【Matlab】DQPSK四进制相对相移调制波形生成

前言

一个通信原理课程中使用Matlab生成DQPSK波形的实验笔记。

内容

1. 设发送二进制信息为10011101，码元速率为1波特，载波 sin(wt)，幅值为1，初始相位为0。
2. 当载波频率为2Hz，相位（或相位差）0°代表“00”，相位（或相位差）90°代表“01”，相位（或相位差）180°代表“11”，相位（或相位差）270°代表“10”

原理

• DQPSK原理与DBPSK类似（参考【Matlab】DBPSK差分二进制相移键控波形生成），都是利用相邻码元载波的相对相位变化表示数字信息。
• 使用正交调相法调制，由两路正交的2PSK支路信号I和Q合成，二进制信息被变换成双极性信息序列后被拆分为两路支路信息I和Q，其中I取原信息序列的奇信息，Q取原信息序列的偶信息。由于信息被拆分为两路，但传输周期没有变，所以支路信息的速率是原信息的一半，即码元周期为原来的两倍。

程序源码

N=8;%比特数
T=1;%比特周期
fc=2;%载波频率
Fs=100;%抽样频率
bitstream=[1;0;0;1;1;1;0;1];%随机产生的比特数0、1
bitstream=2*bitstream-1;%单极性变为双极性（0到-1；1到1）
I=[];Q=[];
%奇数进I路,偶数进Q路
for i=1:N
    if mod(i,2)~=0
        I=[I,bitstream(i)];
    else
        Q=[Q,bitstream(i)];
    end
end
%采用绘图比较I、Q比特流
bit_data=[];
for i=1:N
	%在一个比特周期里面有T*Fs个1和采样点一模一样
    bit_data=[bit_data,bitstream(i)*ones(1,T*Fs)];
end
I_data=[];Q_data=[];
for i=1:N/2
    %I路和Q路是原来比特周期的两倍,2Tb=Ts(码元周期)，因此采样点个数为T*Fs*2
    I_data=[I_data,I(i)*ones(1,T*Fs*2)];
    Q_data=[Q_data,Q(i)*ones(1,T*Fs*2)];
end

%绘图
figure(1);
%时间轴
t=0:1/Fs:N*T-1/Fs;
subplot(3,1,1)
plot(t,bit_data);legend('Bitstream')%比特信息
title('基波信号');
grid on; axis([0,8,-2,2])
subplot(3,1,2)
plot(t,I_data);legend('I Bitstream')%I路信息
title('信号相对码');
grid on; axis([0,8,-2,2])
subplot(3,1,3)
plot(t,Q_data);legend('Q Bitstream')%Q路信息
title('基波信号');
grid on; axis([0,8,-2,2])

%载波信号
bit_t=0:1/Fs:2*T-1/Fs;%载波周期为2倍比特周期,定义时间轴
I_carrier_d=[];Q_carrier_d=[];
for i=1:N/2
    I_carrier_d=[I_carrier_d,I(i)*cos(2*pi*fc*bit_t+pi)];%I路载波信号
    Q_carrier_d=[Q_carrier_d,Q(i)*cos(2*pi*fc*bit_t+3*pi/2)];%Q路载波信号
end
DQPSK_signal=(I_carrier_d+Q_carrier_d);
figure(2);
subplot(3,1,1)
plot(t,I_carrier_d);legend('I signal')  %I路信号
title('载波信号');
grid on; axis([0,8,-2,2])
subplot(3,1,2)
plot(t,Q_carrier_d);legend('Q signal')  %Q路信号
title('载波信号');
grid on; axis([0,8,-2,2])
subplot(3,1,3)
plot(t,DQPSK_signal);legend('DQPSK signal')  %I路、Q路和的信号
title('调制信号');
grid on; axis([0,8,-2,2])

结果分析

结语

DQPSK和DBPSK类似，只是用四种不同的相移位代表不同的信息。