DPSK+PM调制解调

将随机信号作为信息码元，DPSK编码后经过成型滤波器整型，将信号波形进行相位调制，经过高斯白噪声(AWGN)信道。利用正交解调法解调出波形，对解调信号的进行抽样判决解调出相对码从而得到原始码。

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%DPSK信号的产生
ps=1*10^3;     %码速率为1MHz
Ts=1/ps;       %码元周期
a=0.8;         %成形滤波器系数为0.8
B=(1+a)*ps;    %中频信号处理带宽
Fs=8*10^5;     %采样速率为8MHz
fc=2*10^4;     %载波频率为2MHz
N_length=1000; %仿真码元个数
h= 0.9;        %调频系数h/2*pi范围[-0.5,0.5]
N_sample=Fs*Ts;%N_sample=800
t=0:1/Fs:(N_length*Fs/ps-1)/Fs;%产生长度为N_length,频率为fs的时间序列
%生成信息码元
s=randint(N_length,1,2);%产生随机数据作为原始数据（0.1随机）
%生成相对码
ds=ones(1,N_length);
for i=2:N_length        %将绝对码变换为相对码 s=0时符号不变 s=1时符号翻转if s(i)==1 ds(i)=-ds(i-1);elseds(i)=ds(i-1);end
end
Ads=upsample(ds,Fs/ps);%对相对码数据以Fs频率采样
%整型成波形
%设计平方升余弦滤波器
n_T=[-2 2];
rate=N_sample;
T=1;
Shape_b = rcosfir(a,n_T,rate,T);
% figure(4);freqz(Shape_b)
rcos_Ads=filter(Shape_b,1,Ads);%对采样后的数据进行升余弦滤波;
mt=rcos_Ads;%作为调制信号
%PM调制
sfm=cos(2*pi*fc*t+h*mt); % 已调信号
N1=length(mt)-1;
figure(1)
subplot(411);
plot(t,mt);
title('DPSK信号成形滤波后时域');
subplot(412);
plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(mt)))));
title('DPSK信号成形滤波后频域');
subplot(413);
plot(t,sfm);
title('调相信号时域');
subplot(414);
plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(sfm)))));
title('调相信号频域');
%加高斯白噪声
SNR = 10;
sfm_SNR = awgn(sfm,SNR);
%带通滤波，去除AWGN
% w1=2*(fc-ps)/Fs;           %下截止频率
% w2=2*(fc+ps)/Fs;           %上截止频率
% numerator= fir1(60,[w1,w2]);%numerator是FIR滤波器的系数
% sfBandpass=filter(numerator,1,sfm_SNR );%经过滤波器
% figure(3);
% subplot(211);plot(t,sfBandpass);title('通过带通滤波器后的调制信号');axis([0,0.02,-1.5,1.5]);
% subplot(212);plot(t,sfm_SNR );title('带有噪声的调制信号'); axis([0,0.02,-1.5,1.5]);
%混频
ct=cos(2*pi*fc*t); %产生载频信号
st=sin(2*pi*fc*t); %生成和载波信号相差pi/2的信号
for i=1:length(sfm)
Ih(i)=sfBandpass(i)*2*(-ct(i));
Qh(i)=sfBandpass(i)*2*(st(i));
end
%滤波%降频
Flp=2*fc;
b=fir1(100,Flp/Fs,'low'); %设计滤波器
Qm=filter(b,1,Qh);
Im=filter(b,1,Ih);
% figure(6)
% subplot(411);plot(t,Qm);title('Q信号波形');
% subplot(412);plot(t,Im);title('I信号波形');
% subplot(413);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(Qm)))));title('Q信号波形频域');
% subplot(414);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(Im)))));title('I信号波形频域');
% figure(5)
% subplot(411);plot(t,Qh);title('Qh信号波形');
% subplot(412);plot(t,Ih);title('Ih信号波形');
% subplot(413);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(Qh)))));title('Qh信号波形频域');
% subplot(414);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(Ih)))));title('Ih信号波形频域');
%解调
Sn(1)=0;
for i=1:length(Qm)
y(i)=Qm(i)/Im(i);
Sn(i)=atan(y(i));
end
%低通滤波去除高频噪声
fm=ps;
Flp1=2*fm;
a=fir1(60,Flp1/Fs,'low'); %设计滤波器
% figure(4);
% stem(b);  %滤波器单位脉冲响应
Sn=filter(a,1,Sn);
%%相位解卷绕
%Sn=unwrap(Sn);
figure(11);
subplot(411);plot(t,Sn);title('解调信号波形'); %axis([0 2*10^(-3) -1 1 ]);
subplot(412);plot(t,mt);title('原始信号波形'); %axis([0 2*10^(-3) -5 5 ]);
subplot(413);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(Sn)))));title('解调信号频域'); %axis([-10000 10000 0 50000]);
subplot(414);plot((-N1/2:N1/2)*Fs/N1,20*log10(abs(fftshift(fft(mt)))));title('原始信号频域'); %axis([-10000 10000 0 500000]);
%对应波形
demod_lpf=Sn;
s_Ads=rectpulse(ds,Fs/ps);%对相对码重复Fs/ps倍采样，生成矩形波形信号，便于绘图比较
Len=10000;%设置时域波形显示的点数
x_t=1:Len;%产生长度为Len的时间序列
x_t=x_t;
delay=N_sample*3/2;%为便于观察，对解调后的基带波形超前显示delay个点。
%%绘制DPSK解调前后时域波形
% figure(10)
% plot(x_t,s_Ads(1:Len)/2,'-',x_t,demod_lpf(delay:Len+delay-1)/max(demod_lpf),'--');
% legend('相对码信号波形','DPSK解调后基带波形');xlabel('时间(us)');ylabel('幅度(V)');grid on;
%抽样判决，选取的是中间时刻
decide=ones(1,N_length);
for k=2:N_length  if(Sn((k)*N_sample)>0)
%     if(demod_lpf((k-1)+1)>0)  decide(k)=1;  else  decide(k)=0;  end
end  %还原绝对码
get_absolute_code =zeros(1,N_length);
for j = 2:N_length-1  get_absolute_code(j) = xor(decide(j),decide(j+1));
end
x=get_absolute_code;
y=s';
[number,ratio] = biterr(x,y)  %ratio误码率,number误码数

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