QPSK两种不同星座图方式误码率比较及其仿真程序

clc;

clear all;

close all;

nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数

data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);

qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);

data_receive1 = zeros(1,nsymbol);

data_receive2 = zeros(1,nsymbol);

data_receive = zeros(1,nsymbol*2);

Wrongnumber = 0;

SymbolWrongnumber = 0;

for i=1:nsymbol %%调制

symbol1 = data(2*i-1);

symbol2 = data(2*i);

if symbol1 == 0 & symbol2 == 0

qpsk_mod1(i) = 1;

qpsk_mod2(i) = 0;

elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1

qpsk_mod1(i) = 0;

qpsk_mod2(i) = 1;

elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1

qpsk_mod1(i) = -1;

qpsk_mod2(i) = 0;

elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0

qpsk_mod1(i) = 0;

qpsk_mod2(i) = -1;

end

SNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式

SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值

for loop= 1:10

sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率

qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);

qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbol

if qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)

end

if qpsk_receive2(k) < qpsk_receive1(k)

data_receive2(k) = 0;

end

if qpsk_receive2(k) > -qpsk_receive1(k)

data_receive1(k) = 0;

end

if qpsk_receive2(k) < -qpsk_receive1(k)

data_receive1(k) = 1;

end

data_receive(2*k-1) = data_receive1(k);

data_receive(2*k) = data_receive2(k);

end

for p=1:(nsymbol*2)

if data_receive(p) ~= data(p)

Wrongnumber = Wrongnumber + 1;

end

for l=1:nsymbol

if data_receive1(l)~=data(2*l-1);

SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;

elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);

SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;

end

Pe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;

Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);

Wrongnumber = 0 ;

SymbolWrongnumber = 0;

end

Pe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;

Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));

semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');

xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');

legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');

grid on;

clc;

clear all;

close all;

nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数

data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);

qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);

data_receive1 = zeros(1,nsymbol);

data_receive2 = zeros(1,nsymbol);

data_receive = zeros(1,nsymbol*2);

Wrongnumber = 0;

SymbolWrongnumber = 0;

for i=1:nsymbol %%调制

symbol1 = data(2*i-1);

symbol2 = data(2*i);

if symbol1 == 0 & symbol2 == 0

qpsk_mod1(i) = sqrt(0.5);

qpsk_mod2(i) = sqrt(0.5);

elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1

qpsk_mod1(i) = -sqrt(0.5);

qpsk_mod2(i) = sqrt(0.5);

elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1

qpsk_mod1(i) = -sqrt(0.5);

qpsk_mod2(i) = -sqrt(0.5);

elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0

qpsk_mod1(i) = sqrt(0.5);

qpsk_mod2(i) = -sqrt(0.5);

end

SNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式

SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值

for loop= 1:10

sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率

qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);

qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbol

if qpsk_receive2(k) > 0

end

if qpsk_receive2(k) < 0

data_receive1(k) = 1;

end

if qpsk_receive1(k) > 0

data_receive2(k) = 0;

end

if qpsk_receive1(k) < 0

data_receive2(k) = 1;

end

data_receive(2*k-1) = data_receive1(k);

data_receive(2*k) = data_receive2(k);

end

for p=1:(nsymbol*2)

if data_receive(p) ~= data(p)

Wrongnumber = Wrongnumber + 1;

end

for l=1:nsymbol

if data_receive1(l)~=data(2*l-1);

SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;

elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);

SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;

end

Pe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;

Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);

Wrongnumber = 0 ;

SymbolWrongnumber = 0;

end

Pe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;

Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));

semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');

xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');

legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');

grid on;忽略此处..

