【正文】 反向工作”現(xiàn)象，恢復(fù)出的數(shù) 字信號“１”和“０”倒置，從而使 2PSK 難以實(shí)際應(yīng)用。 2DPSK 是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息，所以又稱相對相移鍵控。 為了更直觀地說 明信號碼元的相位關(guān)系，我們可以用矢量圖來表述。在絕對相移中，它是未調(diào)制載波的相位；在相對相移中，它是前一碼元的載波相位，當(dāng)前碼元的相位可能是 0或π。這樣，2DPSK 方式雖然解決了載波相位不確定性問題，但是碼元的定時問題仍沒有解決。這 時，當(dāng)前的碼元的相位相對于前一碼元的相位改變177。因此，在相鄰碼元之間必定有相位突跳。根據(jù) ITUT建6 議，圖 ２ ３ （ a）所示的相移方式稱為 A方式；圖 ２ ３ （ b）所示的相移方式稱為 B 方式。 2DPSK信號的產(chǎn)生方法：先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，即把表示數(shù)字信息的序列的絕對碼變換成相對碼（差分碼），然后再根據(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。 差分碼可取傳號差分碼或空號差分碼。 式（２ .2－ 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 1??? nnn bba （２ .2－ 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 o π 碼變換 e2DPSK (t) 圖２－ 3 2DPSK 信號的矢量圖 參考相位 參考相位 π /2相位 π /2相位 (a) A方式 (b) B 方式 7 發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。 2DPSK的相干解調(diào)器原理框圖如圖２ － ５ 所示。用這種方法解調(diào)進(jìn)不需要專門的相干載波，只需由收到的 2DPSK信號延時一個碼元間隔 Ts，然后與 2DPSK信號本身相乘。 2DPSK系統(tǒng)是一種實(shí)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。在多進(jìn)制鍵控體制中，相位鍵控的帶寬和功率占用方面都具有優(yōu)勢，即帶寬占小和比特信噪比要求低。但 是在 MPSK 體制中，隨著 M的增大，相鄰相位的距離逐漸減小，使噪聲容限隨之減小，誤碼率難于保證。在 QAM 體制中，信號的振幅和相位作為兩個獨(dú)立的參量同時受到調(diào)制。 式（２ .3－ 1） 可以展開為 ? ? tAtAts kkkkk 00 si nsi nc o sc o s ???? ?? （２ .3－ 2） 令 kkkkkk AYAX ?? s i n,c o s ??? 則式（２ .3－ 1）變?yōu)? ? ? tYtXts kkk 00 si nc o s ?? ?? （２ .3－ 3） kX 和 kY 也是可以取多個離散值的變量。 在式（２ .3－ 1）中，若 k? 值僅可以取π /4和 π /4， kA 值僅可以取 +A和 A，則此 QAM信號就成為 QPSK信號。有代表性的 QAM信號是 16進(jìn)制的，記為 16QAM，它的矢量圖 如圖 ２－７ 所示。類似地，有 64QAM和 256QAM等 QAM信號。由于從其矢量圖看像是星座，故又稱星座（ Constellation）調(diào)制。 16QAM信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。第二種方法是復(fù)合相移法，它用兩路獨(dú)立的 QPSK信號疊加，形成 16QAM信號。 ３ .１ 2PSK調(diào)制和解調(diào)仿真 2PSK 調(diào)制 采用圖 ２ －１（ b）所示 方法 ， 當(dāng)源信號為０時傳送載波，當(dāng)源信號為１時傳送相移 180 度的載波，即產(chǎn)生 2PSK 信號。 2PSK 調(diào)制和解調(diào) 各環(huán)節(jié) 仿真 波形如下各圖所示。 11 圖 ３ －２ 噪聲、 未加噪聲 調(diào)制 、加噪聲調(diào)制時間波形和頻譜 源信號經(jīng)過 2PSK 調(diào)制后產(chǎn)生未加噪聲調(diào)制 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 。 