Java中的BPSK调制

Question

我想执行BPSK调制并用Java绘制调制信号。 但我无法弄明白。

我已成功编码信号，但当我将载波和基带信号相乘然后绘制它时，我得到一个尴尬的信号。

出于绘图目的，我使用的是JFreeChart库。为了绘制配置，我创建了以下类：

public class XYLineChart_AWT extends ApplicationFrame 
{
public XYLineChart_AWT( String applicationTitle, String chartTitle,XYSeries,data)           
{
  super(applicationTitle);
  final XYSeriesCollection dataset = new XYSeriesCollection( );          
  dataset.addSeries( data );
  JFreeChart xylineChart = ChartFactory.createXYLineChart(
     chartTitle ,
     "Time(sec)" ,
     "Amplitude" ,
     dataset ,
     PlotOrientation.VERTICAL ,
     true , true , false);

  ChartPanel chartPanel = new ChartPanel( xylineChart );
  chartPanel.setPreferredSize( new java.awt.Dimension( 560 , 367 ) );
  final XYPlot plot = xylineChart.getXYPlot( );
   org.jfree.chart.axis.ValueAxis domain = plot.getDomainAxis();
    domain.setAutoRange(true);
    org.jfree.chart.axis.ValueAxis range = plot.getRangeAxis();
    range.setRange(-5, 5);
  XYLineAndShapeRenderer renderer = new XYLineAndShapeRenderer( );
  renderer.setSeriesPaint( 0 , Color.DARK_GRAY );

  renderer.setSeriesStroke( 0 , new BasicStroke( 4.0f ) );

  plot.setRenderer( renderer ); 
  setContentPane( chartPanel ); 
 }
}

这就是我的尝试。请指导我：我做错了什么？

这是我执行调制的代码。样本数量的要求是2048，所以我重复了8位编码序列2048/8次：

fc = Integer.parseInt(ddlFrequency.getSelectedItem().toString());
   int A = 5;
   for(int i = 0;i<2048;i++){
     for(int j = 0;j<8;j++){
         baseband[i] = encodedBit[j];
     }  
   }
   for(int i = 0;i<2048;i++){
     g[i] = baseband[i]*(A*Math.toRadians(Math.sin(2*Math.PI*fc*i)));  
   }

这是单击按钮时绘制信号的位置：

final XYSeries data = new XYSeries( "" );
  for(int i = 0; i<2048;i++){
      data.add( i , g[i] );
      //data.add( i/2 , encodedBit[i] );
  }     

    XYLineChart_AWT chart = new XYLineChart_AWT("Plot", "Modulated Signal  Plot" , data);
  chart.pack( );          
  RefineryUtilities.centerFrameOnScreen( chart );          
  chart.setVisible( true );

以下是我对情节的看法：

Answer 1

取一个正弦的弧度是没有意义的：你取一个角度的弧度（以度为单位）。

所以我的建议是使用：

g[i] = baseband[i]*(A*Math.sin(2*Math.PI*fc*i))

Answer 2

正如@gpasch所提到的，您应该将编码的基带信号与载波音调相乘。但是当你这样做时，你应该注意一些事情。

首先，Time.now.today? #=> false 是您实现中的整数频率，fc的阶段参数始终是sin的倍数，相应地，2*Math.PI的值始终为0。 相反，载波音的频率sin应该通过采样率fc来标准化：

fs

然后，基带信号必须保持载波的至少半个周期（理想情况下更多）。您提到要在2048个样本上传输8位（或每位256个样本），这意味着您的载波频率应高于A*Math.sin(2*Math.PI*fc/((float) fs)*i) （其中0.5因子是半周期的原因， 256是每位的样本数）。例如，如果0.5*fs/256.0是2048Hz，则表示您应该fs>> 4Hz。您还希望fc小于奈奎斯特速率fc（如果您想拥有平滑的载波，通常会更少）。例如，相当常见的0.5*fs音频采样率适合fs=8000Hz。在任何一种情况下都不用担心太多，但你应该记住这一点。

现在要保持基带信号，你有正确的想法重复16 < fc < ~1000，虽然你的实现并没有完全实现。为了获得理想的效果，你不应该重复8位序列256次，而是重复一次256位，然后重复下一位，依此类推。要做到这一点，您必须颠倒循环的顺序。另外，请确保所有重复的位都存储在encodedBit缓冲区中的不同位置，因此您的目标索引应该保持递增：

baseband

最后，在您发布的代码中未显示，为了表示BPSK信号，您的int blockSize = 2048/8; int outputIndex = 0; for(int j = 0;j<8;j++){ for(int i = 0;i<blockSize;i++){ baseband[outputIndex] = encodedBit[j]; outputIndex++; } } 缓冲区应包含encodedBit或+1的值。如果他们是-1和0 s，那么您可以使用1执行转换：

2*encodedBit[j]-1