連接起來，并對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置好所有參數(shù)之后，再設(shè)置仿真時間，最后可以開始仿真，仿真結(jié)束后就可以記錄得到的仿真波形。運(yùn)用相同的方法分別對2PSK,2DPSK進(jìn)行仿真，最后可以分別得到2PSK與2DPSK的仿真波形。</p><p>　　關(guān)鍵詞：移相鍵控；MATLAB；仿真</p><

5、;p><b>　　Abstract</b></p><p>　　MATLAB is a powerful dynamic systems analysis toll, and can be used to designing and simulating circuit and communication system, which is useful for signal proce

6、ssing, filter designing and complicated communication system mathematical model's foundation. This thesis establishing the model MPSK modulation and demodulation system using System view, analysesing and researching

7、system with computer could us visualized understood its working flow.</p><p>　　In practice，one need to call Simulink library browser, in the window to create a new model template, add module to model, put th

8、e need module all together of the PSK simulation modulation, to parameter settings for the module, and setting simulation time, then Began simulation, record the simulation waveform get after simulation. Using the same m

9、ethods to simulation for the 2PSK and 2DPSK, finally we get the simulation waveform of 2PSK and 2DPSK.</p><p>　　Key words： Phase-shift keying; MATLAB; Simulation</p><p><b>　　目 錄</b>

10、</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　1.1仿真2</b></p><p>　　1.1.1 計算機(jī)仿真的概念2</p><p>　　1.1.2 計算機(jī)仿真模型2</p><p>　　1.1.3 仿真的分類2</p>

11、<p>　　1.2 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3</p><p>　　1.2.1 仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用3</p><p>　　1.2.2 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢4</p><p>　　2 仿真軟件MATLAB5</p><p>　　2.1 MATLAB的簡介5</p><p>　　2.2 MATLAB通

12、信工具箱及其使用方法6</p><p>　　2.3 MATLAB的特點7</p><p>　　3 移相鍵控基本原理8</p><p>　　3.1 二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）系統(tǒng)9</p><p>　　3.1.1 2PSK在相干接收時的誤碼率10</p><p>　　3.1.2功率譜分析11</p>

13、;<p>　　3.2 二進(jìn)制差分移相鍵控（2DPSK）系統(tǒng)12</p><p>　　3.2.1 2DPSK接收系統(tǒng)誤碼率錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.2.2 2DPSK功率譜分析14</p><p>　　4 移相鍵控（PSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真15</p><p>　　4.1 基于MATLAB的2PSK調(diào)制系

14、統(tǒng)仿真15</p><p>　　4.2 基于MATLAB的2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)仿真18</p><p>　　4.3 QPSK調(diào)制系統(tǒng)的程序設(shè)計與仿真23</p><p>　　4.4 QPSK解調(diào)系統(tǒng)的程序設(shè)計與仿真24</p><p>　　4.5 差分相位鍵控（2DPSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真25</p><p>

15、;　　4.5.1 DPSK調(diào)制解調(diào)原理25</p><p>　　4.5.2基于MATLAB的2DPSK調(diào)制系統(tǒng)仿真28</p><p>　　4.5.3基于MATLAB的DPSK相干解調(diào)系統(tǒng)仿真31</p><p>　　4.5.4 2PSK、2DPSK系統(tǒng)誤碼率比較35</p><p><b>　　結(jié)論38</b>

16、;</p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p>　　附錄1 畢業(yè)設(shè)計作品說明書40</p><p>　　附錄2 總程序41</p><p><b>　　1 引言</b></p><

17、p>　　人們稱當(dāng)今的時代為信息時代。信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛滲透已經(jīng)成為現(xiàn)今社會的一個重要的時代特征。人類社會的生產(chǎn)活動和生活質(zhì)量，比以往任何時都更加得益于和依賴于信息技術(shù)的成就和發(fā)展。</p><p>　　建模和仿真這一領(lǐng)域的發(fā)展可分為兩個階段。其一是計算機(jī)出現(xiàn)之前，主要是在物理科學(xué)基礎(chǔ)上的建模；其二是20世紀(jì)40年代計算機(jī)誕生以后，出現(xiàn)了計算機(jī)仿真技術(shù)，它的發(fā)展也促進(jìn)了建模技術(shù)的發(fā)展，建模與仿真日益

18、密切，互不可分。</p><p>　　計算機(jī)問世不久，人們就清楚地看到這種新機(jī)器給很多問題的求解帶來了異常的生機(jī)，但最初計算機(jī)在人類的科學(xué)工程中的作用是有限的，它僅僅作為一部強(qiáng)有力的、高速的、不會說話的機(jī)器。隨著計算機(jī)的日益完善，許多復(fù)雜的模型可以通過計算機(jī)來進(jìn)行計算求解，它在科學(xué)技術(shù)中的作用 也與日俱增，并把模型求解的手段發(fā)展成為現(xiàn)代的計算機(jī)仿真技術(shù)，這樣才真正誕生了“仿真”這個新詞。計算機(jī)仿真技術(shù)有著巨大的優(yōu)

19、越性，利用它可以求解許多復(fù)雜而無法用數(shù)學(xué)手段解析求解的問題。</p><p>　　基于信號的系統(tǒng)仿真，是通信電子類專業(yè)教學(xué)和科研經(jīng)常使用的一種方法， 80年代以來，通信和信號處理系統(tǒng)越來越復(fù)雜，各種新技術(shù)的發(fā)展對通信系統(tǒng)的實現(xiàn)起著重大的影響。通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加使得分析與設(shè)計所需的時間和費(fèi)用也迅速上升，為了節(jié)約人力、物力、財力和時間，就需要進(jìn)行系統(tǒng)仿真。MATLAB是適應(yīng)這種要求的一個動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、仿真和分析的可

20、視化設(shè)計軟件，它提供了開發(fā)電子系統(tǒng)的模擬和數(shù)字工具。</p><p><b>　　1.1仿真</b></p><p>　　1.1.1 計算機(jī)仿真的概念</p><p>　　a) 仿真的定義：仿真的基本思想是利用物理的或數(shù)學(xué)的模型來類比模仿現(xiàn)實過程，以尋求對真實過程的認(rèn)識。它所遵循的基本原則是相似性原理[1]。</p><p&

