基于matlab的DQPSK基带调制解调系统瑞利信道

1、基于matlab的dqpsk基带调制解调系统(瑞利信道) 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系统.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qpsk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

2、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

3、来表示数字信息。若以前一双比特码元相位作为参考，n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/并变换器将输入的二进制序列分为速率减半的两个并行序列cn,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-1+cn=en；fn-1+dn=fn；当en-1+fn-1=1，fn-1+cn=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-s

4、inwt相乘，相加以后形成dqpsk信号。相位与码元对应关系如下图： 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

5、 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

6、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)

7、; 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

8、('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); figur

9、e(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:length(t); axis(0,10,-0.2,1.2); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度(v)'); title('串并转换下支路码元

10、时域波形图'); grid; %差分编码 f1=; f2=; c=0 for i=1:n/2 if i=1 f1(1)=s1(1); f2(1)=s2(1); else if xor(f1(i-1),f2(i-1)=0 f1(i)=xor(f1(i-1),s1(i); f2(i)=xor(f2(i-1),s2(i); else f1(i)=xor(f2(i-1),s1(i); f2(i)=xor(f1(i-1),s2(i); end if s1(i)=s2(i); c=f1(i); f1(i)=f2(i); f2(i)=c; end end end gt2=ones(1,2*fc*n_

11、sample); ff1=sigexpand(f1,2*fc*n_sample); fff1=conv(ff1,gt2); ff2=sigexpand(f2,2*fc*n_sample); fff2=conv(ff2,gt2); figure(1); subplot(5,2,5); plot(t,fff1(1:length(t); axis(0,10,-0.2,1.2); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度(v)'); title('上支路编码码元时域波形图'); grid; figure(1); subplot(5,2,6)

12、; plot(t,fff2(1:length(t); axis(0,10,-0.2,1.2); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度(v)'); title('下支路编码码元时域波形图'); grid; %产生双极性不归零码 for i=1:n/2 if f1(i)=1 f1(i)=-1; else f1(i)=1; end if f2(i)=1 f2(i)=-1; else f2(i)=1; end end gt2=ones(1,2*fc*n_sample); ff1=sigexpand(f1,2*fc*n_sample);

13、i=conv(ff1,gt2); ff2=sigexpand(f2,2*fc*n_sample); q=conv(ff2,gt2); figure(1); subplot(5,2,7); plot(t,i(1:length(t); axis(0,10,-1.2,1.2); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度'); title('上支路电平映射基带信号时域波形图'); grid; figure(1); subplot(5,2,8); plot(t,q(1:length(t); axis(0,10,-1.2,1.2); xlabe

14、l('时间(s)'); ylabel('幅度'); title('下支路电平映射后基带信号时域波形图'); grid; f2,if=t2f(t,i(1:length(t); figure(1); subplot(5,2,9); plot(f2,10*log10(abs(if).2/(n*ts); axis(-20,20,-40,40); xlabel('频率(hz)'); ylabel('功率谱密度(db/hz)'); title('上支路基带信号功率谱图'); grid; f3,qf=t2f(t,q(1:length(t); figure(1); subplot(5,2,10); plot(f3,10*log10(abs(qf).2/(n*ts); axis(-20,20,-40,40); xlabel('