隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，DSP芯片的處理能力得到了極大提高，軟件無線電正是DSP技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用。軟件無線電以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)、以數(shù)字信號處理為核心、以微電子技術(shù)為支撐，構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，將通信的各種功能用軟件來實(shí)現(xiàn)，并使寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近天線。

　　對于低頻感應(yīng)通信系統(tǒng)來說，由于工作頻率比較低，接收線圈接收到的信號經(jīng)放大及預(yù)濾波后，可直接經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送給DSP進(jìn)行數(shù)字信號處理，即類似于理想軟件無線電的設(shè)計。具體來說就是，在信道中傳輸?shù)氖?a href="http://www.xsypw.cn/analog/" target="_blank">模擬信號，而對信號的處理部分主要是是在數(shù)字信號處理器件(DSP)上實(shí)現(xiàn)。

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　　系統(tǒng)的組成框圖如圖2所示，發(fā)送器在通過DSP產(chǎn)生軟件調(diào)制信號，該信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器件的數(shù)模轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生低頻的DPSK信號，該信號經(jīng)過模擬功率放大就可以加載到發(fā)射線圈上。接收線圈接收的DPSK及噪聲信號經(jīng)過模擬放大和抗混疊濾波器的預(yù)處理后，直接用A/D轉(zhuǎn)換器將預(yù)處理后的DPSK信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給DSP，由DSP對接收到的調(diào)制信號進(jìn)行FIR數(shù)字濾波、相干解調(diào)、抽樣判決和差分解碼等信號處理過程，恢復(fù)信源信息，完成通信過程。

　　3 2DPSK 低頻感應(yīng)通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計

　　3.1 仿真設(shè)計

　　在通信系統(tǒng)的設(shè)計中，通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計能夠使設(shè)計者在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計之前測試系統(tǒng)的性能。通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計主要包括通信的基本功能測試、通信的誤碼率分析等。本文利用MATLAB 軟件提供的強(qiáng)大的通信系統(tǒng)工具箱Communication Block set，采用“自底向上”設(shè)計方式進(jìn)行低頻感應(yīng)通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計。系統(tǒng)仿真設(shè)計的總體框圖如圖3 所示。

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　　該仿真系統(tǒng)主要包括了二值信源模塊、DPSK 信號調(diào)制模塊、信道模塊、接收、解調(diào)及信號同步模塊，抽樣判決模塊、解碼及誤碼顯示模塊。二值信號源模塊作為該仿真系統(tǒng)的數(shù)字基帶輸入;DPSK 調(diào)制模塊調(diào)制產(chǎn)生在信道中傳輸?shù)腄PSK 信號;信道模塊是為了模擬復(fù)雜的通訊環(huán)境對該低頻無線通信系統(tǒng)的影響而加入的高斯白噪聲模塊;接收、解調(diào)及其同步模塊是該仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其DPSK 信號的解調(diào)采用載波相干解調(diào)，解調(diào)所用的相干載波可以用科斯塔斯環(huán)等方法直接從接收的信號中恢復(fù)。由于從高斯信道中接收的調(diào)制信號具有時間或相位的延遲，其碼元定時脈沖的提取必須經(jīng)過位同步模塊的同步。本設(shè)計所采用的位同步模塊是基于Gardner 算法所設(shè)計的位同步模塊，該算法所需采樣點(diǎn)少，易于高速實(shí)現(xiàn)，且具有檢測性能不受載波相位恢復(fù)影響的優(yōu)點(diǎn);解調(diào)后的信號經(jīng)相關(guān)器運(yùn)算，抑制了與載波無關(guān)的噪聲及干擾，使其在指定的抽樣判決時刻具有最大的信噪比。該信號經(jīng)抽樣判決及解碼處理后，可以無失真地恢復(fù)信源信號。