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图3-15 发送滤波器模块图3-16 发送滤波器前后波形
从图3-16我们可以看到,矩形基带脉冲通过发送滤波器后,矩形时域有限的波形变成了滚降时域无限波形,所以达到了频域有限利于传输的效果,能够满足成形设计的要求。 3.2.4 BPSK调制
结合第二章BPSK调制原理的详细分析, BPSK的调制器非常简单,经过成型滤波之后的数字基带信号只需与载波相乘,完成频谱搬移,实现调制过程。不过这里数字信号的“0”要用“-1”来表示(在数字通信中,符号“1”用“+1”来表示,“0”则用“-1”来表示)。
本论文中载波发生器选用Simulink库中的离散余弦载波生成模块Sine Wave,幅度为1,频率选择4Mhz,考虑到信源数据率为2Mbps,成型滤波器上采样点为8,即一个周期采样8个点,所以采样频率应该为16Mhz,故离散余弦载波的采样时间Sample time 设置为1/16000000,具体参数设置如图3-18所示:
图3-17 离散余弦载波发生器图3-18 载波发生器参数设置
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设置好离散载波发生器参数之后,我们可以观察到载波信号输出波形如图3-19所示:
图3-19 离散余弦载波波形
从上图我们可以很清楚看到波形产生幅度为1,频率为4Mhz,采样时间为1/16000000 s的离散余弦载波,满足设计要求。
按照设计要求产生了需要的离散载波,下面我们进行BPSK信号调制,将经过成形滤波之后的数字基带信号只与离散载波相乘,完成频谱搬移,实现调制过程。Simulink仿真环境下设计的BPSK调制原理框图如图3-20所示:
图3-20 BPSK调制原理框图
其输出波形如图3-21所示,从上到下依次是通过成形滤波器后的数字基带信号、BPSK已调信号和离散余弦载波信号。
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图3-21 BPSK信号调制波形
对图3-34进行局部放大如图3-35所示,可以清楚得看到数字基带信号与离散余弦载波相乘的过程,得到BPSK已调信号。
图3-22 BPSK调制波形放大
下面我们通过观察信号频谱来分析BPSK的调制过程,这样可以更加直观得看清楚整个调制过程。Simulink库中观察信号频谱的模块是“Spectrum Scope”,该模块是
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基于FFT离散傅氏变换的快速算法,所以其输入为离散值,并且参数设置中缓存长度(Buffer size)应该勾选并输入一定缓存点数,模型和参数设置如下所示:
图3-23 Spectrum Scope模块图3-24 Spectrum Scope模块参数设置
我们对BPSK调制前后各部分分别进行频谱分析,其模型和波形输出分别如图3-25和3-26所示:
图3-25调制模块频谱分析原理框图
对图3-25仿真,我们可以得到载波的频谱如图3-26所示:
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图3-26 离散余弦载波频谱图
由图3-26可知,离散余弦载波的频谱主要集中在4Mhz和-4Mhz,与载波信号的频率4Mhz保持一致。
而通过成形滤波器之后的数字信号波形频谱图则如图3-27所示:
图3-27 数字基带信号频谱图
从图3-27我们很清楚地看到,矩形基带脉冲信号经过成形滤波器之后,其频域波形变为升余弦形状,频域有限,时域则变为无限,有利于传输,由此也证明发送滤
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