2PSK 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 時間 波形和頻譜如圖 ３ －２所示，由圖可見， 2PSK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)。 13 圖３－ ４ SNR=1dB 時抽樣判決后及源信號時間波形和頻譜 當(dāng)加性高斯白噪聲信道信噪比 SNR=1dB 時， 抽樣 判決 后 信號 時域波形 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３－４所示。 2DPSK 解調(diào) 采用如圖 ２ －５所示 方法 ， 對 2DPSK 信號進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再經(jīng)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。 圖 ３ － ５ 源信 號、碼變換后、載波時間波形和頻譜 源信號是隨機(jī)產(chǎn)生 二進(jìn)制碼元 ， 載波頻為 fc=200Hz，幅度為１的余弦波 ， 源信號經(jīng)過碼變換（差分編碼） 產(chǎn)生 碼變換后 信號 ，各 時間波形和頻譜如圖 ３ － ５ 所示。 調(diào)制后的信號 時間 波形由兩種相位不同的波形組成， 當(dāng)源信號為１時，2DPSK 信號相位反轉(zhuǎn) π，當(dāng)源信號為０時，相位保持不變（１變０不變） 。 16 圖 ３ － ７ 相干解調(diào)后 、低通后、 抽樣判決后 、 碼反變換 后及源信號時間波形和頻譜 解調(diào)時加有 SNR=10dB噪聲 2DPSK信號與同步載波 在頻域 相乘后 經(jīng)過 70Hz低通濾波后， 再 經(jīng)過抽樣判決 得到相對碼 ，然后 進(jìn)行碼反變換得到 絕對碼 ， 從而恢復(fù)出原始數(shù)字信號，與 源信號相比 是一致的，說明沒有產(chǎn)生誤碼， 各 時間 波形和頻譜如圖 ３ － ７ 所 示 。 18 ３ .３ 16QAM 調(diào)制和解調(diào)仿真 16QAM 調(diào)制 采用如圖 ２ －８（ a）所示 方法 ， 先對源信號 1 和源信號 2 分別進(jìn)行 4ASK調(diào)制到載波 1和載波 2上，再將 4ASK 信號 1和 4ASK 信號 2 疊加產(chǎn)生 16QAM 信號。 16QAM 調(diào)制和解調(diào)各環(huán)節(jié)仿真波形如下各圖所示。 19 圖 ３ － １０ 載波１、載波２、 4ASK 信號 4ASK 信號 2 時間波形和頻譜 載波 1經(jīng)過π /2 移相產(chǎn)生載波 2， 源信號 1和 源信號 2分別 與 載波１和載波 2在頻域相乘 后產(chǎn)生 4ASK 信號 4ASK 信號 2，從頻域上看是 源信號 １、２ 中心頻率 分別 經(jīng)調(diào)制后搬移到了載波頻率 １、２ 上 。 圖３ － １１ 噪聲、未加噪聲調(diào)制、加噪聲調(diào)制 16QAM 時間波形和頻譜 4ASK 信號 1 和 4ASK 信號 2經(jīng)過相加器后產(chǎn)生未加噪聲的 16QAM 信號，后 經(jīng)過加性高斯白噪聲信道后 得到 加噪聲調(diào)制 16QAM， 設(shè)信噪比為 SNR=10dB， 各時間波形和頻譜如圖 ３－ １１ 所示 ， 由圖可見， 16QAM 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)。 22 圖 ３ －１ ３ 抽樣判決后 信號 １、源信號１、 抽樣判決后 信號 ２、源信號２時間波形和頻譜 兩路 經(jīng)過 低通濾波 后 的 信號 ，再分別進(jìn)行抽樣判決 恢復(fù)出兩路原始數(shù)字信號 。 23 圖３－ １４ SNR=1dB 時抽樣判決后及源信號時間波形和頻譜 當(dāng)加性高斯白噪聲信道信噪比 SNR=1dB 時， 兩路抽樣判決后 信號 的 時域波形 和頻譜與源信號相比 都 發(fā)生了 明顯 變化 ，說明 都 產(chǎn)生 了 誤碼，如圖 ３ －１ ４ 所示。2DPSK 抗噪聲性能不及 2PSK。 2PSK 信號的帶寬 、頻帶利用率 和 2DPSK 信號 的 相同 。 25 第四章 結(jié)束語 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展日新月異，如今在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分是經(jīng)過改進(jìn)的，性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式， PSK， DPSK， QAM 等的研究仍然具有很重大的意義，因此，我們選擇了這幾種調(diào)制方式做仿真研究。 