【正文】 ted signal%時(shí)域頻域轉(zhuǎn)換m=mi。 % pute noise standard deviationnoise=noise_std*randn(1,length(y))。 % power in modulated signalnoise_power=signal_power/snr_lin。 y(l)=c1(l)。 y(l)=c(l)。 end if bn(i+1)==1。 mi(l)=1。 c1(l)=cos(2*pi*fc*t(l)+pi)。 for j=1:15 l=(i1)*15+j。 else m(i)=0。%bn是差分碼，設(shè)bn的第一個(gè)符號為1for i=1:10 x=rand。%生成2DPSKbn=[]。y=[]。t=[ts:ts:t0]。fs=1/ts。fc=200。t0=。)。 title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(M)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,mi(1:length(t)))。)。 title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(YOUT)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,yout(1:length(t)))。pause。低通后頻譜39。)。xlabel(39。subplot(2,2,4)。低通后波形39。)。xlabel(39。plot(t,dem(1:length(t)))。)。 title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(YY)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,yy(1:length(t)))。figure(3)。)。 title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(R)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,r(1:length(t)))。)。 title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(Y)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,y(1:length(t)))。)。title(39。Frequency39。plot(f,abs(fftshift(NOISE)))。)。title(39。Time39。axis([0 2 2])。plot(t,noise(1:length(t)))。pause。載波頻譜39。)。xlabel(39。subplot(2,2,4)。載波波形39。)。xlabel(39。grid。subplot(2,2,3)。源信號頻譜39。)。xlabel(39。subplot(2,2,2)。源信號波形39。)。xlabel(39。grid。subplot(2,2,1)。%仿真pause。YOUT=YOUT*ts。end。 else yout(1,i)=0。% 判決，得到解調(diào)結(jié)果 if yout(1,i)0。yout=dem。%濾波dem=real(ifft(DEM))/fs。YY=YY*ts。yy=r.*c。H(1:n_cutoff)=2*ones(1,n_cutoff)。%70Hz低通濾波器n_cutoff=floor(70/df1)。NOISE=NOISE*ts。R=R*ts。C=C*ts。Y=Y*ts。f=[0:df1:df1*(length(m)1)]fs/2。[M,m,df1]=fftseq(m,ts,df)。 % generate noiser=y+noise。 % pute noise powernoise_std=sqrt(noise_power)。 end endend%加噪聲signal_power=spower(y(1:length(t)))。 elseif x mi(l)=0。 if x= mi(l)=1。 c(l)=cos(2*pi*fc*t(l))。%生成2PSKfor i=1:10 x=rand。y=[]。t=[ts:ts:t0]。fs=1/ts。fc=200。t0=。這種擴(kuò)展只需在輸入端與調(diào)制器間增加一些數(shù)字基帶處理模塊，如信源編碼、加密、信道編碼等，在解調(diào)后增加相應(yīng)的解碼解密器即可。仿真這幾種理論已經(jīng)很成熟的數(shù)字調(diào)制方式，一方面，可以更容易將仿真結(jié)果與成熟的理論進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證仿真的合理性；另一方面，也可以以此為基礎(chǔ)將仿真系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展，使其成為仿真更多的數(shù)字調(diào)制方式的模板。（２）16QAM與2PSK、2DPSK相比，在相同的碼元速率情況下其信息速率較高，頻帶利用率高，但誤碼率最高，且實(shí)現(xiàn)的難度大。2PSK系統(tǒng)存在“反向工作”問題，而2DPSK系統(tǒng)不存在“反向工作”問題，因此在實(shí)際應(yīng)用中，真正作為傳輸用的數(shù)字調(diào)相信號幾乎都是DPSK信號?！「鞣N調(diào)制比較 （１）2PSK、2DPSK檢測這兩種信號時(shí)判決器均可工作在最佳門限電平（零電平）。兩路抽樣判決后信號的時(shí)域波形和頻譜與源信號相比是一致的，說明都沒有產(chǎn)生誤碼，如圖３－１３所示。圖３－１２　相干解調(diào)后信號１、低通后信號１、相干解調(diào)后信號２、低通后信號２時(shí)間波形和頻譜解調(diào)時(shí)加有SNR=10dB噪聲16QAM信號分別與載波１和載波２在頻域相乘后再經(jīng)過70Hz低通濾波器產(chǎn)生低通后信號１和低通后信號２，各波形和頻譜如圖３－１２所示。調(diào)制后的信號時(shí)間波形分別隨著源信號1和源信號2幅度變化而變化，如圖３－１０所示。圖３－９　源信號１、源信號２時(shí)間波形和頻譜兩路源信號都是隨機(jī)產(chǎn)生且幅度有四種取值，分別是３、１、－１、－３，其時(shí)間波形和頻譜如圖３－９所示。16QAM解調(diào)采用如圖２－８（b）所示方法，分別將16QAM調(diào)制波與載波1和載波2在頻域上相乘，再經(jīng)過低通濾波，再進(jìn)行抽樣判決后分別恢復(fù)兩路原始信號。