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傳輸與接收
文章編號:1002—8692(2011)13-0083—03
四進¥1J VMCK調制信號的傳輸仿真
馬剛,周勝源
(桂林電子科技大學信息與通信學院,廣西桂林541004)
【摘要】甚小線性調頻鍵控(VMCK)是一種高效的超窄帶調制技術,具有窄帶占用,強邊帶抑制,數據傳輸效率高等 點
.系統(tǒng)的四路信號復用系統(tǒng),并進行分析。
分復用技術是一種常用的提高頻帶利用率手段,在超窄帶的通信結構基礎上,根據VMCK調制原理,利用Simulink搭建挺窄寸
【關鍵詞】甚小線性調頻鍵控;調制;四進制;仿真
【中圖分類號】TN919 【文獻標識碼】A
Quaternary VMCK Modulation Signal Transmission Simulation
MA Gang,ZHOU Shengyuan
(Institute of Information and Communication,Guilin University of Electronic Science and Technology,Guangxi Guilin 541004,China)
【Abstract】VMCK(Very Minimum Chirp Keying,VMCK)is a highly eficifent ultra narrow band modulation techniqu ̄ s、、_II 1
na ̄ow footprint strong sideband suppression.data transmission eficifency.Frequency division multiplexing is a( ̄ounnoll[v ll^( (】
means of improving bandwidth efficiency.In the ultra—na ̄ow band communication structure based on the modulation pt’im?il
VMCK,the multi~band ultra—na ̄owband system four signal multiplexing system are built and analyzed.
【Key words】VMCK;modulation;quaternary;simulation
0 引言
超窄帶(Ultra Narrow Band,UNB) 通信因其有效傳
輸帶寬小,頻帶利用率高的優(yōu)點備受關注。超窄帶高效
調制方式由最初Walke ̄ I的可變相位相移鍵控(Varible
Phase Shitf Keying,VPSK)和甚小相移鍵控(Very Mini.
mum Shitf Keying,VMSK)發(fā)展到相位反轉鍵控(Phase
Reversal Keying,PRK),以及吳樂南等提出甚小波形差異
鍵控(Very Minimum Waveform Difference Keying,VWDK)
和統(tǒng)一的擴展二元相移鍵控(Extended Binary Phase 令其積分為0,得到表達式為
52( )=sin{2wf ̄[1+OL一 f]t},
0<Ot≤l,0<t≤1 (2)
式中:Sl(t)和s:t)代表數據1和0,_, 是比特傳輸速率,
是線性調頻系數。其中,O/=0.73l時兩信號正交 從式
(1)和式(2)可得頻率方程fl(t)和j2(t)為
( )= [1一O/+2afst],0< ≤1,0<t≤1// (3)
( J= [1+ 一2 £],0< ≤1,0<t≤1 (4j
為了除去VMCK信號直流分量,可加上一定的系數,
Shitf Keying,EBPSK) 。作為一種新型的超窄帶調制技
術,VMCK采用線性調頻的方式 ,由波形頻率的升頻
(up)或降頻(down)表示發(fā)送的信號。由于發(fā)送的信號
S3(t)=[1一 +2 t]sin{2"nf ̄[1一 +Lt
0< ≤1,0<t≤l (5)
s4(f)=[1+O/一2 t]sin{2 ̄f,[1+Og—I/ t],},
0<O/≤1,0<t≤1 (6)
始終保持相位連續(xù),導致獲得信號的頻譜很窄,VMCK與
其他超窄帶信號相比具有較窄的頻譜。
2 VMCK多進制調制原理
由上述可知,表示0和1的信號5 和s 分別為up
信號和down信號,因為這兩種信號本身都足ftt 頻產
生,所以0,1信號頻率變化仍然是連續(xù)的,并術產 f:桐化
翻轉。這也是VMCK調制“窄”的原因:進行擴展到多
1 VMCK調制原理
VMCK調制的基本原理是用二進制數據控制線性調
頻的“升調”或“降調”,“升調”和“降調”分別對應數據1
