感应通信系统的实现 - 2DPSK低频感应通信系统MATLAB仿真

2.2 DPSK 低频感应通信系统的实现

　　随着数字信号处理技术的发展，DSP芯片的处理能力得到了极大提高，软件无线电正是DSP技术在无线通信系统中应用。软件无线电以现代通信理论为基础、以数字信号处理为核心、以微电子技术为支撑，构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将通信的各种功能用软件来实现，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能地靠近天线。

　　对于低频感应通信系统来说，由于工作频率比较低，接收线圈接收到的信号经放大及预滤波后，可直接经A/D转换后送给DSP进行数字信号处理，即类似于理想软件无线电的设计。具体来说就是，在信道中传输的是模拟信号，而对信号的处理部分主要是是在数字信号处理器件(DSP)上实现。

　　

 

　　系统的组成框图如图2所示，发送器在通过DSP产生软件调制信号，该信号经D/A转换器件的数模转换后，产生低频的DPSK信号，该信号经过模拟功率放大就可以加载到发射线圈上。接收线圈接收的DPSK及噪声信号经过模拟放大和抗混叠滤波器的预处理后，直接用A/D转换器将预处理后的DPSK信号转换为数字信号送给DSP，由DSP对接收到的调制信号进行FIR数字滤波、相干解调、抽样判决和差分解码等信号处理过程，恢复信源信息，完成通信过程。

　　3 2DPSK 低频感应通信系统的仿真设计

　　3.1 仿真设计

　　在通信系统的设计中，通信系统的仿真设计能够使设计者在实际系统设计之前测试系统的性能。通信系统的仿真设计主要包括通信的基本功能测试、通信的误码率分析等。本文利用MATLAB 软件提供的强大的通信系统工具箱Communication Block set，采用“自底向上”设计方式进行低频感应通信系统的仿真设计。系统仿真设计的总体框图如图3 所示。

　　

 

　　该仿真系统主要包括了二值信源模块、DPSK 信号调制模块、信道模块、接收、解调及信号同步模块，抽样判决模块、解码及误码显示模块。二值信号源模块作为该仿真系统的数字基带输入;DPSK 调制模块调制产生在信道中传输的DPSK 信号;信道模块是为了模拟复杂的通讯环境对该低频无线通信系统的影响而加入的高斯白噪声模块;接收、解调及其同步模块是该仿真系统中的关键环节，其DPSK 信号的解调采用载波相干解调，解调所用的相干载波可以用科斯塔斯环等方法直接从接收的信号中恢复。由于从高斯信道中接收的调制信号具有时间或相位的延迟，其码元定时脉冲的提取必须经过位同步模块的同步。本设计所采用的位同步模块是基于Gardner 算法所设计的位同步模块，该算法所需采样点少，易于高速实现，且具有检测性能不受载波相位恢复影响的优点;解调后的信号经相关器运算，抑制了与载波无关的噪声及干扰，使其在指定的抽样判决时刻具有最大的信噪比。该信号经抽样判决及解码处理后，可以无失真地恢复信源信号。