21、gt;　　b) 計算機(jī)仿真的定義：計算機(jī)仿真是基于所建立的系統(tǒng)仿真模型，利用計算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究的方法。</p><p>　　1.1.2 計算機(jī)仿真模型</p><p>　　a) 模型: 模型是對現(xiàn)實系統(tǒng)有關(guān)結(jié)構(gòu)信息和行為的某種形式的描述，是對系統(tǒng)的特征與變化規(guī)律的一種定量抽象，是人們認(rèn)識事物的一種手段或工具。</p><p><b>　　模型的分

22、類:</b></p><p>　　1)物理模型:指不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在的實體，如：飛行器研制中的飛行模型；船舶制造中的船舶模型等。</p><p>　　2)數(shù)學(xué)模型:是從一定的功能或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行相似，用數(shù)學(xué)的方法來再現(xiàn)原型的功能或結(jié)構(gòu)特征[2]。</p><p>　　3)仿真模型:指根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用仿真語言轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可以實施的模型。<

23、/p><p>　　1.1.3 仿真的分類</p><p><b>　　a)按模型分類</b></p><p>　　1) 物理仿真：采用物理模型，有實物介入。</p><p>　　具有效果逼真，精度高等優(yōu)點，但造價高且耗時長，大多數(shù)在一些特殊的場合采用，具有實時性的特點。</p><p>　　2) 數(shù)學(xué)

24、仿真：采用數(shù)學(xué)模型</p><p>　　在計算機(jī)上進(jìn)行，具有非實時性、離線的特點，經(jīng)濟(jì)、快速、實用[3]。</p><p>　　b)按計算機(jī)類型分類</p><p>　　1) 模擬仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在模擬計算機(jī)上進(jìn)行的實驗研究。</p><p>　　具有仿真速度快、失真小、結(jié)果可靠等優(yōu)點，但受元器件性能影響，仿真精度較低，對計算機(jī)控制系統(tǒng)的

25、仿真較困難，自動化程度低。</p><p>　　2) 數(shù)字仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在數(shù)字計算機(jī)上借助于數(shù)值計算方法所進(jìn)行的仿真實驗。</p><p>　　數(shù)字仿真沒有專用的仿真軟件支持，需要設(shè)計人員用高級程序語言編寫求解系統(tǒng)模型及結(jié)果輸出的程序。計算速度比較低，在一定程度上影響到仿真結(jié)果的可信度。但隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“速度問題”會在不同程度上有所改進(jìn)與提高。</p><

26、p>　　3) 混合仿真：結(jié)合了模擬仿真與數(shù)字仿真。</p><p>　　4) 現(xiàn)代計算機(jī)仿真。</p><p>　　采用先進(jìn)的微型計算機(jī)，基于專用的仿真軟件、仿真語言來實現(xiàn)，其數(shù)值計算功能強(qiáng)大，使用方便，易學(xué)。</p><p>　　1.2 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展</p><p>　　1.2.1 仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用</p>

27、<p>　　a) 航空與航天工業(yè)</p><p>　　1)飛行器設(shè)計中的三級仿真體系：純數(shù)學(xué)模擬（軟件）、半實物模擬、實物模擬或模擬飛行實驗。</p><p>　　2) 飛行員及宇航員訓(xùn)練用飛行仿真模擬器。</p><p><b>　　b) 電力工業(yè)</b></p><p>　　1) 電力系統(tǒng)動態(tài)模型實驗：電

28、力系統(tǒng)負(fù)荷分配、瞬態(tài)穩(wěn)定性以及最優(yōu)潮流控制等。</p><p>　　2) 電站操作人員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)。</p><p><b>　　c) 原子能工業(yè)</b></p><p><b>　　1）模擬核反應(yīng)堆</b></p><p>　　2）核電站仿真器用來訓(xùn)練操作人員以及研究異常故障的排除處理。</

29、p><p>　　d) 石油、化工及冶金工業(yè)</p><p><b>　　e) 非工程領(lǐng)域</b></p><p>　　1）醫(yī)學(xué); 2）社會學(xué); 3）宏觀經(jīng)濟(jì)與商業(yè)策略的研究。</p><p>　　1.2.2 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　a) 硬件方面：基于多CPU并行處理技術(shù)的全數(shù)字仿真將

30、有效提高仿真系統(tǒng)的速度，大大增強(qiáng)數(shù)字仿真的實時性。</p><p>　　b) 應(yīng)用軟件方面：直接面向用戶的數(shù)字仿真軟件不斷推陳出新，各種專家系統(tǒng)與智能化技術(shù)將更深入地應(yīng)用于仿真軟件的開發(fā)之中，使得在人機(jī)界面、結(jié)果輸出、綜合評判等方面達(dá)到比較理想的境界。</p><p>　　c) 分布式數(shù)字仿真：充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，協(xié)調(diào)合作，投資少，效果好。</p><p>　　d)

31、虛擬現(xiàn)實技術(shù)：綜合了計算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多學(xué)科，使人置身于真實環(huán)境之中。</p><p>　　2 仿真軟件MATLAB </p><p>　　2.1 MATLAB的簡介</p><p>　　MATLAB誕生在20世紀(jì)70年代，它的編寫者是Cleve Moler博士。在MATLAB以商品形式出現(xiàn)以后，僅短短幾年就以良好的開放性

32、和運(yùn)行的可靠性淘汰了當(dāng)時眾多的軟件包。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，MATLAB已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計算軟件，并在大學(xué)里廣泛使用，深受大學(xué)生的喜愛。MATLAB長于數(shù)值計算，能處理大量的數(shù)據(jù)，而且效率比較高。Math Works公司在此基礎(chǔ)上開拓了符號計算、文字處理、可視化建模和實時控制能力。增強(qiáng)了MATLAB市場競爭力，使MATLAB成為了市場主流的數(shù)值計算軟件。經(jīng)過多年的工程實踐，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)MATLAB作為計算工具和科技資源可

33、以擴(kuò)大科學(xué)研究的服務(wù)，提高工程生產(chǎn)的效率，縮短開發(fā)周期，加快探索步伐，激發(fā)創(chuàng)作活力。 </p><p>　　Simulink作為MATLAB工具包中的重要一員,是一種圖形化的仿真工具包,能夠進(jìn)行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析，可以處理線性和非線性，離散、連續(xù)和混合系統(tǒng)，以及單任務(wù)和多任務(wù)系統(tǒng)，并在同一系統(tǒng)中支持不同的變化速率。 對于建模，Simulink提供了一個圖形化的用戶界面（GUT），可以用鼠標(biāo)點擊和拖拉模塊