和0,載波的中心頻率同時也是信息的傳輸速率,線性調
頻的頻譜集中在載波附近,調頻的正弦信號在l bit內為
進制信號,為了保證“窄”,參數改變I 不宜考慮到頻率和
1個周期。單周期的VMCK調制信號數字表達式為
相位方面。因此,本文所仿真的四進制信號就是存原有
S1( )=sin{2 [1一 + tit},
0< ≤1,0<t≤1 (1)
信號基礎上進行幅度翻倍,加上原有的 p和down信號,
就形成了4個類型的波形,分別用來表示四進制信號0,
基金項目:廣西信息與通訊技術重點實驗室基金項目(10911,10913,10904 J
2011年第35卷第13期(總第363期)
耩 83
i Transmitting&receiving
l傳輸與箍收
1,2,3,然后經疊加處理后調制成幅度有所變化的一條
VMCK波形,加噪聲后通過濾波器,然后對其進行解調。
和down信號正交時的數據,設此為滿足解調過程。原始
圖如圖3所示。
3 Simulink仿真過程
首先設定down(x)表示0,幅度翻倍的down(y)表示
1,印( )表示2,up(r)表示3,整體的仿真系統(tǒng)如圖1所示。
圖1整體系統(tǒng)仿真(截圖)
隨機產生了10 kHz的4個電平的四進制信號,對其
每個碼元進行200個點的采樣后進人調制模塊,分別被
判為4種波形。與高斯白噪聲相加后通過帶寬為700 Hz
的帶通濾波器,然后進入解調單元。從解調單元出來3
路數據A,B,c,在接下來就是通過這3路數據來進行信
息還原的。最后的部分是計數器,用以計算錯誤的碼元
數目。調制模塊如圖2所示。
圖2調制模塊圖(截圖)
隨機信號進來后根據其4個不同的電平被分別調制
成4種波形,在時間軸上將其相加便得到連續(xù)的調制波
形。其中的4個判決模塊是通過了一個Matlab函數塊形
成,對于第一路的up(y)信號,其程序對應為:
function y= n(u)
a=mod(u,100);%因為每個碼元的采樣點數是100,故在此對
1O0取模
up=2 sin(2 pi f0.3+0.7 a/100) a/lO0);
y=up;
其中,將調制系數設定為0.7,這個系數是對應的up
84 d電
視技求
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2011年第35卷第13期(總第363期)
圖3原始序列(截圖)
其調制的波形如圖4所示。
圖4調制波形(截圖)
圖4的最后一行就是加起來的整體調制波形,它有
幅度和up,down兩種變化,可以用來表示四進制信號。
解調模塊如圖5所示。
圖5解調模塊(截圖)
為了避免傳統(tǒng)的直接相關解調方式會造成的錯誤
判斷,采用了分級解調方式,首先從中間路進入圖中的
紅色A路,先判斷這一段波形是屬于up類或者down類,
如是前者,則直接進入上一路黃色B路再行判斷,判斷方
式是 ( )和up(y)波形分別積分后,將所得值取出中間
一
個幅值作為判決門限電平,通過比較這個電平判斷出
是屬于up類中幅度較大還是較小的。如是后者道理類
似。圖5中所示的判決電平是根據濾波器的不同而有所
改變的,因為濾波器設置不同,通過它產生的衰減也有
所不同,但一旦確定了濾波器參數就確定了判決電平,
這個電平也就可以穩(wěn)定采用了。經解調模塊得出三路
數據A,B,C,原始信號恢復就是通過這三路來恢復的
(見圖1)。若A路判斷為1,即為up類,在看B路,如果B
為1,則為up(y)型,為0則為up( )型,而此時沒有參考
價值的C路為0,這時,就可以直接采用A路x2+B路+c路
的方法來恢復原來電平,例如,ll0為電平3,100為電平
2,001為電平1,000為電平0。調制和解調部分設計完
成后,加上噪聲和濾波器部分,整個仿真系統(tǒng)完成,如圖
6所示
● ●
Transmitt1 railsmltting& m
roCO1 j『】gi
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傳輸與授收i
arion transmit digital audio WALKER H R.VPSK and VMSK modul
f2 J
and video at 1 5 bits/sec/Hz[J].IEEE Trails Broadcasting,J 997,43(1):
96一】O3.
Raise bandwidth eficifency with sine— 日 P SAYHOOD K H.WU Lenan.
[3]
modulation VMSKIJ].Microwaves and Rb’Magazine,2001(4):79—84.
圖6系統(tǒng)仿真結果波形(截圖)
J1.電路與系統(tǒng) 李小平,吳樂南.類正弦VMSK調制信號的正交性l
[41
學報,2004,9(4):33—35.
