BPSK матлаб модулятор демодулятор Опции

[Acvarif]

Имеется код BPSK модема, передатчик и приемник.

CODE

clear all;
Br = 117.1875*10^3;
Fd = Br*8;

Fif = 20*10^6;
Fdif = 60*10^6;
Fdopl = 100;

%% === TRANSMITTER ===
M = pngen(5);
D = rand(1, 200*8) > 0.5;
CRC = zeros(1, 16);
for i=1:length(D),
CRC(16) = xor(CRC(16), D(i));
CRC = [CRC(2:16) CRC(1)];
end;
FILL = ones(1, 200)*0.5;
DATA = [dec2bin(length(D)/8, 11)=='1' D CRC];
packet = [FILL M M diff_enc([0 DATA]) FILL]*2-1;

% redescr
Ndkr = Fd/Br;
pkt = packet(ceil(0.01:1/Ndkr:length(packet)));

hch = firls(31, [0 .24 .3 .5]*2, [1 1 0 0]);
pktf = filter(hch, [1], pkt);

% upsample
t1 = upsample4(pktf, 31);
t2 = upsample4(t1, 31);
pktfu = upsample4(t2, 31)';

% -> IF
l = length(pktfu);
s = sin(2*pi*(Fif+Fdopl)*(0:1/Fdif:l/Fdif));
c = cos(2*pi*(Fif+Fdopl)*(0:1/Fdif:l/Fdif));
pkts = pktfu.*s(1:l);
pktc = pktfu.*c(1:l);

%% === TRANSMIT LINE ===
Ir = awgn(awgn(pkts, 0.05), 0.01);
Qr = awgn(awgn(pktc, 0.05), 0.01);

%% === RECEIVER ===
% -> 0
l = length(Ir);
s = sin(2*pi*Fif*(0:1/Fdif:l/Fdif));
c = cos(2*pi*Fif*(0:1/Fdif:l/Fdif));

Rreu = Ir.*s(1:l) + Qr.*c(1:l);
Rimu = Qr.*s(1:l) - Ir.*c(1:l);

tr00 = downsample4(Rreu);
tr01 = downsample4(tr00);
Rre_ = downsample4(tr01);
Rre = filter(hch, [1], Rre_);

tr10 = downsample4(Rimu);
tr11 = downsample4(tr10);
Rim_ = downsample4(tr11);
Rim = filter(hch, [1], Rim_);

%figure; hold on; plot(Rre); plot(Rim, 'r');

% detection
Ms = M(ceil(0.01:1/Ndkr:length(M)));
cfh = Ms(length(Ms):-1:1);
cre = filter(cfh, [1], Rre)/length(cfh);
cim = filter(cfh, [1], Rim)/length(cfh);
%cr = sqrt(cre.^2 + cim.^2);
cr = (7/8)*max(abs(cre), abs(cim)) + (1/8)*min(abs(cre), abs(cim));

%figure; hold on; plot(cre); plot(cim); plot(cr, 'r');

env(length(cr)) = 0;
for j=1:length(cr),
f = max(1, j-Ndkr*length(M)+2*Ndkr);
t = min(length(cr), max(2, j-Ndkr));
env(j) = sum(cr(f:t))/(t-f);
end;

%figure; hold on; plot(cr, 'r'); plot(env, 'g'); plot(env*5);

%
for i=length(M)*Ndkr+1:length(cr)-1,
c1 = cr(i) > env(i)*5;
% c2 = (cr(i) > cr(i-1)) && (cr(i) > cr(i+1));
c2 = (cr(i-1) > cr(i-2)) && (cr(i-1) > cr(i));
c3 = abs(cr(i)-cr(i-length(M)*Ndkr)) < 4*env(i);
c4 = cr(i-length(M)*Ndkr) > env(i-length(M)*Ndkr)*5;

if c1 && c2 && c3 && c4,
break;
end;
end;
i
re = Rre(i:length(Rre));
im = Rim(i:length(Rim));

%figure; hold on; plot(re); plot(im, 'r');
figure; hold on; plot(cr, 'r'); plot(env, 'g'); plot(env*5); plot((c1&c2&c3&c4)*1.3, 'k');

%
l = length(re);
lb = length(packet);
Yre(lb) = 0;
Yim(lb) = 0;
fre(lb) = 0;
fim(lb) = 0;
are(lb) = 0;
aim(lb) = 0;
mark(l) = 0;
bit(lb) = 0;

k = 1;
gamma = 0.1;
Yre(1) = re(1);
Yim(1) = im(1);

for i = 8:8:length(re)-10,
mark(i) = 1;
are(k) = sum(re(i-6:i-1));
aim(k) = sum(im(i-6:i-1));

% okre(k) = are(k)*Yim(k) - aim(k)*Yre(k);
okim(k) = aim(k)*Yim(k) + are(k)*Yre(k);

bit(k) = sign(okim(k));

fre(k) = are(k)*bit(k);
fim(k) = aim(k)*bit(k);

Yre(k+1) = (1-gamma)*Yre(k) + gamma*fre(k);
Yim(k+1) = (1-gamma)*Yim(k) + gamma*fim(k);

k = k + 1;
end;

bit_dec = diff_dec(sign(bit+1));
bits = bit_dec(2:length(bit_dec));

