基于matlab仿真的数字调制与解调设计毕业设计论文

发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“１”和“０”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。2DPSK的相干解调器原理框图如图２－５所示。

e2DPSK (t)

带通滤波器 cosωct 相乘器 低通滤波器 定时脉冲 输出 抽样判决器 码反变换器 图２－5 2DPSK相干解调器原理框图

2DPSK信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法），其原理框图如图２－6所示。用这种方法解调进不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔Ts，然后与2DPSK信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经低通滤波后再抽样判决，即可直接恢复原始数字信息，故解调器中不需要码反变换器。

2DPSK系统是一种实用的数字调相系统，但其抗加性白噪声性能比2PSK的要差。

e2DPSK (t)

带通滤波器 延迟Ts 图２－6 2DPSK差分相干解调器原理框图

相乘器 低通滤波器 定时脉冲 输出 抽样判决器

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2.３ 正交振幅调制(QAM)

正交振幅调制（Quatrature Amplitude Modulation, QAM）是一种振幅和相位联合键控。在多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK体制为人们所喜欢。但是在MPSK体制中，随着M的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难于保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元要以表示为

sk?t??Akcos??0t??k?kT?t?(k?1)T

（２.3－1）

式中：k=整数；Ak和?k分别可以取多个离散值。 式（２.3－1）可以展开为

sk?t??Akcos?kcos?0t?Aksin?ksin?0t 令Xk?Akcos?k,Yk??Aksin?k

（２.3－2）

则式（２.3－1）变为

sk?t??Xkcos?0t?Yksin?0t

（２.3－3）

Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从式（２.3－3）看出，sk?t?可以看作是两个正交

的振幅键控信号之和。

在式（２.3－1）中，若?k值仅可以取π/4和-π/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号。QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图如图２－７所示。图中用点表示每个码元的位置，并且示出它是由两个正交矢量合成的。类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号。它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座（Constellation）调制。

图２－7 QAM信号的矢量图

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下面以及16QAM信号为例作进一步的分析。16QAM信号的产生方法主要有两种。第一种是正交调幅法，图２－８所示，即用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号。第二种方法是复合相移法，它用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号。

相乘器 相乘器 cosωct 低通滤波器 cosωct π/2移相 相加器 u0t u0t π/2移相 sinωct 相乘器 sinωct 低通滤波器 相乘器 （a）调制 （b）解调

图２－8 16QAM调制和解调方框图

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第三章 数字调制解调仿真

2PSK,2DPSK,16QAM仿真试验中假设载波同步，采用的调制信号的载波频率fc为200Hz，采样频率fs为1000Hz，观察波形时间t0为0.15s，其中2PSK，2DPSK和16QAM调制中加入了高斯白噪声，此外这三种调制都采用相干解调。

３.１ 2PSK调制和解调仿真

2PSK调制采用图２－１（b）所示方法，当源信号为０时传送载波，当源信号为１时传送相移180度的载波，即产生2PSK信号。

2PSK解调采用如图２－２所示方法，将2PSK信号在频域上与载波相乘，再经过低通滤波，然后进行抽样判决得到解调信号。

2PSK调制和解调各环节仿真波形如下各图所示。

图３－１ 源信号、载波时间波形和频谱

源信号和载波如图３－１所示，其中源信号是随机产生的二进制码元，载波频为fc=200Hz，幅度为１的余弦波。

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