数字频带传输系统仿真及性能分析--qpsk及循环码

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1、题目：数字频带传输系统仿真及性能分析--QPSK及循环码学院：大数据与信息工程学院班级：通信112姓名：秦天义学号：1108060383指导教师：杨平2014年7月7日24一QPSK通信系统原理与仿真QPSK系统框图介绍在图1的系统中，发送方，QPSK数据源采用随机生成，信源编码采用差分编码，编码后的信号经QPSK调制器，经由发送滤波器进入传输信道。接收方，信号首先经过相位旋转，再经匹配滤波器解调，经阈值比较得到未解码的接收信号，差分译码后得到接收信号，与信源发送信号相比较，由此得到系统误码率，同时计算系统误码率的理论

2、值，将系统值与理论值进行比较。对于信道，这里选取的是加性高斯白噪声以及多径Rayleigh衰落信道。QPSK数据源差分编码器QPSK调制器发送滤波器衰减相位旋转相位同步积分与清除符号同步器阈值比较差分译码器计算BER噪声图1QPSK系统框图在实验中，选用的是差分码。差分码又称为相对码，在差分码中利用电平跳变来分别表示1或0，分为传号差分码和空号差分码。传号差分码：当输入数据为“1”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输入为“0”时，波型不产生跳变。空号差分码：当输入数据为“0”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输

3、入为“1”时，波型不产生跳变。概述QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying24的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。它以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点，广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接人、移动通信及有线电视系统之中。QPSK调制解调仿真过程及其波形图QPSK解调方法由于QPSK信号可以看作两个正交2PSK信号的叠加，用相干解调方法，即用两路正交的相干载波，可以很容易的分离出这两路正交的2PSK信号。解调后的两路基带信号码元a和b，经过并串变换后

4、，成为串行数据输出。一QPSK调制过程及其波形图本课题QPSK调制解调过程的信号源选定为伯努利二进制随机信号。其参数如图3所示,波形如图4所示:图3伯努利二进制信号发生器参数24图4输入数字信号序列对输入基带数字信号有串并变换电路分为两个并行序列，分别如下图5所示。其中图6中是输入序列的奇数序列，图7是实序列的偶数序24图5经过串并转换的序列图6经过串并转换的序列随后两路信号分别经过单/双极性转换器将此前的单极性信号转换为双极性信号。其两路转换后相对应的波形如图3.5a和图3.5b所示：24图7经过单/双极性转换后的序

5、列图3.5b经过单/双极性转换后的信号所加相干载波的波形分别为3.6a和3.6b所示:24图3.6a0相位正弦载波信号图3.6bπ相位正弦载波信号-此时，经过双极性转换的信号一路与相位为0的正弦载波相干，另一路则与相位为π的正弦载波相干。信号相干后的波形如图分别为图3.7a和图3.7b所示：24图3.7a经载波相干后的信号图3.7b经载波相干后的信号其中与信号相干的0相位正弦载波和π相位正弦载波的参数分别如图3.8a和图3.8b所示：24图3.8a0相位相干正弦载波参数24图3.8bπ相位相干正弦载波参数相干后的两路信

6、号在经过一个相加模块，就得到了QPSK信号。经调制后的QPSK信号如图3.9所示：24图3.9经调制后的QPSK信号QPSK解调过程及其波形图QPSK信号通过加两路相位分别为0和π的正弦载波进行相干解调。解调后信号的波形分别如图3.10a和3.10b所示：24图3.10a0相位载波相干后信号图3.10bπ相位载波相干后信号24其两路正弦载波的参数分别与图7和图8相一致。经过载波相干后的信号通过低通滤波器进行低通滤波处理。其低通滤波后的信号的波形分别如图3.11a和3.11b所示图3.11a低通滤波后的信号图3.11b低

7、通滤波后的信号24此时信号经过抽样判决后将模拟信号转换为数字信号序列经抽样判决后信号的波形分别如图3.12a和3.12b所示：图3.12a经抽样判决后信号24图3.12b经抽样判决后信号然后将这两路双极性信号转换成单极性二进制信号，转换后的单极性二进制信号分别如图3.13a和3.13b所示：24图3.13a经极性转换后的信号图3.13b经极性转换后的信号最后通过并/串转换器将信号放置其奇数位，将另信号放置其偶数位，转换成一路二进制单极性信号，此时的信号即是QPSK信号解调后最终的信号。信号的解调信号如图3.14所示：2

8、4图3.14信号的解调信号24二．QPSK调制解调仿真过程误码曲线为了最后能够更好的验证此次课题的正确性，本人将QPSK调制与解调过程放置于一个系统中。所以从理论上来说，信号源发送的伯努利二进制随机信号经过调制之后，再经过解调，结果得到信号应该与信号源发送的伯努利二进制随机信号相一致。经验证，解调后的波形和调制前的波形是相一致，波