qpsk调制与解调系统的matlab实现

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1、QPSK调制与解调系统的MATLAB实现及性能分析摘要：QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。四相相移键控信号简称“QPSK”。在现代通信系统中，调制与解调是必不可少的重要手段。所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。解调则是调制的相反过程，而从已调制信号中恢复出原信号。本课程设计主要介绍通过进行QPSK调制解调的基带仿真，对实现中影响该系统性能的几个重要问题进行了研究。针对QPSK的特点，调制前后发生的变化，加上

2、噪声后波形出现的各种变化，通过星座图、眼图、波形图等来观察。程序设计与仿真均采用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，最后仿真详单与理论分析一致。1引言本课程设计主要是学会运用MATLAB中的Simulink来实现数字基带信号的模拟传输。在知道其传输原理的情况下，将仿真电路到Simulink之中。并且对正交振幅调制、解调过程的频谱和波形的分析，同时在无噪声和有噪声的进行分析，加入高斯白噪声，瑞利噪声，莱斯噪声分析调制解调后的频谱、波形，观察其误码率。1.1课程设计的目的通过本课程的学习我们不仅能加深理

3、解和巩固理论课上所学的有关QPSK调制与解调的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们独立工作的习惯和科学素质进行培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。1.2课程设计的内容利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个QPSK调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。1.3课程设计的要求1）熟悉MATLAB环境下的Simulin

4、k仿真平台，熟悉QPSK系统的调制解调原理，构建QPSK调制解调电路图.2）用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。3）在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。4）在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容。2设计原理2.1MPSK的介绍MPSK即多进制相移键控，又称为多相制。这种键控方式是多进制键控的主要方式。在M进制的相移

5、键控信号，用M个相位不同的载波分别代表M个不同的符号。如果载波有2n个相位，它可以代表n位二进制码元的的不同组合的码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对相移键控。在MPSK信号中，载波相位有M种可能取值，qn=2πn/M(n=1,2,…M)。因此MPSK信号可表示为S(t)=cos(ω0t+θn)=cos(ω0t+2πn/M)若载波频率是基带信号速率的整数倍，则上式可改写为S(t)=∑g(t-nTs)cos(ω0t+θn)=cosω0tΣg(t-nTs)cosθn-sinω0tΣg(t-nT)s

6、inθn式中g(t)是高度为1、宽度为Ts的矩形脉冲。式中表明，MPSK信号可等效为两个正交载波的MASK信号之和。所以，MPSK信号的带宽和MASK信号的带宽相同。因此，MPSK系统是一种高效率的信息传输方式。但是，当M的取值增加时，载波间的相位差也随之减少，这就使它的抗噪声性能变差。2.28PSK的原理在八相调相中，把载波相位的一个周期0-2π等分成8种相位，已调波相邻相位之差为2π/8=π/4。二进制信码的三比码组成一个八进制码元，并与一个已调波的相位对应。所以在调制时必须将二进制的基带串行码流经过串/并变

7、换，变为三比特码元，然后进行调相。三比特码元的组合不同，对应的已调波的相位就不同。8PSK信号可用正交调制法产生，方法如图2.1所示。输入的二进制信息序列经串/并变换后，分为三路并行序列BAC，每一组并行的BAC称为三比特码元。每路的码元速率是输入数据速率的1/3。A和C送入同相支路的2/4电平变换器，输出的电平幅度值为ak;B和C送入正交支路的2/4电平变换器，输出的电平幅度值为bk。将ak和bk这两个幅度不同而相互正交的矢量合成后就能得到8PSK信号。在图2.1中，A用于决定同相支路信号的极性（A为“1”码时

8、，ak为正；A为“0”码时，ak为负）。B用于决定正交支路信号的极性（B为“1”码时，bk为正；B为“0”码时，bk为负）。C则用于确定同相支路和正交支路信号的幅度（C为“1”码时，

9、ak

10、>

11、bk

12、；C为“0”码时，

13、ak

14、<

15、bk

16、）。串/并变换2/4电平变换2/4电平变换倒相移相π/2∑二进制信息序列ACBQ（t）I(t)cosω0tsinω0takbk8PSK图2