34、的圖標(biāo)建模。通過圖形界面，可以象鉛筆在紙上畫圖一樣畫模型圖，這是以前需要用編程語言明確地用公式表達(dá)微分方程的仿真軟件包所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比的。Simulink包括一個復(fù)雜的由接受器、信號源、線性和非線性組件以及連接件組成的模塊庫，當(dāng)然也可以定制或者創(chuàng)建用戶自己的模塊。所有模型都是分級的，因此可以通過自上而下或者自下而上的方法建立模型?？梢栽谧罡邔用嫔喜榭匆粋€系統(tǒng)，然后通過雙擊系統(tǒng)中的各個模塊進(jìn)入到系統(tǒng)的低一級層面，以查看到模型的更多細(xì)節(jié)。這一

35、方法提供了一個了解模型是如何組成以及它的各個部分是如何相互聯(lián)系的方法。定義完一個模型以后，就可以通過Simulink的菜單或者在MATLAB的命令窗口輸入命令對它進(jìn)行仿真。菜單對于交互式工作非常方便，而命令行為方式對于處理成批的仿真比較有用。使用Sco</p><p>　　模型分析可使用的工具包括可直接通過命令行方式調(diào)用的線性化和整理工具，MATLAB的其他各種工具，以及所有應(yīng)用程序工具箱。因為MATLAB和Si

36、mulink是集成在一起的，所以用戶可以在任何環(huán)境的任意點對用戶的模型進(jìn)行仿真、分析或修改。</p><p>　　Simulink具有非常友好的界面，提倡將模型通過框圖的形式表示出來，允許隨意修改模型塊的參數(shù)，允許用戶將己有的模型添加組合到一起，或者將自己創(chuàng)建的模塊添加到模型當(dāng)中，并且可以直接無縫地使用MATLAB的所有分析工具，對最后得到的結(jié)果進(jìn)行分析，并能夠?qū)⒔Y(jié)果可視化顯示。Simulink的一個意圖就是讓用

37、戶在使用Simulink的同時能夠感受到建模與仿真的樂趣。</p><p>　　Simulink非常實用，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可使用的領(lǐng)域包括航空航天、電子、力學(xué)、數(shù)學(xué)、通信、影視、核控制等。世界各地的工程師都在利用它來對實際問題建模，解決問題[5]。</p><p>　　2.2 MATLAB通信工具箱及其使用方法</p><p>　　MATLAB通信工具箱是一套用于在通

38、信領(lǐng)域進(jìn)行理論研究、系統(tǒng)開發(fā)、分析設(shè)計和仿真的專業(yè)化工具軟件包。MATIAB通信工具箱由兩大部分組成：通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫和SIMULINK通信系統(tǒng)仿真模型庫。運(yùn)行MATLAB通信工具箱需要有MATLAB信號處理工具箱支持[6]。</p><p>　　MATLAB通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫由七十多個函數(shù)組成，每個函數(shù)有多種選擇參數(shù)、函數(shù)功能覆蓋了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的各個方面。這些函數(shù)包括：信號源產(chǎn)生函數(shù)、信源編碼／解碼函數(shù)、糾錯

39、控制編碼／解碼函數(shù)、調(diào)制／解調(diào)函數(shù)（基帶和通帶）、濾波器函數(shù)、傳輸信道模型函數(shù)（基帶和通帶）、TDMA、FDMA、CDMA函數(shù)、同步函數(shù)、工具函數(shù)等。以糾錯控制編解碼函數(shù)為例：函數(shù)庫提供了線性分組碼、漢明碼、循環(huán)碼、BCH碼、里德一索洛蒙碼（REED—SOLOMON）、卷積碼等6種糾錯控制編碼，每種編碼又有編碼、解碼、矢量輸入輸出、序列輸入輸出等四種形式的函數(shù)表達(dá)[7]。</p><p>　　利用MATLAB通信

40、系統(tǒng)工具進(jìn)行通信仿真。方法有兩種：一種是利用通信工具箱中MATLAB函數(shù)進(jìn)行計算方式的數(shù)據(jù)流仿真：另一種是利用工具箱中SIMULINK通信仿真模型庫進(jìn)行動態(tài)方式的時間流仿真。換句話說：SIMULINK仿真中，在每一時刻，所有的功能模型均同時在執(zhí)行。而在MATLAB仿真中，功能函數(shù)是隨數(shù)據(jù)流依次執(zhí)行的，也即數(shù)據(jù)流處理是一級級地傳遞的。因此，在絕大多數(shù)情況下，通信系統(tǒng)仿真均利用SIMULINK環(huán)境來進(jìn)行。只在特殊情況下，才用到MATLAB函

41、數(shù)計算仿真[8]。</p><p>　　通信系統(tǒng)一般都可以建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所需仿真的通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(或數(shù)學(xué)表達(dá)式)，用戶只要從上述各個模型庫中找出所需的模塊，用鼠標(biāo)器拖到模型窗口中組合在一起，并設(shè)定好各個模塊參數(shù)，就可方便地進(jìn)行動態(tài)仿真，從輸出模塊可實時看到仿真結(jié)果，如時域波形圖、頻譜圖等。每次仿真結(jié)束后還可以更改各參數(shù)．以便觀察仿真結(jié)果的變化情況。另外，對SIMUUNK中沒有的模塊，可根據(jù)自己掌握的技術(shù)生

42、成所需的模塊，并且可以封裝和自定義模塊庫，以便隨時調(diào)用[9]。</p><p>　　2.3 MATLAB的特點</p><p>　　a)模型瀏覽器：它是一個新的工具，利用它可以迅速地設(shè)置、查看、創(chuàng)建、查詢、更改Simulink模型的所有數(shù)據(jù)和屬性。</p><p>　　b)模塊屬性配置集：作為模塊屬性集的一個別名。每個新模塊在創(chuàng)建時以一個默認(rèn)的配置屬性集初始化，用戶

