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《qpsk通信系統(tǒng)的設計與仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要介紹了數(shù)字通信中的QPSK調制解調的原理,通過用Matlab編寫腳本程序對QPSK通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收過程的具體實現(xiàn)進行模擬仿真,繪出信號在理想信道和加噪信道中模擬傳輸時的時域圖,并對各模塊進行了頻譜分析,所得到的結果與理論基本相符,對于理解QPSK系統(tǒng)的性能并在系統(tǒng)的實際應用上作進一步的設計,提供了有效的參考依據(jù)。通過利用MATLAB軟件SUMLINK實現(xiàn)了QPSK通信系統(tǒng)的仿真，完成了QPSK通信系統(tǒng)的調制解調過程的仿真實現(xiàn)，使接收端能夠準確地接收到來自發(fā)放的信息。QPSK調制方式在通信工程中的應用十分廣泛，其誤碼率隨信噪比的增加而減少并最終可能為零。在QPS
2、K調制方式以后，還會出現(xiàn)進制更多的調制方式。而我們著重要解決的問題也從如何提高相位譜利用率轉變?yōu)槿绾螠p少誤差以及提高傳送速率。闡述QPSK調制解調的實現(xiàn)過程，并運用軟件實現(xiàn)手段對信號變換過程加以分析，希望有所收獲。關鍵詞：數(shù)字通信四相相位鍵控(QuadraturePhaseShiftKeying,QPSK)MATLAB目錄前言1一、QPSK簡介22.1QPSK調制原理32.2QPSK解調原理5三、MATLAB仿真結果63.1QPSK的產(chǎn)生及加噪仿真63.2QPSK解調前后信號仿真63.3QPSK碼元恢復73.4誤碼率分析9四、程序清單10五、總結17六、參考文獻18七
3、、致謝19前言隨著數(shù)字技術的飛速發(fā)展與數(shù)字器件的廣泛使用,數(shù)字信號處理在通信系統(tǒng)中的應用已經(jīng)越來越重要。數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng),頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調制系統(tǒng),該系統(tǒng)對基帶信號進行調制,使其頻譜搬移到適合在信道(一般為帶通信道)上傳輸?shù)念l帶上。數(shù)字調制和模擬調制一樣都是正弦波調制,即被調制信號都為高頻正弦波。數(shù)字調制信號又稱為鍵控信號,數(shù)字調制過程中處理的是數(shù)字信號,而載波有振幅、頻率和相位3個變量,且二進制的信號只有高低電平兩個邏輯量即1和0,所以調制的過程可用鍵控的方法由基帶信號對載頻信號的振幅、頻率及相位進行調制,最基本的方法有3種:正交幅
4、度調制(QAM)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)。根據(jù)所處理的基帶信號的進制不同分為二進制和多進制調制(M進制)。多進制數(shù)字調制與二進制相比,其頻譜利用率更高。在數(shù)字通信、數(shù)字視頻廣播、數(shù)字衛(wèi)星廣播等領域中,廣泛采用M進制的調制方式[1]。理論分析指出,在恒參信道中利用PSK方式可以獲得最佳接收性能,在接收機噪聲的作用下,PSK誤碼率最低。本文用Matlab軟件對M=4的四相相位調制解調(QPSK)進行模擬,并對各模塊進行了仿真分析。17一、QPSK簡介在多相調制中，可以用多種相位差來表示數(shù)字數(shù)據(jù)信息。把要傳送的二進制信息序列每K比特編為一組，那么便構成了K比
5、特碼元，每一K比特碼元都有2^K種不同的狀態(tài)，要用2^K種不同的相位或相位差來表示。由于K比特碼元包括的信息量是二進制碼元所含信息量的K倍，所以，多相調制系統(tǒng)與二相調制系統(tǒng)相比，在碼元傳輸速率相同時，信息傳輸速率更高。例如，四相調制系統(tǒng)的信息傳輸速率是二相調制系統(tǒng)的兩倍。另外，在系統(tǒng)信息傳輸速率的情況下，由于多相調制系統(tǒng)的碼元速率比二相調制要低，因而多相調制時，信號碼元持續(xù)時間比二相調制時長。碼元時間長，則對應的帶寬就窄，因此壓縮了信號的頻帶，可以叫囂由于新到特性引起的碼間串擾的影響。由此可見，多相調制是提高數(shù)據(jù)通信有效性、可靠性的一種途徑。由于四相絕對移相信號可以看
6、成兩個正交2PSK信號只能采用相干檢測法解調，4PSK信號也只能采用兩個正交的相干載波分別來檢測這兩個分量A和B。在四相絕對移相調制系統(tǒng)中，實現(xiàn)起來最困難的問題在于接收端如何產(chǎn)生一標準的相干載波。通常采用的方法是四倍頻-四分頻法，然后經(jīng)過四次分頻，便可以得到所有的相干載波輸出。這種方法也會由于分頻起始點不同而使提取的相干載波的相位出現(xiàn)四種不確定性。因此，在實際中，通常采用四相相對移相調制。17 二、QPSK調制解調原理2.1QPSK調制原理四相相移鍵控信號簡稱“QPSK”。它分為絕對相移和相對相移兩種。由于絕對相移方式存在相位模糊問題，所以在實際中主要采用相對移相方式
7、QDPSK。它具有一系列獨特的優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應用于無線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調制解調方式。在數(shù)字信號的調制方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號調制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。QPSK四相絕對相移鍵控，用載波信號的4個初始相位對應4進制碼元。因此，對于輸入的二進制數(shù)字序列每2比特分為一組，稱為雙比特碼元AB，然后用4種不同的載波相位分別表征這4種數(shù)字碼元。按AB分組與載波相位的對應關系有π/2體系(也稱A方式)與π/4體系(也稱B方式)，具體定義如表所示：雙比特碼元AB載波相
