基于matlab的qpsk系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告?????1.課題名稱：基于MATLAB的QPSK系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：所在班級(jí)：任課教師：2016年10月25日?21目錄1.1QPSK系統(tǒng)的應(yīng)用背景簡(jiǎn)介31.2QPSK實(shí)驗(yàn)仿真的意義31.3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31.3.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)31.3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖和分析42.1、QPSK調(diào)制部分，42.2、QPSK解調(diào)部分5三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析63.1、理想信道下的仿真63.2、高斯信道下的仿真73.3、先通過(guò)瑞利衰落信道再通過(guò)高斯信道的仿真8總結(jié)：10參考文獻(xiàn)：11附錄12211.1QPSK系統(tǒng)的應(yīng)用背景簡(jiǎn)介QPSK是英文Qu

2、adraturePhaseShiftKeying的縮略語(yǔ)簡(jiǎn)稱，意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。在19世紀(jì)80年代初期,人們選用恒定包絡(luò)數(shù)字調(diào)制。這類數(shù)字調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是已調(diào)信號(hào)具有相對(duì)窄的功率譜和對(duì)放大設(shè)備沒(méi)有線性要求,不足之處是其頻譜利用率低于線性調(diào)制技術(shù)。19世紀(jì)80年代中期以后,四相絕對(duì)移相鍵控(QPSK)技術(shù)以其抗干擾性能強(qiáng)、誤碼性能好、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)字微波通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶接入、移動(dòng)通信及有線電視系統(tǒng)之中。1.2QPSK實(shí)驗(yàn)仿真的意義通過(guò)完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，同時(shí)也要復(fù)習(xí)通信系統(tǒng)的主要組成部分，了解調(diào)

3、制解調(diào)方式中最基礎(chǔ)的方法。了解QPSK的實(shí)現(xiàn)方法及數(shù)學(xué)原理。并對(duì)“通信”這個(gè)概念有個(gè)整體的理解，學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制中誤碼率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法。同時(shí)還要復(fù)習(xí)隨機(jī)信號(hào)中時(shí)域用自相關(guān)函數(shù)，頻域用功率譜密度來(lái)描述平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的特性等基礎(chǔ)知識(shí)，來(lái)理解高斯信道中噪聲的表示方法，以便在編程中使用。理解QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，并使用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)QPSK信號(hào)在高斯信道和瑞利衰落信道下傳輸，以及該方式的誤碼率測(cè)試。復(fù)習(xí)MATLAB編程的基礎(chǔ)知識(shí)和編程的常用算法以及使用MATLAB仿真系統(tǒng)的注意事項(xiàng)，并鍛煉自己的編程能力，通過(guò)編程完成QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真，以及誤碼率測(cè)試，并得出響

4、應(yīng)波形。在完成要求任務(wù)的條件下，嘗試優(yōu)化程序。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，除了和隊(duì)友培養(yǎng)了默契學(xué)到了知識(shí)之外，還可以將次實(shí)驗(yàn)作為一種推廣，讓更多的學(xué)生來(lái)深入一層的了解QPSK以至其他調(diào)制方式的原理和實(shí)現(xiàn)方法?？梢苑奖銓W(xué)生進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比。足不出戶便可以做實(shí)驗(yàn)。1.3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.3.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)本實(shí)驗(yàn)是基于Matlab的軟件仿真，只需PC機(jī)上安裝MATLAB6.0或者以上版本即可。（本實(shí)驗(yàn)附帶基于MatlabSimulink（模塊化）仿真，如需使用必須安裝simulink模塊）1.3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.構(gòu)建一個(gè)理想信道基本QPSK仿真系統(tǒng),要求仿真結(jié)果有a.基帶輸入波形及其功率譜b.Q

5、PSK信號(hào)及其功率譜21c.QPSK信號(hào)星座圖2.構(gòu)建一個(gè)在AWGN（高斯白噪聲）信道條件下的QPSK仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a.QPSK信號(hào)及其功率譜b.QPSK信號(hào)星座圖c.高斯白噪聲信道條件下的誤碼性能以及高斯白噪聲的理論曲線，要求所有誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制3驗(yàn)可選做擴(kuò)展內(nèi)容要求：構(gòu)建一個(gè)先經(jīng)過(guò)Rayleigh（瑞利衰落信道），再通過(guò)AWGN（高斯白噪聲）信道條件下的條件下的QPSK仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a.QPSK信號(hào)及其功率譜b.通過(guò)瑞利衰落信道之前和之后的信號(hào)星座圖，前后進(jìn)行比較c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪聲條件下的誤碼性能曲線，并和二.2.c中

6、所要求的誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖和分析2.1、QPSK調(diào)制部分，原理框圖如圖1所示1（t）＝QPSK信號(hào)s（t）二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列極性NRZ電平編碼器分離器2（t）＝圖1原理分析：21基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)QPSK與二進(jìn)制PSK一樣，傳輸信號(hào)包含的信息都存在于相位中。的別的載波相位取四個(gè)等間隔值之一，如л/4,3л/4,5л/4,和7л/4。相應(yīng)的，可將發(fā)射信號(hào)定義為0≤t≤TSi（t）＝0。，其他其中，i＝1，2，2，4；E為發(fā)射信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的能量，T為符號(hào)持續(xù)時(shí)間，載波頻率f等于nc/T，nc為固定整數(shù)。每一個(gè)可能的相位值對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的二位組。例如

7、，可用前述的一組相位值來(lái)表示格雷碼的一組二位組：10，00，01，11。下面介紹QPSK信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)。如果a為典型的QPSK發(fā)射機(jī)框圖。輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列首先被不歸零（NRZ）電平編碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為極性形式，即負(fù)號(hào)1和0分別用和－表示。接著，該二進(jìn)制波形被分接器分成兩個(gè)分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨(dú)立的二進(jìn)制波形，這兩個(gè)二進(jìn)制波形分別用a1（t），和a2（t）表示。容易注意到，在任何一信號(hào)時(shí)間間隔內(nèi)a1（t），和a2（t）的幅度恰好分別等于Si1和Si2，即由發(fā)送的二位組決定。這兩個(gè)二進(jìn)制波形a1（t），和a2（