43、也可以創(chuàng)建自己的屬性配置集。</p><p>　　c)模型參考：允許一個模塊包含其他模塊，作為該模塊的一個組成部分。</p><p>　　d)模型工作區(qū)：Simulink為每個模塊提供它自己的工作區(qū)來存儲數(shù)據(jù)，模塊可以訪問自己的工作區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)，也可以訪問它們參考模塊的數(shù)據(jù)，以及基模塊的數(shù)據(jù)，比如MATLAB的工作區(qū)。模型工作區(qū)允許為一個模塊創(chuàng)建數(shù)據(jù)而不必?fù)?dān)心與其他模塊數(shù)據(jù)發(fā)生沖突。</

44、p><p>　　e) ode4x算法：這是一個隱式調(diào)用的算法，它在某些情況下對一些剛性系統(tǒng)比顯示的算法要快。</p><p>　　f)信號、示波器管理器：該功能可以從全局管理信號發(fā)生器及示波器。</p><p>　　總之，MATLAB的設(shè)計者希望它成為一種強(qiáng)有力的基于個人計算機(jī)的動態(tài)通信系統(tǒng)仿真工具，以達(dá)到在不具備先進(jìn)儀器的條件下同樣也能完成復(fù)雜的通信系統(tǒng)設(shè)計與仿真的目

45、的。</p><p>　　3 移相鍵控基本原理</p><p>　　二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）方式是受鍵控的載波相位按基帶脈沖而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。設(shè)二進(jìn)制符號及其基帶波形與以前假設(shè)的一樣，那么，2PSK的信號形式一般表示為</p><p>　　E0(t)=[∑Ang(t- nTs)]COS(Wct)

46、 (3-1)</p><p>　　這里的g(t)是脈寬為Ts的單個矩形脈沖，而An的統(tǒng)計特性為：</p><p>　　An=＋1， 概率為P (3-2)</p><p>　　An=－1， 概率為（1－P）

47、 </p><p>　　這就是說，在其一碼元持續(xù)時間Ts內(nèi)觀察時，E0(t)為：</p><p>　　E0(t)＝COS(Wct)， 概率為P (3-3)</p><p>　　E0(t)＝-COS(Wct)， 概率為(1- P)</p><p>　　即發(fā)送二

48、進(jìn)制符號0時（An= +1）E0(t)取0相位；發(fā)送二進(jìn)制符號1時（An＝－1）E0(t)取兀相位。這種以載波的不同相位直接取表示相應(yīng)數(shù)字信息的相位鍵控，通常被稱為絕對移相方式。</p><p>　　為了便于說明概念，可以把每個碼元用一個如圖3-1所示的矢量圖來表示。</p><p>　　圖中，虛線矢量位置稱為參考相位或基準(zhǔn)相位。在絕對移相中，它是還未調(diào)制載波的相位。假設(shè)每個碼元中都包含有

49、整個載波周期，那么，兩相鄰碼元載波的相位差即可表示調(diào)制引起的相位變化，也是兩碼元交界點載波相位的瞬時跳變量。根據(jù)CCITT的建議，圖3-1（a）所示的移相方式，稱為A方式。在這種方式中，每個碼元的載波相位相對與基準(zhǔn)相位可取0、兀。因此，在絕對移相時，若某一碼元的載波相位相對于基準(zhǔn)相位為0代表數(shù)字信息“0或1”，則碼元的載波相位相對于基準(zhǔn)相位為兀代表數(shù)字信息“1或0”。圖3.1.1(b)所示的移相方式，稱為B方式。在這種方式中，每個碼元的

50、載波相位相對于基準(zhǔn)相位可取+兀/2和－兀/2。</p><p>　　可是我們看到，一旦采用絕對移相方式，由于發(fā)送端是以某一個相位基準(zhǔn)的，在接受系統(tǒng)中也必須有這樣一個固定基準(zhǔn)相位作為參考。如果這個參考相位發(fā)生變化（0相位變兀相位或兀相位變0相位），則恢復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生0變?yōu)?或1變?yōu)?，從而造成錯誤的恢復(fù)?？紤]到實際通信時參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的，而且在通信過程中不易被發(fā)覺，比如，由于某種突然的騷動，系統(tǒng)

51、中的分頻器可能發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)移、鎖相環(huán)路的穩(wěn)定狀態(tài)也可能發(fā)生轉(zhuǎn)移等。這樣，采用2PSK方式就會在接受端發(fā)生錯誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象，常稱為2PSK方式的“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。為此，實際中一般不采用2PSK方式，而是采用一種所謂的相對（差分）移相（2DPSK）方式。</p><p>　　2DPSK方式即是利用前后的相鄰碼元的相對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。例如，假設(shè)相位值用相位偏移表示（定義為本碼元初相與

52、前一碼元初相之差，并設(shè)</p><p>　　數(shù)字信息“1” 數(shù)字信息“0” </p><p>　　數(shù)字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關(guān)系可舉例如下：</p><p>　　數(shù)字信息： 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 </p><p>　　2DPSK信號相位： 0 0 0 0 0 0 </p><p

53、>　　或 0 0 0 0 </p><p>　　3.1 二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）系統(tǒng)</p><p>　　二進(jìn)制移相鍵控（2PSK）方式是受鍵控的載波按基帶脈沖而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。采用絕對移相（2PSK）方式，由于發(fā)送端是以某一個相位作為基準(zhǔn)的，因而在接受系統(tǒng)中也必須由這樣一個固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個參考相位發(fā)生變化（0相位變兀相位或兀相位變0相位）,則恢

54、復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生0變1或1變0，從而造成錯誤的恢復(fù)?？紤]到實際通信是參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的，而且在通信過程中不易被察覺，比如，由于某種突然的騷動，系統(tǒng)中的分頻器可能發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)移、鎖相環(huán)路的穩(wěn)定狀態(tài)也可能發(fā)生轉(zhuǎn)移等等。這樣，采用2PSK方式就會在接收端發(fā)生錯誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象，常稱為2PSK方式的“倒?！爆F(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。因此，在實際中一般不采用2PSK方式，而采用相對（差分）移相鍵控（2DPSK）方式[10]。<