数字电视mer及星座图剖析

数字电视MER及星座图剖析数字电视MEF及星座图剖析向天明深圳市浩格电子仪器有限公司经理、中国电子测量与仪器学会委员随着数字电视的发展，人们越來越重视数字电视的质量问题，数字电视质量的好坏首先是数字电视信号的质量，因此数字电视信号的分析、测试非常重要，本文重点对数字电视信号的MER及星座图剖析。 1、广义噪声无论是模拟电视信号或者数字电视信号，它在产生和传输过程中都会受到失真、噪声、干扰等影响，不可能是非常理想的电视信号，这就要求我们对电视信号进行测量、分析。在模拟电视信号中，这些失真、噪声、干扰会直接影响电视的图像或伴音。如噪声会使电视图像产生雪花，甚至不能收看节目；电源的交流会使图像滚动；二次差拍失真、三次差拍失真会使图像产生垂直、倾斜或水平波纹等等。因此我们将这些影响电视质量的丙索，进行必要的测试，并分别规定相应的参数、限定在某一个数值上，进行测试。即有载噪比（C/N）、亨声、二次差拍失真（CSO、三次差拍失真（CTB等等测量参数。对于数字电视信号來说，由于它是将电视信号变成数字信号，在传输过程中是编码的脉冲信号。那么上述的噪声、电源干扰、失真（CSO CTB等）都不直接影响电视信号的图像，但当它们达到足够大的电平的时侯，会造成误码，使图像有马赛克或“断线”收不到图像。此外数字电视信号对相位噪声较为敏感，而模拟电视几乎不考虑这一因素。还得说明的是突发干扰信号，它的特点是信号幅度大，持速时间很短暂，就是一般仪器來观察它都非常困难，这对于模拟电视來说虽然它有影响，但由于人的视觉的迟钝，很难观察出來，而对于数字电视信号來说，它便易于产生误码。我们常把它称之为突发噪声，这对数字电视影响非常大，必须严格测试。上述的这些影响电视信号质量的信号，对于数字电视信号来说它是有害的，我们称它为无用信号，或者把它们都看成噪声信号來处理，笔者建议称之为广义噪声。 2、星座图数字电视目前用得最多的是DVB标准，为分析方便起见，我们以DVB-C标准的有线数字电视信号为例。DVB-C采用如图1所示的QAM调制方式，当已经过编码、压缩、复用的数字信号流，经过串/并重组方框将数字信号流分成I和Q两组，分别经过量化，达到不同的直流电平阶梯，再经滤波，I、Q两路信号经同一本振混频，但相位相差90 o （Q路是Smo t，I路是Cos? t），两路再经混合器合成一彳、信号发射、传输。由此我们知道、两路数字信号I、Q相位差90°, 而量化后的I路信号电平幅度按量化等级，在I轴方向有数个相应的位置，如量化8个等级则有8个位置，Q路也是如此。这样一来，每一个数字电视信号会在一个坐标图上都有它相应的位置，这就是图2所示的星座图。如 I、Q各组量化4个等级，则有4X4=16个框的星座，量化8个等级则为64框的星座图。

QPSK调制解调完整程序(配有自己的注释)

QPSK调制解调完整程序（配有注释） clc; clear all; %假定接收端已经实现载波同步，位同步（盲信号解调重点要解决的问题：载波同步（costas环（未见到相关代码）），位同步（Gardner算法（未见相关代码）），帧同步） % carrier frequency for modulation and demodulation fc=5e6; %QPSK transmitter data=5000 ; %码数率为5MHZ %原码个数 rand_data=randn(1,5000); for i=1:data if rand_data(i)>=0.5 rand_data(i)=1; else rand_data(i)=0; end end %seriel to parallel %同时单极性码转为双极性码 for i=1:data if rem(i,2)==1 if rand_data(i)==1 I(i)=1; I(i+1)=1; else I(i)=-1; I(i+1)=-1; end else if rand_data(i)==1 Q(i-1)=1; Q(i)=1; else Q(i-1)=-1; Q(i)=-1; end end end % zero insertion ，此过程称为成形。成形的意思就是实现由消息到波形的转换，以便发射，脉冲成形应该是在基带调制之后。 zero=5; %sampling rate 25M HZ ,明白了，zero为过采样率。它等于采样率fs/码速率。

for i=1:zero*data % 采样点数目=过采样率*原码数目 if rem(i,zero)==1 Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1); Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1); else Izero(i)=0; Qzero(i)=0; end end %pulse shape filter，接着，将进行低通滤波，因为随着传输速率的增大，基带脉冲的频谱将变宽 %如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波，后面加载频的时候可能会出现困难。 %平方根升余弦滤波器 % psf=rcosfir(rf,n_t,rate,fs,'sqrt') rate:过采样率，rf:滚降因子，n_t:滤波器阶数，fs:采样率 %用在调制或发送之前，用在解调或接受之后，用来降低过采样符号流带宽并不引发ISI（码间串扰） NT=50; N=2*zero*NT; % =500 fs=25e6; rf=0.1; psf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');% psf大小为500 Ipulse=conv(Izero,psf); Qpulse=conv(Qzero,psf); %为什么数字信号传输也要过采样，成形滤波？ %答：过采样的数字信号处理起来对低通滤波器的要求相对较低，如果不过采样，滤波的时候滤波器需要很陡峭，指标会很严格 %成形滤波的作用是保证采样点不失真。如果没有它，那信号在经过带限信道后，眼图张不开，ISI非常严重。成形滤波的位置在基带调制之后。 %因为经成形滤波后，信号的信息已经有所损失，这也是为避免ISI付出的代价。换句话说，成形滤波的位置在载波调制之前，仅挨着载波调制。 %即：（发送端）插值（采样）-成形-滤波（LPF)-加载频(载波调制)-加噪声至（接收端）乘本振-低通-定时抽取-判决。 %modulation for i=1:zero*data+N %采样点数目改变（因为卷积的缘故） t(i)=(i-1)/(fs); %这里因为假设载频与码速率大小相等，所以用载频fc 乘以过采样率=采样率。 Imod(i)=Ipulse(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(i)); Qmod(i)=Qpulse(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(i))); end sum=Imod+Qmod;