另外，數(shù)字調(diào)制 解調(diào) 系統(tǒng)只是通信系統(tǒng)的一個重要組成部分，因此，我們所設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制仿真系統(tǒng)也可以擴(kuò)展成通信系統(tǒng)的仿真。 26 參考文獻(xiàn) [1] 樊昌信等 . 通信原理（第 6 版） 2021 國防工業(yè)出版社 [2] 鄧華等 . MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解 2021 人民郵電出版社 [3] 王立寧 ,樂光新 ,詹菲 . MATLAB 與通信仿真 2021 人民郵電出版社 27 致 謝 28 附 錄 2PSK調(diào)制解調(diào)程序 clear。 ts=。 snr=10。 df=。 snr_lin=10^(snr/10)。 nm=length(t)。 for j=1:15 l=(i1)*15+j。 c1(l)=cos(2*pi*fc*t(l)+pi)。 y(l)=c(l)。 y(l)=c1(l)。 % power in modulated signal noise_power=signal_power/snr_lin。 % pute noise standard deviation noise=noise_std*randn(1,length(y))。 % add noise to the modulated signal %時域頻域轉(zhuǎn)換 m=mi。 M=M*ts。 [Y,y,df1]=fftseq(y,ts,df)。 [C,c,df1]=fftseq(c,ts,df)。 [R,r,df1]=fftseq(r,ts,df)。 [NOISE,noise,df1]=fftseq(noise,ts,df)。 %解調(diào) 29 f_cutoff=70。 H=zeros(size(f))。 H(length(f)n_cutoff+1:length(f))=2*ones(1,n_cutoff)。 [YY,yy,df1]=fftseq(yy,ts,df)。 DEM=H.*YY。 dem=dem(1:length(t))。 for i=(1:length(t))。 yout(1,i)=1。 end。 [YOUT,yout,df1]=fftseq(yout,ts,df)。 pause。 figure(1)。 plot(t,mi(1:length(t)))。axis([0 2 2])。Time39。title(39。)。 plot(f,abs(fftshift(M)))。Frequency39。 title(39。)。 plot(t,c(1:length(t)))。axis([0 2 2])。Time39。title(39。)。 plot(f,abs(fftshift(C)))。Frequency39。title(39。)。 figure(2) subplot(3,2,1)。grid。xlabel(39。)。噪聲波形 39。 subplot(3,2,2)。xlabel(39。)。噪聲頻譜 39。 subplot(3,2,3)。grid。xlabel(39。)。未加噪聲調(diào)制波形 39。 subplot(3,2,4)。xlabel(39。)。未加噪聲調(diào)制頻譜 39。 subplot(3,2,5)。grid。xlabel(39。)。加噪聲調(diào)制波形 39。 subplot(3,2,6)。xlabel(39。)。加噪聲調(diào)制頻譜 39。 pause。 subplot(2,2,1)。grid。xlabel(39。)。相干解調(diào)后波形 39。 subplot(2,2,2)。xlabel(39。)。相干解調(diào)后頻譜 39。 subplot(2,2,3)。grid。Time39。title(39。)。 plot(f,abs(fftshift(DEM)))。Frequency39。 title(39。)。 figure(4) subplot(2,2,1)。grid。xlabel(39。)。抽樣判決后 波形 39。 subplot(2,2,2)。xlabel(39。)。抽樣判決后頻譜 39。 subplot(2,2,3)。grid。xlabel(39。)。源信號波形 39。 subplot(2,2,4)。xlabel(39。)。源信 號頻譜 39。 2DPSK調(diào)制解調(diào)程序 clear。 ts=。 snr=10。 df=。 snr_lin=10^(snr/10)。 nm=length(t)。bn(1)=1。 if x= m(i)=1。