55、;/p><p>　　3.1.1 2PSK在相干接收時的誤碼率</p><p>　　絕對相移鍵控信號只能采用相干接收,相干接收用的本地載波可以單獨產(chǎn)生,也可以從接收信號中提取,它的相干接收模型圖與2ASK相干接收時的模型相同。區(qū)別在于判決門限為0，而2ASK為的判決門限為a/2。</p><p>　　發(fā)“1”信號時，解調(diào)器的輸入</p><p&g

56、t;<b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　解調(diào)器輸出為</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　其一維概率密度為</b></p><p><b>　　(3-6)</b>

57、</p><p>　　發(fā)“0”信號時，解調(diào)器的輸出為</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　所以當(dāng)發(fā)“1”信號時，應(yīng)該是x>0, 但由于噪聲的存在,可能出現(xiàn)x<0,這就使得“1”錯判為“0”。所以“1”錯判為“0”的概率則為： </p><p><b>　　(3-8)&

58、lt;/b></p><p>　　同理，發(fā)“0”信號，錯判為“1”的概率為</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　當(dāng)P(0)=P(1)=1/2時，系統(tǒng)總的誤碼率為</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p><b

59、>　　當(dāng)r>>1時，</b></p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　3.1.2功率譜分析</p><p>　　由于2PSK和2ASK表示形式相同，不同的只是An取值，所以2PSK信號的功率譜密度可寫成</p><p><b>　　（3-12）<

60、/b></p><p>　　因為基帶信號是雙極性的，所以由上式可得</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　如果雙極性基帶信號的“1”和“0”出現(xiàn)概率相等（即P＝1/2），則上式可變?yōu)?lt;/p><p><b>　　（3-14）</b></p><

61、;p>　　由以上分析可看出，二相絕對移相信號的功率譜密度同樣由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成，但當(dāng)雙極性基帶信號以相同概率出現(xiàn)時，將不存在離散譜部分。2PSK調(diào)制系統(tǒng)模型中，在分析窗口點擊左下角的，在“Spectrum”中單擊“Power spectral density”,同時在窗口右側(cè)分別選擇相應(yīng)的載波、調(diào)制和已調(diào)信號的波形，觀察其頻譜圖如圖3-1：</p><p>　　圖3-1（a）已調(diào)信號功率譜</

62、p><p>　　圖3-1（b）基帶信號功率譜</p><p>　　圖3-1（c）載波信號功率譜</p><p>　　3.2 二進(jìn)制差分移相鍵控（2DPSK）系統(tǒng)</p><p>　　二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK)二進(jìn)制差分相移鍵控常簡稱為二相相對調(diào)相，記作2DPSK。它不是利用載波相位的絕對數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數(shù)

63、字信息。 </p><p>　　與2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元的相對相位才唯一確定信息符號。這說明解調(diào)2DPSK信號時，并不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個相位關(guān)系就可正確恢復(fù)數(shù)字信息。這就避免了2PSK方式中的“倒π”現(xiàn)象發(fā)生。 </p><p>　　單從波形上看，2DPSK與2PSK是無法

64、分辯的，一方面，只有已知移相鍵控方式是絕對的還是相對的，才能正確判定原信息；另一方面，相對移相信號可以看作是把數(shù)字信息序列（絕對碼）變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進(jìn)行絕對移相而形成。</p><p>　　a）差分相干接收的誤碼率</p><p>　　發(fā)信號“1”的情況下，且前一碼元為“1”，則差分相干檢測系統(tǒng)里加到理想鑒相器的兩路波形可分別表示為：</p><p>

65、<b>　?。?-15）</b></p><p>　　式中 y1(t)――無延遲支路的輸入波形；</p><p>　　y2(t)――有延遲支路的輸入波形，也就是前一碼元經(jīng)延遲后的波形；</p><p><b>　　經(jīng)過低通濾波器后</b></p><p><b>　?。?-16）<

66、;/b></p><p>　　即發(fā)送“1”碼，接收誤判為0的概率為 </p><p>　　隨機(jī)變量R1服從廣義瑞利分布，隨機(jī)變量R2服從瑞利分布</p><p><b>　　（3-17）</b></p><p>　　這里f(R1)服從Rice分布。</p><p>　　R2可看成是一窄帶高

67、斯變量的包絡(luò)，同相分量(n1c-n2c),正交分量(n1s-n2s)且均值為0,</p><p>　　方差為σ2，所以f(R2 )服從瑞利分布。</p><p><b>　　（3-18）</b></p><p>　　當(dāng)P(0)=P(1)=1/2S時，2DPSK差分相干接收系統(tǒng)的總的誤碼率為：</p><p><b

68、>　?。?-19）</b></p><p>　　由以上分析可見誤碼率比采用相干解調(diào)2PSK系統(tǒng)要高，原因是2PSK相干接收時，采用的本地載波沒有噪聲,而在差分相干接收相對相移鍵控信號時，代替本地載波的是1bit時延電路的輸出，它帶來了信道噪聲，因此使誤碼率增加。</p><p>　　b）同步檢測法接收系統(tǒng)的誤碼率</p><p>　　這時由抽樣判

69、決器輸出數(shù)字信號(相對碼)的誤碼率與相干接收2PSK信號的誤碼率相同,即</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　大信噪比時，即r>>1的情況下，上式可進(jìn)一步整理為</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　該系統(tǒng)的誤碼率應(yīng)該是碼

70、變換電路輸出信號的誤碼率Pe。</p><p>　　3.2.2 2DPSK功率譜分析</p><p>　　對于二相相對移相調(diào)制，式E0(t)=[∑Ang(t- nTs)]COS(Wct)并不表示原數(shù)字序列的已調(diào)信號波形，而是表示絕對碼變換成相對碼后的數(shù)字序列的已調(diào)相信號波形。因此，二相相對移相信號的頻譜與二相絕對移相信號的頻譜完全相同。</p><p>　　4 移相

71、鍵控（PSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真</p><p>　　4.1 基于MATLAB的2PSK調(diào)制系統(tǒng)仿真</p><p>　　根據(jù)上述2PSK調(diào)制原理及各個環(huán)節(jié)的要求，從MATLAB的圖符中選擇相應(yīng)的功能模塊，進(jìn)而組建一個完整的模型圖，設(shè)置參數(shù)、仿真運(yùn)行則可獲得仿真后的信號圖。模型建立及仿真的具體操作步驟如下：</p><p>　　1）進(jìn)入MATLAB。通過雙擊桌面上的M