数字通信中几种调制方式的星座图解析

数字通信中几种调制方式的星座图由于实际要传输的信号（基带信号）所占据的频带通常是低频开始的，而实际通信信道往往都是带通的，要在这种情况下进行通信，就必须对包含信息的信号进行调制，实现基带信号频谱的搬移，以适合实际信道的传输。即用基带信号对载波信号的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。因为正弦信号的特殊优点（如：形式简单，便于产生和接受等），在大多数数字通信系统中，我们都选用正弦信号作为载波。显然，我们可以利用正弦信号的幅度，频率，相位来携带原始数字基带信号，相对应的分别称为调幅，调频，调相三种基本形式。当然，我们也可以利用其中二种方式的结合来实现数字信号的传输，如调幅-调相等，从而达到某些更加好的特性。一．星座图基本原理一般而言，一个已调信号可以表示为：（1）上式中，是低通脉冲波形，此处，我们为简单处理，假设，，即是矩形波，以下也做同样处理。假设一共有（一般总是2的整数次幂，为2，4，16，32等等）个消息序列，我们可以把这个消息序列分别映射到载波的幅度，频率和相位上，显然，必须有才能实现这个信号的传输。当然，我们也不可能同时使用载波信号的幅度、频率和相位三者来同时携带调制信号，这样的话，接收端的解调过程将是非常复杂的。其中最简单的三种方式是： (1.当和为常数，即时，为幅度调制(ASK。 (2.当和为常数，即时，为频率调制(FSK。(3.当和为常数，即时，为相位调制(PSK。我们也可以采取两者的结合来传输调制信号，一般采用的是幅度和相位结合的方式，其中使用较为广泛的一项技术是正交幅度调制(MQAM。我们把（1）式展开，可得：（2）根据空间理论，我们可以选择以下的一组基向量：其中是低通脉冲信号的能量，。这样，调制后的信号就可以用信号空间中的向量来表示。当在二维坐标上将上面的向量端点画出来时，我们称之为星座图，又叫矢量图。也就是说，星座图不是本来就有的，只是我们这样表示出来的。星座图对于判断调制方式的误码率等有很直观的效用。由此我们也可以看出，由于频率调制时，其频率分量始终随着基带信号的变化而变化，故而其基向量也是不停地变化，而且，此时在信号空间中的分量也为一个确定的量。所以，对于频率调制，我们一般都不讨论其星座图的。二．星座图的

QPSK调制解调的simulink仿真

QPSK 调制解调的simulink 仿真与性能分析一、设计目的和意义学会使用MATLAB 中的simulink 仿真软件，了解其各种模块的功能，用simulink 实现QPSK 的调制和仿真过程，得到调制信号经高斯白噪声信道，再通过解调恢复原始信号，绘制出调制前后的频谱图，分析QPSK 在高斯信道中的性能，计算传输过程中的误码率。通过此次设计，在仿真中形象的感受到QPSK 的调制和解调过程，有利于深入了解QPSK 的原理。同时掌握了simulink 的使用，增强了我们学习通信的兴趣，培养通信系统的仿真建模能力。二、设计原理（一）QPSK 星座图 QPSK 是Quadrature Phase Shift Keying 的简称，意为正交移相键控，是数字调制的一种方式。它规定了四种载波相位，分别为0, 2π, π,32π (或者4 π，34π，54π，74π)，星座图如图1（a ）、（b ）所示。图1 QPSK 星座图（二）QPSK 的调制因为输入信息是二进制序列，所以需要将二进制数据变换成四进制数据，才能和四进制的载波相位配合起来。采取的办法是将二进制数字序列中每两个序列分成一组，共四种组合（00,01,10,11），每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制（a ）（b ）

信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK 每次调制可传输两个信息比特。图2的（a ）、(b)、(c)原理框图即为QPSK 的三种调制方式，本次课程设计主要采用的是正交调制方式。（三）QPSK 的解调 QPSK 信号可以用两个正交的载波信号实现相干解调，它的相干解调器如图3所示，正交路分别设置两个匹配滤波器，得到I （t ）和Q （t ），经电平判决和并转串即可恢复出原始信息。（a ）正交调制法（b ）相位选择法（c ）脉冲插入法图2 QPSK 的主要调制方式

矢量调制星座图实验

实验三、矢量调制星座图实验一、实验目的 1、掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法， 2、了解星座图的作用及工程上的应用。二、实验内容 1、观察QPSK、OQPSK、MSK、GMSK基带信号的星座图。 2、比较各星座图的不同及他们的意义。三、基本原理星座图可以看成数字信号的一个“二维眼图”阵列，同时符号在图中所处的位置具有合理的限制或判决边界。代表各接收符号的点在图中越接近，信号质量就越高。由于屏幕上的图形对应着幅度和相位，阵列的形状可用来分析和确定系统或信道的许多缺陷和畸变，并帮助查找其原因。星座图对于识别下列调制问题相当有用： * 幅度失衡 * 正交误差 * 相关干扰 * 相位噪声、幅度噪声 * 相位误差 * 调制误差比在数字调制中，我们可以通过星座图来观察相位的变化、噪声干扰、各矢量点之间的相位转移轨迹等状况，通过星座图，我们可以很容易地看出各矢量调制的频谱利用率情况，应该说，改变基带信号的相位转移轨迹也就改变了调制信号的频谱特性。星座显示是示波器显示的数字等价形式，将正交基带信号的I和Q两路分别接入示波器的两个输入通道，通过示波器的“X-Y”的功能即可以很清晰地看到调制信号的星座图。我们知道QPSK信号可以用正交调制方法产生。在它的星座图中，四个信号点之间任何过渡都是可能的，如图7-2（a）所示。在这正方形星座图中对角过渡，必将产生180度相移，此时经限带后所造成的包络起伏最大。如果在正交调制时，将正交路基带信号相对于同相路