在圖6中,第1行是原始序列,第2行是調制后的信
號,第3行是所加入的高斯白噪聲,第4行是第2行和第3
行相加后的結果,第5行是通過濾波器過濾后的效果,最
后一行是解調出的波形。圖6中原始序列與解調結果相
比有2個碼元的延時,證明解調效果比較理想,解調方式
可行。
『51吳樂南.超窄帶高速通信進展【J1_自然科學進展,2007,17(1 1):1467一
l473
ZHENG Guoxin,FENG Jinzhen,JIA Minhua.Very minimum chirp
keying as a novel ultra narrow band eonununication scheme[C]//l roe.
IEEE ICICS2007.Singapore:IEEE Press,2007:1-3.
ZHENG Guoxin,YANG Weiying,HE Hui,et a1.Non DC offset very
mininmm chirp eying modulation as a novel ultra naiTow band eommuni—
4 小結
通過Simulink軟件仿真,隨機產生4個電平的四進
制信號并分別判為4種波形,疊加處理后調制成VMCK
調制波形,加噪聲后通過700 Hz帶通濾波器,然后對其
進行解調。該過程的誤碼率與所設置的濾波器參數以
cation seheme[C]//Proc.IET Conference on Wireless,Mobile and Sensor
Networks.Shanghai:[s.n.】,2007:755 758
ZHENG Guoxin,YANG Weiying.The Orthogonal Very Minimum Chiq ̄
Keying(OVMCK)modulations with very high bandwidth efficiency,
antennas and propagation society international。y pos…n【C1/,}】r(】c.
Antennas and Propagation Society International Symposium.San Diego,
CA,USA:IEEE Press.2008:1—4.
及所加白噪聲參數都有關系,仿真重點在于平臺的搭
建,而將濾波器參數設置固定,不同的濾波器參數影響
唐澤鵬,宋威.MATLAB在通信中的仿真應用【Jll電聲技術,2001,25
(11):48—51.
岔
信號通過的幅度衰減從而影響解調部分的門限電平,故
每次重設濾波器參數都得重新調整門限電平,誤碼率與
信噪比的關系仍有待探討。
參考文獻:
[1】楊東凱,吳華森,張其善.AWGN信道中超窄帶調制VMSK的最佳
解詞性能『Jl_通信學報,2008,29(5):128—132.
作者簡介:
馬剛(1985一
),碩士,主研軟件無線電;
周勝源(1974一
)。副教授,碩士生導師,主研寬帶網絡、無線通信
技術。
責任編輯:孫卓 收稿日期:2011一O1—27
(上接第66頁)
[5]BARBAROSSA S,SCUTARI G.Distributed space-time coding strategies
for wideband muhihop networks:regenerative VS.non—regenerative
3163-3l67.
【7]
ANGHEI P A,LEUS G,KAVEH M.Distributed space—time cooperati e
relays[C]//Proc.IEEE International Conference on Acoustics,Speech
and Signal Processing [S.1.]:IEEE Press,2004:501~5()4.
[6]SHANG Yue,XIA Xianggen.Shift-full—rank matrices and applicalions
in space—time trellis codes for relay networks with asynchronous
systeuls with regenerative relays[J].IEEE Trans.Wireless Commun.,
2006,5(1 1):3】30~3141.
心
責任編輯:許盈
收稿日期:201l一02—20
cooperative diversity[J].IEEE Trans.Information Tbeory,2006,52(7):
(上接第69頁)
速度都比Sobel慢,但其檢測精度和效果明顯優(yōu)于Sobel
算子,可用于電視字幕的精確檢測,特別是對字符的檢測
和比較。
f3]余洪山,{ 耀南.一種改進型Canny邊緣檢測算法I】J_汁算機丁程 j
應用,2004(20):27—29.
I4】張兆禮,趙春暉,悔曉丹.現代 像處鉀技術及Maflab文脫IM].北
京:人民郵電{B版補,2001
◇
參考文獻:
[1]MOON H,CHELLAPPA R,ROSENFEI D A.Optimal edge—based shape
detection[J].IEEE Frans.ImageProcessing,2002,11(11):1209—1227.
作者簡介:
龍清(1966一),碩士,重慶廣播電視集團(總臺)高級工程師,從
事圖像信息及視音頻處理與傳輸工作。
責任編輯:任健男 收稿日期:2011—04—25
[2】柴俊華,應駿.基于Canny算子的圖像輪廓提取的改進方法IJ1.電視
技術,2008,32(S1):48—50.
… 蝴 ,期,
電視技 85

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