72、ATLAB快捷圖符或單擊程序組中的MATLAB即可啟動MATLAB。</p><p>　　2）在命令行窗口中輸入：》》simulink，這時就會調(diào)用simulink的庫瀏覽器，在MATLAB主界面下單擊工具欄中的Simulink library Browser圖標(biāo)，也會彈出Simulink的庫瀏覽器。見圖4-1。</p><p>　　3) 在Simulink Library Browser

73、窗口中，選擇“File”菜單下的“New”中的“Model”項，也可以點擊工具欄的按鈕，創(chuàng)建一個新的模型模板。</p><p>　　圖4-1 Simulink庫瀏覽器</p><p>　　4) 向模型中添加模塊。先點擊 然后點擊，找到所需的模塊矩形脈沖 和正弦波 ，左鍵直接選中該模塊，然后將該模塊拖到模型窗口中。將相乘器Product和示波器scope模塊拖入到模型窗口中。</p&g

74、t;<p>　　5）根據(jù)PSK的解調(diào)原理，要建立一個單/雙變換器，將矩形脈沖變換。其建模如圖4-2所示。</p><p>　　圖 4-2單/雙變換</p><p>　　6）將單/雙變換器出來的信號和載波信號輸入相乘器。有相乘器出來的波形連接到示波器，由示波器來顯示波形。</p><p>　　7）將PSK仿真調(diào)制所需的模塊連接起來，如圖4-3。</

75、p><p>　　圖4-3 PSK調(diào)制仿真模塊圖</p><p>　　8）對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：</p><p>　　載波：Sine Tape: Time based; Amplitude:2; Bias:0; Frequency(rad/sec):8*pi; Phase:0; Sample Time:0.001.</p><p>　　信號源: s(

76、t)為脈沖發(fā)生器，參數(shù)設(shè)置如下：Plus type: time based; Amplitude:1; Bias:0;Period (sec):2; Plus width:50 Phase delay :0.</p><p>　　9) 設(shè)置仿真時間。在工具欄中點擊Simulation,在點擊Simulation Parameters,對其進(jìn)行設(shè)置，start time: 0.0; stop time:10.0;t

77、ime range: auto。</p><p>　　10）開始仿真。單擊工具條中的圖標(biāo)，單擊此按鈕后，如果用戶系統(tǒng)的模塊己全部完成，系統(tǒng)仿真就開始執(zhí)行，否則將出現(xiàn)一些診斷或提示信息以幫助用戶迅速完成仿真系統(tǒng)的構(gòu)造。系統(tǒng)模塊完成，仿真開始，記錄仿真波形。雙擊“PSK調(diào)制”模塊，觀察波形，由上至下依次為原始信號、PSK調(diào)制信號、載波信號，如圖4-4所示[11]。</p><p>　　圖4-4

78、 2PSK調(diào)制仿真結(jié)果圖</p><p>　　4.2 基于MATLAB的2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)仿真</p><p>　　根據(jù)PSK相干解調(diào)原理，構(gòu)建PSK相干解調(diào)系統(tǒng)仿真圖。</p><p>　　根據(jù)上述2PSK解調(diào)原理的要求，從MATLAB的圖符中選擇相應(yīng)的功能模塊，進(jìn)而組建一個完整的模型圖，設(shè)置參數(shù)、仿真運(yùn)行則可獲得仿真后的信號圖。模型建立及仿真的具體操作步驟如下

79、：</p><p>　　1）進(jìn)入MATLAB。通過雙擊桌面上的MATLAB快捷圖符或單擊程序組中的MATLAB即可啟動MATLAB。</p><p>　　2）在命令行窗口中輸入：》》simulink，這時就會調(diào)用simulink的庫瀏覽器，在MATLAB主界面下單擊工具欄中的Simulink library Browser圖標(biāo)，也會彈出Simulink的庫瀏覽器。</p>&

80、lt;p>　　3）在Simulink Library Browser窗口中，選擇“File”菜單下的“New”中的“Model”項，也可以點擊工具欄的按鈕，創(chuàng)建一個新的模型模板。</p><p>　　4）2PSK的相干解調(diào)需要兩個乘法器，一個用于2PSK信號和本地載波相乘；另一個用于加入加性白噪聲后的信號和載波信號相乘。乘法器可以從圖符庫中直接獲取，直接拖出，設(shè)number of inputs: 2.<

81、;/p><p>　　5）需要一個帶通濾波器。從圖符庫中拖出功能模塊，雙擊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。Design method: Butterworth; Filter type: Bandpass; Filter order: 8; Lower passband edge frequency (rads/sec): 2; Upper passband edge frequency (rads/sec): 50。即為所需的帶通濾波

82、器：。</p><p>　　6）需要一個低通濾波器。從圖符庫中拖出功能模塊 , 雙擊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。Design method: Butterworth; Filter type: Lowpass; Filter order: 8; Passband edge frequency (rads/sec): 5。即為所需的低通濾波器：。</p><p>　　7）設(shè)置一個取樣判決器。此處判決器須自

83、行設(shè)置，simulink模塊庫中沒有現(xiàn)存的模塊。判決器的設(shè)計如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 PSK取樣判決器的設(shè)計</p><p>　　8）連接圖符。按照圖4-6所示，連接相關(guān)模塊，完成PSK相干解調(diào)模塊。</p><p>　　圖4-6 PSK相干解調(diào)模塊圖</p><p>　　9）對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：</p>

84、<p>　　載波：Sine Tape: Time based; Amplitude:2; Bias:0; Frequency(rad/sec):8*pi; Phase:0; Sample Time:0.001.</p><p>　　信號源：s(t)為脈沖發(fā)生器，參數(shù)設(shè)置如下：Plus type: time based; Amplitude:1; Bias:0;Period (sec):2; Plus

85、width:50 Phase delay :0.</p><p>　　加性白噪聲AWGN Channel：Initial seed:67; Mode: Signal to noise ratio (SNR); SNR(dB):10; Input signal power (watts):1。</p><p>　　10）開始仿真。單擊工具條中的圖標(biāo)，單擊此按鈕后，如果用戶系統(tǒng)的模塊己全部完成