基带信号延时一个信息间隔，即符号间隔的一半，则有可能减小包络起伏。这种将正交路延时一段时间的调制方法称为偏移四相相移键控，常记作OQPSK ，又称为参差四相相移键控（SQPSK ）。将正交路信号偏移T 2 /2的结果是消除了已调信号中突然相移180度的现象，每隔T 2 /2信号相位只可能发生±90度的变化。因而星座图中信号点只能沿正方形四边移动，如图7-2（b ）所示。滤波后的OQPSK 7-1中比值为无限大的情形。图7-1 QPSK 信号限带前后的波形（a ）QPSK （b ）OQPSK （c ）MSK 图7-2 相位转移图波形的跳跃与弯曲是由于载波相位不连续变化所引起的。采用PSK 调制方式时，在信号点配置图上信号的相位从一点转到另一点会发生瞬时变动，相位的不连续性是不可避免的。因此，只要采用PSK 调制方式，就会出现旁瓣。 MSK 信号配置图如图7-2(c)所示，1比特区间仅使用圆周的1/4，信号点必是轴上4个点中任何一个，因此，相位必然连续。采用MSK 旁瓣降低得非常明显，即使不使用截止特性较好的带通滤波器，也能获得邻道干扰少的调制信号。对MSK 稍加改进就可以获得较少旁瓣的调制方式。由MSK 信号点配置图可知，调制时出现旁瓣是由于调制载波相位急剧变化所引起的。MSK 的相位变化是连续的，但相位变化速率（相位的一次微分）在比特变化点变成不连续。要使相位的一次微分连续，相位点必须以恒定速度旋转，若接近比特变化点，滤波后 QPSK

通信原理实验 QPSK调制解调实验

HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告题目：十QPSK调制解调实验指导教师：学生姓名：学生学号：专业班级：

实验10 QPSK调制解调实验一、实验目的 1. 掌握QPSK调制解调的工作原理及性能要求；了解IQ调制解调原理及特性 2. 进行QPSK调制、解调实验，掌握电路调整测试方法了解载波在QPSK相干及非相干时的解调特性二、实验原理 1、QPSK调制原理 QPSK又叫四相绝对相移调制，它是一种正交相移键控。QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。用调相法产生QPSK调制原理框图如图所示，QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串行变换，变成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号I（t）和Q（t），然后对Acosωt和Asinωt进行调制，相加后即可得到QPSK信号。二进制码经串并变换后的码型如图所示，一路为单数码元，另外一路为偶数码元，这两个支路互为正交，一个称为同相支路，即I支路；另外一路称为正交支路，即Q支路

2、QPSK解调原理由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成，故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器构成，其原理框图如图三、实验步骤在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称IQ模块）、码元再生模块（以下简称再生模块）和PSK载波恢复模块。 1、QPSK调制实验 a、关闭实验箱总电源，用台阶插座线完成连接 * 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。 b、按基带成形模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）。 c、用示波器观察基带模块上“NRZ-I,I-OUT,NRZ-Q,Q-OUT”的信号;并分别与“NRZ IN”信号进行对比，观察串并转换情况。 NRZ-I 与NRZ IN I-OUT与NRZ IN NRZ-Q 与NRZ IN Q-OUT与NRZ IN d、观测IQ调制信号矢量图。

基于MATLAB的QAM 眼图和星座图

南昌大学信息工程学院《随机信号分析》课程作业题目：QAM调制信号的眼图及星座图仿真指导老师：虞贵财作者：毕圣昭日期：2011-12-05

QAM调制信号的眼图及星座图仿真 1. 眼图眼图是在数字通信的工程实践中测试数字传输信道质量的一种应用广泛、简单易行的方法。实际上它的一个扫描周期是数据码元宽度1~2倍并且与之同步的示波器。对于二进制码元，显然1和0的差别越大，接受判别时错判的可能性就越小。由于传输过程中受到频带限制，噪声的叠加使得1和0的差别变小。在接收机的判决点，将“1”和“0”的差别用眼图上“眼睛”张开的大小来表示，十分形象、直观和实用。MATLAB工具箱中有显示眼图和星座图的仪器，下面通过具体的例子说明它们的应用。图1-1所示是MATLAB Toolbox\Commblks中的部分内容，展示了四进制随机数据通过基带QPSK调制、升余弦滤波（插补）及加性高斯白噪声传输环境后信号的眼图。图1-1 通过QPSK基带调制升余弦滤波及噪声环境后观察眼图的仿真实验系统图1-2所示是仿真运行后的两幅眼图，上图是I（同相）信号，下图是Q（正交）信号。图1-2 通过QPSK基带调制及噪声传输环境后观察到的眼图

