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DPSK调制解调实验

一、实验任务

利用卷积编码、DPSK调制和前导码等技术构建通信系统，学习其发射机结

构和工作原理，学习其接收机结构，实现接收机代码，完成接收信号的滤波、DPSK

解调、定时同步和卷积码译码。通过该DPSK系统实验，能对通信系统的一般流

程与模块功能有更清晰的认识，同时掌握差分编解码方法和基于前导码的定时同

步方法。

二、实验基本原理

2.1发射机结构

DPSK通信系统发射机如图1所示，具体步骤如下：

图1发射机结构

（1）随机信源比特从指定数据文件中读取。

（2）对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，

编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。

（3）在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的

定时同步。

（4）差分编码用于对比特流进行处理，以避免接收端的相位模糊。

（5）差分编码结果映射为BPSK码元，注意：0映射为+1，1映射为-1。

（6）对BPSK码元上采样，从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs。

（7）脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。

（8）最后将信号送往发射电路发射。

2.2接收机结构

DPSK通信系统接收机如图2所示，具体步骤如下：

图2接收机结构

（1）首先对来自接收电路的信号进行匹配滤波。

（2）然后进行DPSK差分相干解调。

（3）通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。

（4）对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。

（5）送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec,

译码结果要去掉6个尾比特。

2.3关键信号

SendBit：发送的信源比特序列

SendBpsk：差分编码后的BPSK码元

SendSig：DPSK已调信号

RecvSigFiltered：接收信号匹配滤波

RecvDpskDemod：DPSK解调信号

RecvCorr：前导码相关搜索结果

RecvSymbolSampled：码元抽样

RecvBit：恢复的数据比特

2.4关键参数

系统参数（不可更改）：

Fs=200kHz，系统采样率

Rs=10k码元/秒，码元速率

SigLen=200k，发射信号SendSig的采样点数

信道参数：

Amax=1，最大信号幅度

Pmax=pi，最大相位偏差

Fmax=16，最大频率偏差，单位Hz

Tmax=0.005，最大时间偏差，单位秒

SNR=0，信噪比

三、模块设计与实现

3.1发射机模块

1、参数设置，随机信源比特从指定数据文件中读取，获取其长度。

代码细节说明：生成信源比特应放在同一目录下。一个码元波形对应的采样值个

数为Fs/Rs.

2、对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，

编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。

代码简单没有细节说明。

3、在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的定

时同步。加入前导码，形成Ak码序列=data。

4、差分编码用于对比特流进行处理，以避免接收端的相位模糊，差分“异或”

编码。差分编码，形成Bk码序列=SendBpsk。

5、差分编码结果映射为BPSK码元，映射为双极性电平，Bk=0,1,bk=+-1,0映射

为+1，1映射为-1。

6、对BPSK码元上采样，从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs，长度变为“上

采样系数”倍。

7、脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。脉中成型发送滤波器:SendSig=发送

信号波形。

8、确保信号长度是SigLen。

3.2接收机模块

1、匹配滤波。根据最佳基带传输系统原理，发送/接收滤波器互为匹配滤波器，

即接收滤波器为平方根升余弦型，输出为RecvSigFiltered,接收端判决时码元

波形的H（f)为升余弦滚降特性（频谱）。

2、复基带差分相干解调。

3、通