86、，系統(tǒng)仿真就開始執(zhí)行，否則將出現(xiàn)一些診斷或提示信息以幫助用戶迅速完成仿真系統(tǒng)的構(gòu)造。系統(tǒng)模塊完成，仿真開始，記錄仿真波形。自動運(yùn)行原始信號、載波信號、PSK信號圖，并對其頻率普密度和相位普密度進(jìn)行了分析，如圖4-7、4-8、4-9所示。</p><p>　　圖4-7 原始信號圖</p><p>　　圖4-8 載波信號圖</p><p>　　圖4-9 PSK信號圖&l

87、t;/p><p>　　11）雙擊“PSK調(diào)制”模塊，觀察波形，由上至下依次為原始信號、PSK調(diào)制信號、經(jīng)信號傳輸后信號、相干解調(diào)信號、PSK解調(diào)后信號，如圖4-10所示[12]。</p><p>　　圖4-10 PSK相干解調(diào)各點波形圖</p><p>　　4.3 QPSK調(diào)制系統(tǒng)的程序設(shè)計與仿真</p><p>　　QPSK調(diào)制的碼元為相位，

88、在相平面一共有四個相位（即四個碼元），每個相位（碼元）代表2比特。根據(jù)QPSK調(diào)制原理。首先，串并行變換器將輸入的二進(jìn)制碼流序列變換成為兩行并列的碼流序列（一個記為I，一個記為Q），I，Q序列的速率為輸入速率的一半，其波形均為雙極性不歸零脈沖。通過基帶成形處理后，I，Q信號分別與兩個相位相差90°的載波信號相乘，然后相加就形成了四相移相鍵控信號，四個相位分別是45°、135°、225°、315&#

89、176;[13]。</p><p>　　自定義的M函數(shù)qpsk的功能是進(jìn)行QPSK的調(diào)制，在為設(shè)定輸出參數(shù)的情況下，自動顯示出基帶信號的波形，已調(diào)信號的波形和頻譜，以及信號的星座圖。該函數(shù)的用法是：</p><p>　　[y,Kmod,fs,fb,fc]=qpsk(x,Kmod,Kbase,fs,fb,fc)； （4-1）</p><p>　　X

90、為代表二進(jìn)制的碼流的向量；參數(shù)Kmod=1，表示QPSK調(diào)制，Kmod=2，為QDPSK調(diào)制；參Kbase=1，表示不采用基帶成形，Kbase=2，則表示采用基帶基帶信號；fs為采樣頻率，fb為比特率，fc為載波頻率，y為已調(diào)信號。</p><p>　　缺省輸入?yún)?shù)為：x=[0 0 0 1 1 1 1 0]；Kbase=2；fs=32；fb=1；fc=2； 程序見附錄2中的程序一。</p><

91、p>　　圖4-11 QPSK調(diào)制波形</p><p>　　M函數(shù)qpsk.m在運(yùn)行過程中調(diào)用qdpsk.m函數(shù)來完成QDPSK的碼變換功能，調(diào)用constel.m函數(shù)來繪制信號的星座圖。</p><p>　　4.4 QPSK解調(diào)系統(tǒng)的程序設(shè)計與仿真</p><p>　　自定義的M函數(shù)qpskdet.m采用相干方式QPSK和QDPSK解調(diào)，在未設(shè)定輸出參數(shù)的情

92、況下，自定義顯示已調(diào)信號的波形、低通濾波器的輸出波形、抽樣判決器中經(jīng)過整形的脈沖信號波形和解調(diào)后輸出的二進(jìn)制碼流。該函數(shù)的用法是：</p><p>　　[Xn,X]=qpskdet(y,Kmod,fs,fb,fc)； （4-2）</p><p>　　Y為調(diào)制信號，參數(shù)Kmod=1，表示QPSK解調(diào)，Kmod=2，表示QPSK解調(diào)；fs為采

93、樣頻率，fb為比特率，fc為載波頻率。Xn為解調(diào)輸出的二進(jìn)制碼流向量，x為解調(diào)輸出的脈沖波形。程序見附錄2中的程序二[14]。</p><p>　　圖4-12 QPSK的解調(diào)波形</p><p>　　4.5 差分相位鍵控（2DPSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真</p><p>　　4.5.1 DPSK調(diào)制解調(diào)原理</p><p>　　在2PSK信號中

94、，信號相位的變化是以未調(diào)正弦載波的相位作為參考，用載波相位的絕對數(shù)值表示數(shù)字信息的，所以稱為絕對移相。由圖4-4所示2PSK信號的解調(diào)波形可以看出， 由于相干載波恢復(fù)中載波相位的180°相位模糊，導(dǎo)致解調(diào)出的二進(jìn)制基帶信號出現(xiàn)反向現(xiàn)象，從而難以實際應(yīng)用。 為了解決2PSK信號解調(diào)過程的反向工作問題， 提出了二進(jìn)制差分相位鍵控(2DPSK)。 </p><p>　　2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對

95、相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Δφ，可定義一種數(shù)字信息與Δφ之間的關(guān)系為：</p><p>　　Δφ= 0, 表示數(shù)字信息“0”</p><p>　　π, 表示數(shù)字信息“1”</p><p>　　則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK信號的載波相位關(guān)系如下所示:</p>

96、<p>　　二進(jìn)制數(shù)字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0</p><p>　　2DPSK信號相位： 0 π 0 0 πππ 0 π 0 0</p><p>　　或 π 0 π π 0 0 0 π 0 ππ</p><p>　　數(shù)字信息與Δφ之間的關(guān)系也可以定義為：</p><

97、;p>　　Δφ= 0, 表示數(shù)字信息“1”</p><p>　　 π, 表示數(shù)字信息“0” </p><p>　　2DPSK信號調(diào)制過程波形如圖 4-13 所示。 可以看出，2DPSK信號的實現(xiàn)方法可以采用：首先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，將絕對碼表示二進(jìn)制信息變換為用相對碼表示二進(jìn)制信息，然后再進(jìn)行絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二

98、進(jìn)制差分相位鍵控信號。 2DPSK信號調(diào)制器原理圖如圖4-14所示</p><p>　　圖 4-132DPSK信號調(diào)制過程波形圖</p><p>　　圖4-14 2DPSK信號調(diào)制器原理圖</p><p>　　2DPSK信號可以采用相干解調(diào)方式(極性比較法)， 解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形如圖 4-15 所示。其解調(diào)原理是：對2DPSK信號進(jìn)行相干解調(diào)，恢