2. 星座图星座图是多元调制技术应用中的一种重要的测量方法。它可以在信号空间展示信号所在的位置，为系统的传输特性分析提供直观的、具体的显示结果。为了是系统的功率利用率、频带利用率得到充分的利用，在特定的调制方式下，在信号空间中如何排列与分布信号？在传输过程中叠加上噪声以后，信号之间的最小距离是否能保证既定的误码率的要求这些问题的研究用星座图仪十分直观方便。多元调制都可以分解为In-phase（同相）分量及Quadrature（正交）分量。将同相分量用我们习惯的二维空间的Ｘ轴表示，正交分量用Ｙ轴表示。信号在Ｘ－Ｙ平面（同相－正交平面）的位置就是星座图。MATLAB通信系统的工具箱里有着使用方便、界面美观的星座图仪。图1-3所示是随机数据通过基带QAM调制及噪声环境传输后，观察星座图的仿真系统。图1-3 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察星座图的仿真系统图1-4所示是运行仿真后的星座图图1-4 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察到的星座图

BPSK和QPSK调制解调原理及MATLAB程序

2.1 PSK调制方式 PSK原理介绍（以2-PSK为例）移相键控(PSK)又称为数字相位调制,二进制移相键控记作2PSK。绝对相移是利用载波的相位(指初相)直接表示数字信号的相移方式。二进制相移键控中,通常用相位0 和π来分别表示“0”或“1”。2PSK 已调信号的时域表达式为s2psk(t)=s(t)cosωct, 2PSK移相键控中的基带信号与频移键控和幅度键控是有区别的,频移键控和幅度键控为单极性非归零矩形脉冲序列,移相键控为为双极性数字基带信号,就模拟调制法而言,与产生2ASK 信号的方法比较,只是对s(t)要求不同,因此2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号。在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。二进制移相键控信号的时域表达式为 e2PSK(t)=[ n n a g(t-nT s)]cosw c t 其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性。 1, 发送概率为P an= -1, 发送概率为1-P 若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有 cosωct, 发送概率为P e2PSK(t)= -cosωct, 发送概率为1-P 由上式(6.2-28)可看出，当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0°相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有 0°, 发送 1 符号 φn= 180°, 发送 0 符号由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，所以2PSK信

QAM和星座图

正交调制读书报告 NJUer 摘要：正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用，本文探讨了正交振幅调制技术的相关原理，并从星座图的角度认识这种调制方式的实现和相关应用。关键词：正交幅度调制QAM、星座图一、正交幅度调制 QAM是一种振幅和相位联合调制，也即其已调信号的振幅和相位均随数字基带信号变化而变化。采用M（M>2)进制的正交振幅调制，可记为MQAM。M越大，频带利用率就越高。在移动通信中，随着微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。过去在传统蜂窝系统中不能应用的正交振幅调制也引起人们的重视。QAM数字调制器作为DVB系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。它以其灵活的配置和优越的性能指标，广泛的应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS系统。为改善数字调制的不足之处，如：频谱利用率低、抗多径抗衰弱能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等，人们采取了如下的几种方式，如提高功率利用率以增强抗噪声性能；适应各种随参信道以增强抗多径抗衰落能力等。另外，在恒参信道中，正交振幅调制（QAM）方式具有高的频谱利用率，因此正交振幅调制（QAM）在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到广泛应用。二、QAM调制的原理和星座图 2.1、数据经过信道编码之后，被映射到星座图上，图1就是QAM调制器的基本原理框图。

QPSK调制解调完整程序(配有自己的注释)知识分享

Q P S K调制解调完整程序(配有自己的注释)

end end % zero insertion ，此过程称为成形。成形的意思就是实现由消息到波形的转换，以便发射，脉冲成形应该是在基带调制之后。 zero=5; %sampling rate 25M HZ ,明白了，zero为过采样率。它等于采样率fs/码速率。 for i=1:zero*data % 采样点数目=过采样率*原码数目 if rem(i,zero)==1 Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1); Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1); else Izero(i)=0; Qzero(i)=0; end end %pulse shape filter，接着，将进行低通滤波，因为随着传输速率的增大，基带脉冲的频谱将变宽 %如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波，后面加载频的时候可能会出现困难。 %平方根升余弦滤波器 % psf=rcosfir(rf,n_t,rate,fs,'sqrt') rate:过采样率，rf:滚降因子，n_t:滤波器阶数，fs:采样率 %用在调制或发送之前，用在解调或接受之后，用来降低过采样符号流带宽并不引发ISI（码间串扰） NT=50; N=2*zero*NT; % =500 fs=25e6; rf=0.1; psf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');% psf大小为500

实验九 QPSK调制与解调

实验九、QPSK 、QDPSK 调制与解调一、实验目的 1、掌握QPSK 调制与解调的基本原理及实现方法。 2、掌握QDPSK 调制与解调的基本原理及实现方法。 3、分析QPSK 、QDPSK 系统的有效性和可靠性。二、实验原理为提高通信的有效性，最常用的办法的是采用多进制的数字调制。MPSK 和MDPSK 就是多进制的数字相移键控即多相制信号，前者称为多进制绝对相移键控，后者称为多进制相对（差分）相移键控，它们都用M 个相位不同的载波来表示M 个不同的符号。一般来说，有n M 2=，因此，一个符号可以代表n bit 的二进制码元。 1、QPSK 信号分析 QPSK （Quadrature Phase Shift Keying ，正交相移键控）又叫四相绝对相移键控（4PSK ），它利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表2bit 信息，故每个四进制符号又被称为双比特码元。把组成双比特码元的前一信息比特记为a 码，后一信息比特记为b 码，为使接收端误码率最小化，双比特码元（a ，b ）通常按格雷码（Gray code ）方式排列，即任意两个相邻的双比特码元之间只有一个比特发生变化。图9.1给出了双比特码元（a ，b ）与载波相位的对应关系，其中图（a ）表示A 方式，图（b ）表示B 方式。图9.1 QPSK 信号相位矢量图（a ）A 方式（2/π系统）（b ）B 方式（4/π系统）

