QPSK调制与解调
四相移相键控(QPSK)调制及解调实验
通信对抗原理实验报告实验名称:四相移相键控（QPSK）调制及解调实验学生姓名：学生学号：学生班级:所学专业：实验日期：1. 实验目的1. 掌握QPSK 调制解调原理及特性.2。
. 熟悉Matlab 仿真软件的使用。
2. 实验内容1、 编写Matlab 程序仿真QPSK 调制及相干解调。
2、 观察IQ 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。
3、 观察IQ 调制解调过程中各信号变化。
4、 观察功率谱的变化。
5、 分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。
3. 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。
我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表,后一信息比特用b 代表。
双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的,它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1—1所示。
图1-1（a)表示A 方式时QPSK 信号矢量图,图1—1（b)表示B 方式时QPSK 信号的矢量图。
由于正弦和余弦的互补特性,对于载波相位的四种取值,在A 方式中：45°、135°、225°、315°，则数据k I、k Q 通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±2/2;B 方式中:0°、90°、180°、270°,则数据k I、k Q 通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值±1、0。
表(0,1)(1,1)(0,0)参考相位参考相位(a)(b)图1-1 QPSK 信号的矢量图下面以A 方式的QPSK 为例说明QPSK 信号相位的合成方法。
串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列,然后通过基带成形得到的双极性序列(从D/A 转换器输出，幅度为±2/2）。
qpsk调制解调原理及实现方法
一、概述QPSK调制解调技术是一种数字通信中常用的调制解调方式。
QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的缩写，即正交相移键控。
它通过改变正交载波的相位来传输数字信号，具有传输速率高、频谱利用率高的优点，被广泛应用于无线通信、卫星通信、数字电视等领域。
本文将介绍QPSK调制解调的原理和实现方法，以帮助读者更深入地理解这一技术。
二、QPSK调制原理QPSK调制是通过改变正交载波的相位来传输数字信号。
在QPSK调制中，有两路正交的载波信号，分别记为I通道和Q通道。
对于要传输的数字信号，首先将其分为两个独立的部分，分别用来调制I通道和Q通道的载波。
通过改变正弦载波的相位来表示不同的数字信号，从而实现信号的传输。
QPSK调制可以用以下公式表示：S(t) = Icos(2πfct) - Qsin(2πfct)其中，S(t)代表输出的调制信号，I和Q分别是I通道和Q通道的调制信号，fc代表载波频率。
通过改变I和Q的数值，可以实现不同数字信号的传输。
三、QPSK解调原理QPSK解调是指将接收到的QPSK信号转换为原始的数字信号。
在QPSK解调中，接收到的信号经过信号处理后，被分别送入两个相位解调器，得到两个独立的解调信号。
通过合并两个解调信号，即可得到原始的数字信号。
QPSK解调可以用以下公式表示：I = ∫S(t)cos(2πfct)dtQ = -∫S(t)sin(2πfct)dt通过对接收到的信号进行数学处理，得到I和Q的数值，进而实现信号的解调。
四、QPSK调制解调的实现方法1. QPSK调制实现QPSK调制可以通过数字信号处理器（DSP）来实现。
将要传输的数字信号转换为两个独立的调制信号，即I和Q。
将这两个调制信号送入正交调制器，经过信号处理后得到QPSK信号。
通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
2. QPSK解调实现QPSK解调可以通过相位解调器来实现。
接收到的QPSK信号先经过一系列处理，如信号衰减、滤波等，然后被送入两个相位解调器，分别得到I和Q的解调信号。
QPSK调制与解调原理
QPSK调制与解调原理QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它可以将数字信息通过调制信号的相位变化来传输。
QPSK调制与解调原理相互关联且较为复杂，本文将从以下几个方面进行详细介绍。
一、QPSK调制原理QPSK调制原理是将两个独立的调制信号按照正交的方式进行相位调制，得到复杂的调制信号。