99、復(fù)出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。 在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生180°相位模糊， 解調(diào)出的相對碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊度的問題。 </p><p>　　圖 4.152DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形 </p><p>　　2DPSK信號也可以采用差

100、分相干解調(diào)方式(相位比較法)， 解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形如圖 4-14 所示。 其解調(diào)原理是直接比較前后碼元的相位差，從而恢復(fù)發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。由于解調(diào)的同時完成了碼反變換作用， 故解調(diào)器中不需要碼反變換器。由于差分相干解調(diào)方式不需要專門的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方法[15]。</p><p>　　2DPSK系統(tǒng)是一種實用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)， 但其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。 </p&

101、gt;<p>　　圖4-162DPSK信號差分相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形</p><p>　　4.5.2基于MATLAB的2DPSK調(diào)制系統(tǒng)仿真</p><p>　　根據(jù)上述2PSK調(diào)制原理及各個環(huán)節(jié)的要求，從MATLAB的圖符中選擇相應(yīng)的功能模塊，進(jìn)而組建一個完整的模型圖，設(shè)置參數(shù)、仿真運(yùn)行則可獲得仿真后的信號圖。模型建立及仿真的具體操作步驟如下：</p

102、><p>　　1）進(jìn)入MATLAB。通過雙擊桌面上的MATLAB快捷圖符或單擊程序組中的MATLAB即可啟動MATLAB。</p><p>　　2）在命令行窗口中輸入：》》simulink，這時就會調(diào)用simulink的庫瀏覽器，在MATLAB主界面下單擊工具欄中的Simulink library Browser圖標(biāo)，也會彈出Simulink的庫瀏覽器。</p><p>

103、;　　3）在Simulink Library Browser窗口中，選擇“File”菜單下的“New”中的“Model”項，也可以點擊工具欄的按鈕，創(chuàng)建一個新的模型模板。</p><p>　　4）向模型模板中拖入矩形脈沖s(t)，載波，還需要一個差分編碼器和示波器。</p><p>　　5）對于調(diào)制模塊單獨設(shè)置。首先搭建一個單雙變換器，如圖4.17所示, 將其進(jìn)行子系統(tǒng)封裝后為：</

104、p><p>　　圖4-17 單雙變換器</p><p>　　6）將單雙變換器封裝后，建立PSK調(diào)制模塊，如圖4-18所示，將其進(jìn)行子系統(tǒng)封裝后為：。</p><p>　　圖4-18 PSK調(diào)制模塊</p><p>　　7）將所有模塊放好，進(jìn)行連線，如圖4-19所示。</p><p>　　圖4-19 DPSK調(diào)制模塊圖<

105、;/p><p>　　8）對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：</p><p>　　矩形脈沖s(t)：Pulse type: Time based; Amplitude: 1; Period(sec): 2; Pulse Width(% of period): 50; Phase delay: 0.</p><p>　　載波：Sine type: Time based; Amplitud

106、e: 1; Bias: 0; Frequency (rad/sec): 4*pi; Phase (rad): 0; Sample Time: 0.001.</p><p>　　差分編碼Differential encoder: Symbol interval: 1.</p><p>　　9）設(shè)置仿真時間。在工具欄中點擊Simulation,在點擊Simulation Parameters,

107、對其進(jìn)行設(shè)置，start time: 0.0; stop time:10.0;time range: auto。</p><p>　　10）開始仿真。單擊工具條中的圖標(biāo)，單擊此按鈕后，如果用戶系統(tǒng)的模塊己全部完成，系統(tǒng)仿真就開始執(zhí)行，否則將出現(xiàn)一些診斷或提示信息以幫助用戶迅速完成仿真系統(tǒng)的構(gòu)造。系統(tǒng)模塊完成，仿真開始，記錄仿真波形。雙擊示波器“DPSK調(diào)制”，觀察波形，有上至下依次為：矩形脈沖原始信號、載波、調(diào)制

108、信號，如圖4-20所示。</p><p>　　圖4-20 DPSK調(diào)制波形圖</p><p>　　4.5.3基于MATLAB的DPSK相干解調(diào)系統(tǒng)仿真</p><p>　　根據(jù)上述DPSK解調(diào)原理的要求，從MATLAB的圖符中選擇相應(yīng)的功能模塊，進(jìn)而組建一個完整的模型圖，設(shè)置參數(shù)、仿真運(yùn)行則可獲得仿真后的信號圖。模型建立及仿真的具體操作步驟如下：</p>

109、<p>　　1）進(jìn)入MATLAB。通過雙擊桌面上的MATLAB快捷圖符或單擊程序組中的MATLAB即可啟動MATLAB。</p><p>　　2）在命令行窗口中輸入：》》simulink，這時就會調(diào)用simulink的庫瀏覽器，在MATLAB主界面下單擊工具欄中的Simulink library Browser圖標(biāo)，也會彈出Simulink的庫瀏覽器。</p><p>　　3

110、）在Simulink Library Browser窗口中，選擇“File”菜單下的“New”中的“Model”項，也可以點擊工具欄的按鈕，創(chuàng)建一個新的模型模板。</p><p>　　4）將DPSK調(diào)制部分放入新建的模型模板中，需要一個帶限濾波器，從圖符庫中拖出功能模塊，雙擊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。Design method: Butterworth; Filter type: Bandpass; Filter order

111、: 8; Lower passband edge frequency (rads/sec): 2; Upper passband edge frequency (rads/sec): 50。即為所需的帶通濾波器：。</p><p>　　5）還需要一個低通濾波器。從圖符庫中拖出功能模塊 , 雙擊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。Design method: Butterworth; Filter type: Lowpass; Filt

112、er order: 8; Passband edge frequency (rads/sec): 5。即為所需的低通濾波器：。</p><p>　　6）在經(jīng)過低通濾波器后，要進(jìn)行取樣判決，對取樣判決進(jìn)行搭建設(shè)置，如圖4-21所示：</p><p>　　圖4-21DPSK取樣判決</p><p>　　7）在通過取樣判決后，對取樣的信號要進(jìn)行差分解碼。這就需要對差分解碼