根据相位矢量图，得到双比特码元与载波相位之间的对应关系，如表9.1所示。 A 方式的QPSK 信号可表示为 )2 cos()cos()(πωθωn t t t s c n c +=+=，3 ,2 ,1 ,0=n B 方式的QPSK 信号可表示为 )4 1 2cos()cos()(πωθω++ =+=n t t t s c n c ，3 ,2 ,1 ,0=n 由于QPSK 信号普遍采用正交调制（又称IQ 调制）法产生，故QPSK 信号统一表示为 t Q t I t t s c c n c ωωθωsin cos )cos()(?-?=+= 这样，将a 码送入I 路，b 码送入Q 路，然后将I 路信号与载波t c ωcos 相乘，Q 路信号与正交载波t c ωsin 相乘，之后通过加法器相加，即可得到QPSK 信号。 2、QPSK 调制以B 方式为例，QPSK 信号的产生方法有两种：一是正交调制法，二是相位选择法。（1）正交调制(IQ 调制)法二进制调相信号通常采用键控法，而多进制调相信号普遍采用IQ 调制法产生。正交调制法产生QPSK 信号的原理框图如图9.2所示，它可以看成由两个2PSK 调制器构成，上支路将a 码与余弦载波相乘，下支路将b 码与余弦载波相乘，这样产生载波相互正交的两路2PSK 信号，再将这两路信号相加，通过矢量合成便是QPSK 信号。图9.2 正交调制法产生QPSK 信号（a ）原理框图（b ）矢量合成原理图中输入的数字基带信号)(t A 是二进制的单极性不归零码，通过“串/并变换”电路变成并行的两路码元a 和b 后，其每个码元的传输时间是输入码元的2倍，且单极性信号将变为双极性信号。其变换关系式将“1”变为“+1”、“0”变为“-1”。“串/并变换”过程如图9.3所示，图中0、1、2等表示为二进制基带码元的序号。从电路实现的角度看，串并变换实现了双比特码元和I 、Q 两路信号幅度之间的映射，如表9.2所示。IQ 信号幅度只有2种取值，设为2/1是为了保证输出QPSK 信号幅度为1。 ) 1(a )0(a ) 1(b ) 0(b ) 1 ,1() 0 ,0() 0 ,1() 1 ,0(

星座图与调和曲线图

星座图星座图是将高维空间中的样品点投影到平面上的一个半圆内，用投影点表示样品点。具体的作图步骤是：（1）将数据｛X ki ｝变换为角度｛θki ｝，使0?θki ?π，常取变换方法如下（极差标准化）： 180min max min 111?--====Li n L Li n L Li n L ki ki X X X X θ k =1,…,n i =1,…,p （2）适当地选一组权系数 w 1, w 2, …,w p ，其中 w i >0 且11=∑=p i i w 。重要的变量相应的权数可取大一点。最简单的取法为w p =1/p ，i =1,…,p 。（3）画出一个半径为1的上半圆及半圆底边的直径。（4）对给定的第k 次观测X k =(X k 1, X k 2,…, X kp ),对应着上半圆内的一个点“·”或“*”和一条由折线表示的路径。路径的折点坐标是星号位于路径的终点，其坐标为( U k (p ), V k (p ) )。将这些坐标(U 1(1), V 1(1)), (U 1(2), V 1(2)),…,(U 1(p), V 1(p))所对应的点分别记为o 1, o 2, …,o p ，连接o 1, o 2, …,o p 即为第一? ? ? ? ? ? ? = = = = ∑ ∑ = = n k W V p L W U L i ki i L k L i ki i L k , , 1 sin , , 1 cos 1 ) ( 1 ) ( θ θ

个样品点的路径。从上面表达式不难看出路径终点的横坐标就是点o1到点o p的横坐标之和，终点的纵坐标是点o1到点o p的纵坐标之和。如果将n个样品点的路径折线和星号位置都画出来，就很像天文学中星座的图象，故称之为星座图。下面对消费数据，使用相同的权数即w1, w2,…,w6=1/6作星座图。调和曲线图调和曲线图是D.F.Andrews1972年提出的三角多项式作图法，所以又称为三角多项式图。其思想是把高维空间中的一个样品点对应于二维平面上的一条曲线。设p维数据x = (x1, x2, … , x p)'，对应的曲线是：上式当t在区间[-π, π]上变化时，其轨迹是一条曲线。在多项式的图表示中，当各变量的数值太悬殊时，最好先标准化后再作图。这种图对聚类分析帮助很大，如果选择