圖３－８　SNR=1dB時(shí)碼反變換后及源信號時(shí)間波形和頻譜當(dāng)加性高斯白噪聲信道信噪比SNR=1dB時(shí)，碼反變換后信號時(shí)域波形和頻譜與源信號相比還是一致的，說明也沒有產(chǎn)生誤碼，如圖３－８所示。2DPSK信號后經(jīng)過加性高斯白噪聲信道后得到加噪聲調(diào)制信號，設(shè)信噪比為SNR=10dB，各時(shí)間波形和頻譜如圖３－６所示，由圖可見，2DPSK信號經(jīng)過SNR=10dB加性高斯白噪聲信道后的波形有明顯的毛刺出現(xiàn)。圖３－６　噪聲、未加噪聲調(diào)制、加噪聲調(diào)制時(shí)間波形和頻譜源信號經(jīng)過2DPSK調(diào)制后產(chǎn)生調(diào)制波信號，從頻域上看是源信號中心頻率經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率上。2DPSK調(diào)制和解調(diào)各環(huán)節(jié)仿真波形如下各圖所示。　2DPSK調(diào)制和解調(diào)仿真2DPSK調(diào)制采用如圖２－４所示方法，先對源信號進(jìn)行差分編碼（碼變換），再根據(jù)相對碼絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相移鍵控信號。圖３－３　相干解調(diào)后、低通后、抽樣判決后及源信號時(shí)間波形和頻譜解調(diào)時(shí)加有SNR=10dB噪聲的2PSK信號與同步載波在頻域相乘再經(jīng)過70Hz低通濾波后，再經(jīng)過抽樣判決后恢復(fù)出原始數(shù)字信號，各時(shí)間波形和頻譜如圖３－３所示，抽樣判決后信號時(shí)域波形和頻譜與源信號相比是一致的，說明沒有產(chǎn)生誤碼。調(diào)制后信號的時(shí)間波形由兩種相位不同的波形組成，而且兩種波形是反相的，即相位相差180度，且相位變化隨著源信號變化而變化（異變同不變），但振幅和頻率保持不變。圖３－１　源信號、載波時(shí)間波形和頻譜源信號和載波如圖３－１所示，其中源信號是隨機(jī)產(chǎn)生的二進(jìn)制碼元，載波頻為fc=200Hz，幅度為１的余弦波。2PSK解調(diào)采用如圖２－２所示方法，將2PSK信號在頻域上與載波相乘，再經(jīng)過低通濾波，然后進(jìn)行抽樣判決得到解調(diào)信號。相乘器π/2移相相加器u0t圖２－8　16QAM調(diào)制和解調(diào)方框圖相乘器sinωctcosωct相乘器相乘器低通濾波器低通濾波器π/2移相cosωctu0tsinωct（b）解調(diào)（a）調(diào)制38第三章 數(shù)字調(diào)制解調(diào)仿真2PSK,2DPSK,16QAM仿真試驗(yàn)中假設(shè)載波同步，采用的調(diào)制信號的載波頻率fc為200Hz，采樣頻率fs為1000Hz，其中2PSK，2DPSK和16QAM調(diào)制中加入了高斯白噪聲，此外這三種調(diào)制都采用相干解調(diào)。第一種是正交調(diào)幅法，圖２－８所示，即用兩路獨(dú)立的正交4ASK信號疊加，形成16QAM信號。圖２－7　QAM信號的矢量圖　　下面以及16QAM信號為例作進(jìn)一步的分析。它們總稱為MQAM調(diào)制。圖中用點(diǎn)表示每個(gè)碼元的位置，并且示出它是由兩個(gè)正交矢量合成的。QPSK信號就是一種最簡單的QAM信號。從式（－3）看出，可以看作是兩個(gè)正交的振幅鍵控信號之和。這種信號的一個(gè)碼元要以表示為 　　　　　（－1）式中：=整數(shù)；和分別可以取多個(gè)離散值。為了改善在M大時(shí)的噪聲容限，發(fā)展出了QAM體制。因此，MPSK和MDPSK體制為人們所喜歡。圖２－6　2DPSK差分相干解調(diào)器原理框圖e2DPSK (t)相乘器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖輸出帶通濾波器延遲Ts　正交振幅調(diào)制(QAM)正交振幅調(diào)制（Quatrature Amplitude Modulation, QAM）是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控。相乘器起著相位比較的作用，相乘結(jié)果反映了前后碼元的相位差，經(jīng)低通濾波后再抽樣判決，即可直接恢復(fù)原始數(shù)字信息，故解調(diào)器中不需要碼反變換器。圖２－5　2DPSK相干解調(diào)器原理框圖e2DPSK (t)cosωct相乘器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖碼反變換器輸出帶通濾波器2DPSK信號的另一種解調(diào)方法是差分相干解調(diào)（相位比較法），其原理框圖如圖２－6所示。在解調(diào)過程中，由于載波相位模糊性的影響，使得解調(diào)出的相對碼也可能是“１”和“０”倒置，但經(jīng)差分譯碼（碼反變換）得到的絕對碼不會發(fā)生任何倒置的現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊性帶來的問題。式（－2）稱為差分編碼（碼變換），即把絕對碼變換為相對碼；其逆過程稱為差分譯碼（碼反變換），即 　 （－3）2DPSK信號的解調(diào)方法之一是相干解調(diào)（極性比較法）加碼反變換法。移相cosωct開關(guān)電路s(t)圖２－4　2DPSK信號調(diào)制器原理框圖oπ碼變換e2DPSK (t)差分碼可取傳號差分碼或空號差分碼。2DPSK信號調(diào)制器原理框圖如圖２－4所示。由于后者的優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛采用。在接收端檢測此相位突跳就能確定每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，即可提供碼元定時(shí)信息。π/2。為了解決定時(shí)問題，可以采用圖２－３（b）所示的相移方式。但是按照這種定義，在某個(gè)長的碼元序列中，信號波形的相位可能仍沒有突跳出點(diǎn)，致使在接收端無法辨認(rèn)信號碼元的起止時(shí)刻。按照（－１）的定義關(guān)系，我們可以用如圖２－3（a）所示的矢量圖來表示，圖中，虛線矢量位置稱為基準(zhǔn)相位。假設(shè)為當(dāng)前碼元與前一碼元的載波相位差，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為 　　　　　（－１