%figure; hold on; plot(okim); plot(okre, 'r');
%figure; hold on; plot(re); plot(Yre(ceil(0.01:1/Ndkr:length(bit))), 'r');
%figure; hold on; plot(im); plot(Yim(ceil(0.01:1/Ndkr:length(bit))), 'r');

figure; hold on; plot(im); plot(mark, 'k');

%
len = bin2dec(int2str(bits(1:11)));
data = bits(12:12+len*8-1);
rcrc = bits(12+len*8:12+len*8+15);
crc = zeros(1, 16);
for i=1:length(D),
crc(16) = xor(crc(16), data(i));
crc = [crc(2:16) crc(1)];
end;

disp('---');
disp(sprintf('Received packet length: %d bytes', len));
disp(sprintf('Data ok: %d', sum(abs(data-D))==0));
disp(sprintf('CRC ok: %d', sum(abs(crc-rcrc))==0));

При компиляции возникает ошибка:
Undefined function 'pngen' for input arguments of type 'double'.

Error in Modem (line 10)
M = pngen(5);
Я так понимаю, что функция pngen должна быть где-то описана. Или такая функция уже встроена в Матлаб последних версий.
Использую R2014a.
Подскажите пожалуйста в чем проблема.
Если кто сталкивался, подсобите пожалуйста простейшим рабочим кодом BPSK модема (передатчик + приемник).

[ataradov]

Костас только убирает несовпадение частот и допплер (они не различимы на приемнике). Костас ничего не делает для символьной синхронизации. Для этого в данные вставляют синхропоследовательности для начальной синхронизации и дальнейшая синхронизация осуществляется по смене фаз дынных. И чтобы этих смен было достаточно используют скремблеры.

Сообщение отредактировал ataradov - Mar 26 2018, 05:10

[Acvarif]

Костас только убирает несовпадение частот и допплер (они не различимы на приемнике). Костас ничего не делает для символьной синхронизации. Для этого в данные вставляют синхропоследовательности для начальной синхронизации и дальнейшая синхронизация осуществляется по смене фаз дынных. И чтобы этих смен было достаточно используют скремблеры.

Спасибо. Понятно. Стало более понятно значение нескольких байт преамбулы обычно используемой в пакете данных.
Попытаюсь встроить петлю Костаса в код
На демодулятор поступает rx (смесь модулированного сигнала с аддит. гаусовым шумом) которую далее необходимо умножать на
sin и cos поступающие с выхода VCO
Очевидно что в демодуляторе необходимо будет организовать
1. Управляемый генератор sin cos (VCO).
2. Два одинаковых ФНЧ
3. Фазовый дискриминатор
4. Еще фильтр перед управляемым генератором
Какова роль фильтра (loopfilter) после фазового дискриминатора?

[petrov]

Попытаюсь встроить петлю Костаса в код

В коде сложнее что-либо разглядеть, чем в симулинк модели.

2. Два одинаковых ФНЧ

Согласованный фильтр лучше поставить до петли, иначе задержка фильтра будет входить в петлю ФАПЧ, с соответствующим увеличением времени настройки, для обеспечения устойчивасти.

4. Еще фильтр перед управляемым генератором
Какова роль фильтра (loopfilter) после фазового дискриминатора?

Пропорционально интегрирующее звено ФАПЧ.

Ещё что-то надо делать с амплитудой сигнала, которую надо учитывать при рассчёте коэффициентов передачи ФАПЧ.

[Acvarif]

Согласованный фильтр лучше поставить до петли, иначе задержка фильтра будет входить в петлю ФАПЧ, с соответствующим увеличением времени настройки, для обеспечения устойчивасти.

До петли это как? На схеме разве не так? Фильтры стоят сразу после I Q умножителей.
Разве можно как-то иначе поставить фильтры и так чтобы не учитывалась их задерка в петле ФАПЧ?
Хотя Ваша схема ФАПЧ не похожа на привычную петлю Костаса
Если не сложно, поясните пожалуйста в нескольких фразах как она работает.

Ещё что-то надо делать с амплитудой сигнала, которую надо учитывать при рассчёте коэффициентов передачи ФАПЧ.

С этим я вообще пока не знаю что делать...
В свое время когда петля ФАПЧ делалась в бинарном виде этот вопрос вообще не стоял.

Сообщение отредактировал Acvarif - Mar 26 2018, 11:20

[petrov]

До петли это как? На схеме разве не так? Фильтры стоят сразу после I Q умножителей.

Уже выше обсуждали, что комплексный сигнал у вас будет на нулевой частоте, сначала фильтр согласованный, а потом уже ФАПЧ - умножение на управляемую комплексную экспоненту, поворачиваем вращающееся созвездие в обратную сторону, чтобы оно стояло неподвижно.

Хотя Ваша схема ФАПЧ не похожа на привычную петлю Костаса
Если не сложно, поясните пожалуйста в нескольких фразах как она работает.

Это и не петля Костаса, в оригинальной статье петля работает без символьной синхронизации, здесь же она работает после символьной синхронизации в домене одного отсчёта на символ. Согласованный фильтр здесь как раз включён в петлю.

С этим я вообще пока не знаю что делать...
В свое время когда петля ФАПЧ делалась в бинарном виде этот вопрос вообще не стоял.

Моделировать, моделировать. У вас же в общем случае короткие пакеты будут приходить минимального и максимального уровня друг за другом.