QPSK调制解调

QPSK 即4PSK ，正交相移调制。在看QPSK 之前，先看一下通信系统的调制解调的过程为了方便分析，先假设这里是理想信道，没有噪声，接收端已经载波同步，位同步。调制后的信号数学模型为：cos()c A w t φ+ 上述的x(t)被调制到了A,?上。如果调制信息在A 上，就是调幅，如果调制信息在φ上，就是调相。 QPSK 正是通过调整φ的变化，来传输信息。φ分别取45135225,315????，，4个相位表示00，01，10，11表示4个信息，调制后的信号表达式为： cos(45),00cos(135),01()cos(225),10 cos(315),11c c c c A w t x A w t x s t A w t x A w t x ?????+=?+=?=?+=??+=? (cos cos 45sin sin 45),00(cos cos135sin sin135),01()(cos cos 225sin sin 225),10 (cos cos315sin sin 315),11c c c c c c c c A w t w t x A w t w t x s t A w t w t x A w t w t x ?????????-=?-=?=?-=??-=? sin ),00cos sin ),01()cos sin ),10sin ),11c c c c c c c c w t w t x w t w t x s t w t w t x w t w t x -=-+==--=+= 这样的话，我们调制任何一个信号，都可以转化为调制在同一时刻的两路上的幅度调制后再相加合并为一路输出，而调制模型cos()c A w t φ+中任意的A 和φ，根据正交分解的原理，又可以分解到两个相互正交个坐标轴上，这就是星座映射、IQ 分路的本质原理。又由于cos()sin()c jw t c c e w t j w t =+，所有我们又经常把需要IQ 分路的调制用c jw t e 这样的复数来表示，也经常说IQ 分别是实部，虚部。当然这么说是不准确的，IQ 两路就是同相和正交，而且默认的调制模型是cos()c A w t φ+，以上才成立。

基于星座图的8QAM最优结构选取

基于星座图的8QAM最优结构选取摘要本文提出了8QAM中最优星座图的设计，并在MATLAB的环境下，对几种常用的8QAM星座图与所设计的星座图分别进行了仿真和对比。通过设定发送功率对比误比特率曲线的方法，证明了所设计星座图的最优性。目录 1 QAM调制原理 (2) 2 QAM星座图设计 (2) 2.1常见星座图简介 (2) 2.2星座图的性能评价指标 (3) 2.3 最优8QAM星座图的构造 (4) 3 仿真与对比 (4) 3.1 对比对象 (4) 3.2 对比前提 (5) 3.3 程序仿真 (5) 3.4 结果分析 (6) 附：完整代码 (7) 1 QAM调制原理 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)正交幅度调制技术，是用两路独立的基带信号对

两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有8QAM，16QAM，64QAM。 QAM调制实际上就是幅度调制和相位调制的组合，相位+ 幅度状态定义了一个数字或数字的组合。QAM的优点是具有更大的符号率，从而可获得更高的系统效率。通常由符号率确定占用带宽。因此每个符号的比特（基本信息单位）越多，频带效率就越高。调制时，将输入信息分成两部分：一部分进行幅度调制；另一部分进行相位调制。对于星型8QAM信号，每个码元由3个比特组成，可将它分成第一个比特和后两个个比特两部分。前者用于改变信号矢量的振幅，后者用于差分相位调制，通过格雷编码来改变当前码元信号矢量相位与前一码元信号矢量相位之间的相位差。 QAM是一种高效的线性调制方式，常用的是8QAM，16QAM，64QAM等。当随着M 的增大，相应的误码率增高，抗干扰性能下降。 2 QAM星座图设计 QAM调制技术对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图。QAM的星座图呈现星状分层分布，同一层信号点的振幅相同，位于一个圆周上。常见的调制方式如8QAM，16QAM，64QAM所对应的星座图中分别有8，16，64个矢量端点。 2.1 常见星座图简介多电平QAM星座图的形式主要有圆形、三角形和矩形等3种。其中，由于矩形星座图，易于实现、系统误码率较低，得到了广泛应用。 (1) 圆形星座图圆形星座图的基本特征是所有星座点都处在以原点为圆心的一个或多个圆周上。实际应用中，为了提高系统性能，排列在各个圆周上的星座点应遵循以下原则。首先，各圆周上的星座点数与该圆的半径成正比关系，即圆的半径越大，圆周上的星座点数就越多，且半径与星座点数之比是一个常数; 其次，同一圆周上各星座点应保持均匀分布，各星座点之间应保持一定的几何位置。 (2) 三角形星座图三角形星座图中相邻最近3点的连线构成一个正三角形。这种星座图一般不在原点处安排星座点，因而，围绕原点构成一个正六边形。这样的安排使相邻的星座点之间距离相等，从而提高了系统性能。实际应用中，应尽可能将各星座点按正三角形排列的原则布置在一个圆环内，这样可以较好地利用发信功放的输出功率。

星座图分析

使用DS8821Q的星座图分析工具优化传输指标 DS8821Q除了提供专业的频谱分析能力外，还提供了专业的QAM星座图分析工具。星座图可以看成数字信号的一个“二维眼图”阵列，同时符号在图中所处的位置具有合理的限制或判决边界。代表各接收符号的点在图中越接近，信号质量就越高。由于屏幕上的图形对应着幅度和相位，阵列的形状可用来分析和确定系统或信道的许多缺陷和畸变，并帮助查找其原因使用星座图可以轻松发现诸如幅度噪声、相位噪声、相位误差、调制误差比等调制问题。不连续的噪声干扰在实际的网络系统中，QAM 信号会一直被噪声干扰。噪声导致所显示的符号落在星座图方框内正常位置的周围，所以在累积一段时间长度后统计一特定方框内所有符号的落点就会形成如云般的形状，每个符号表示噪声干扰些微的差异。如果有够多的噪声干扰星座图会显示一些符号以表示超过判断门坎形成 “误码” 相位噪声相位噪声是一段期间振荡器其相对的相位不稳定的情况，如果此振荡器是有关于信号处理(例如本地振荡器) 这些相位不稳定会影响在信号上，在信号处理设备内的振荡器在设计上是只会对所处理的信号增加非常微小的相位噪声，然而不良的调制器或处理器可能增加非常可观的相位噪声在信号上，结果在星座图上显示出绕着图形中央旋转的现象。

增益压抑增益压抑是在信号传送路径上因主动原件(放大器或信号处理器)过度驱动或不良的主动原件所导致的信号失真，结果在星座图上显示出四个角落被扭曲造成四边弯成如弓形的现象，而不是正常的四方形形状。作为一款便携式数字频谱分析仪，DS8821Q可以方便地在系统中各个测试节点，实现星座图、CSO/CTB、HUM等多达15项数字有线电视关键指标的测试。DS8821Q 的星座图分析工具，使用起来非常简便。星座图多级放大查看功能，可以更加详细分析故障原因。

实验九 QPSK调制与解调实验报告

实验九QPSK/OQPSK 调制与解调实验一、实验目的 1、了解用CPLD 进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK 调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。二、实验内容 1、观察QPSK 调制的各种波形。 2、观察QPSK 解调的各种波形。三、实验器材 1、信号源模块一块 2、⑤号模块一块 3、20M 双踪示波器一台 4、连接线若干四、实验原理（一）QPSK 调制解调原理 1、QPSK 调制 QPSK 信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。用调相法产生QPSK 信号的组成方框图如图12-1（a ）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b ）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b ）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。（a ） a(0)b(0) b(1) a(1) （b ）图12-1 QPSK 调制 /并变换。串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010*********和

111101*********。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号。 2、QPSK 解调图12-2 QPSK 相干解调器由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK 信号的合成，故它可以采用与2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK 信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。（二）OQPSK 调制解调原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK 的改进型，为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK 中并行的I ，Q 两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。通过I ，Q 路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路，Q 路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图12-3所示。 1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1 基基基基I 基基Q P S K ,O Q P S K Q 基基 Q P S K Q 基基O Q P S K -1 图12-3 QPSK,OQPSK 发送信号波形图12-3中，I 信道为U （t ）的奇数数据单元，Q 信道为U （t ）的偶数数据单元，而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开（延时）半个码元。 QPSK ，OQPSK 载波相位变化公式为 {}()33arctan ,,,()44 44j i j i Q t I t ππ?ππ? ????? =--???? ?????? ?@ QPSK 数据码元对应的相位变化如图12-4所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 12-5所示

利用MATLAB实现QPSK调制及解调

郑州轻工业学院课程设计说明书题目：利用MATLAB实现QPSK调制及解调姓名：院系：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程09-1 学号： 540901030154 指导教师：赵红梅成绩：时间： 2012 年 6 月 18 日至 2012 年 6 月 22 日

郑州轻工业学院课程设计任务书题目利用MATLAB实现QPSK调制及解调专业班级电子信息工程09级 1班学号 54 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：已知数字信号1011000101101011，码元速率为2400波特，载波频率为1200Hz，利用MATLAB画出QPSK调制波形，并画出调制信号经过高斯信道传输后解调波形及接收误码率，将其与理论值进行比较。基本要求： 1、通过本课程设计，巩固通信原理QPSK调制的有关知识； 2、熟悉QPSK产生原理； 3、熟悉高斯信道的建模及QPSK解调原理； 4、熟悉误码率的蒙特卡罗仿真； 5、学会用MATLAB来进行通信系统仿真。主要参考资料：主要参考资料： 1、王秉钧等. 通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.11 2、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB释义与实现[M].北京：电子工业出版社,2004. 完成期限：2012.6.18—2012.6.23 指导教师签名：课程负责人签名： 2012年6月16日

目录一前言 (4) 1.1QPSK系统的应用背景简介 (4) 1.2 QPSK实验仿真的意义 (4) 1.3 实验平台和实验内容 (5) 1.3.1实验平台 (5) 1.3.2实验内容 (5) 二、系统实现框图和分析 (5) 2.1、QPSK调制部分， (5) 2.2、QPSK解调部分 (7) 三、实验结果及分析 (7) 3.1、理想信道下的仿真 (7) 3.2、高斯信道下的仿真 (8) 3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 (9) 参考文献： (11) 附录 (12)