其中，正交基是指两个正交信号的相位差为90度。
QPSK调制涉及到两个正交信号，分别记作I通道和Q通道。
将数字信号分成两个部分，分别映射为I通道和Q通道的调制信号。
具体过程如下：1.数字信号进行二进制编码，比如00、01、10、112. 对于每个二进制码组合，分别映射到I通道和Q通道的调制信号，通常采用正交调制方法进行映射。
I通道和Q通道的调制信号可以使用正弦和余弦函数进行表示，假设调制信号频率为f，那么I通道的调制信号可以表示为：I(t) = A*cos(2πf*t + θI)，Q通道的调制信号可以表示为：Q(t) = A*sin(2πf*t + θQ)。
3.结合I通道和Q通道的调制信号，可以得到复杂的QPSK调制信号为：S(t)=I(t)+jQ(t)，其中j是单位虚数，表示相位90度的旋转。
二、QPSK解调原理QPSK解调的目标是将复杂的调制信号恢复为原始的数字信息。
解调过程主要包含两个环节，分别是载波恢复和解调。
具体过程如下：1. 载波恢复：接收到的调制信号经过放大和频率移位后，通过相干解调方法将信号分为I通道和Q通道两个分支。
在该过程中，需要从已知的参考信号中恢复出原始信号的频率，并根据频率差异对信号进行对齐。
这样，I通道和Q通道的解调信号可以表示为：I'(t) = S(t) *cos(2π*f*t + θ')，Q'(t) = S(t) * sin(2π*f*t + θ')。
2.解调：在解调过程中，需要根据相位信息对I通道和Q通道的解调信号进行处理，得到原始的数字信号。
MATLAB_QPSK调制与解调
实验名称：QPSK仿真系统一、实验目的：1、学会QPSK调制与解调系统的构成2、学会QPSK调制与解调系统的各模块的构建3、学会误码率与误符号率的统计方法以及Matlab算法二、实验原理：1、QPSK：四进制绝对相移键控，也称为多进制数字相位调制，利用载波的四种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。
2、QPSK的调制方法有正交调制方式（双路二相调制合成法或直接调相法）、相位选择法、插入脉冲法。
调制与解调系统的构成：3、各模块的实现方法：（1）、信源的产生：使用randint(m,n,2)函数产生一个m行n列的随机二进制数列（2）、QPSK符号映射：将产生的0，1比特流按照QPSK调制方式进行映射，本实验采用π/4 QPSK的调制方式，图为：（3）、AWGN 信号产生：AWGN 产生器就是产生满足均值为0，方差为1的高斯白噪声。
实验中使用randn(m,n)函数产生一个m 行n 列的高斯噪声序列。
（4）、信号幅度控制：根据AWGN 信道模型，接收信号可以分别表示为α就是当噪声功率归一化为1（0均值，方差为1）时，根据信噪比关系而计算出来的信号平均幅度（5）、QPSK 反映射及判决 ：对接收到的信号在4种可能的四种信号向量[(1,0), (0,1), (-1,0), (0,-1)]上投影(即进行点积)。
投影最大的值所对应的信号向量就是所发送信号的符号值，然后恢复出比特流（6）、误码率及误符号率统计：误码率：将检测出来的比特流和发送的原始比特流进行比较，统计出出现错误的比特数误符号率：将检测出来的比特流变成两组，构成符号，和发送端符号映射后的符号流进行比较，只要符号中任错一bit ，就算该符号出错。
统计出现错误的符号数 三、 实验容：1、调制与解调I I Ir s n α=+Q Q Qr s n α=+22210log 10^10s s n n v SNR SNR v sqrt v v ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⇒=* ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭s v α=clear allclose all% 调制bit_in = randint(1e3, 1, [0 1]);bit_I = bit_in(1:2:1e3);bit_Q = bit_in(2:2:1e3);data_I = -2*bit_I+1;data_Q = -2*bit_Q+1;data_I1=repmat(data_I',20,1);data_Q1=repmat(data_Q',20,1);for i=1:1e4data_I2(i)=data_I1(i);data_Q2(i)=data_Q1(i);end;f=0:0.1:1;xrc=0.5+0.5*cos(pi*f);data_I2_rc=conv(data_I2,xrc)/5.5;data_Q2_rc=conv(data_Q2,xrc)/5.5;f1=1;t1=0:0.1:1e3+0.9;n0=rand(size(t1));I_rc=data_I2_rc.*cos(2*pi*f1*t1);Q_rc=data_Q2_rc.*sin(2*pi*f1*t1);QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc); QPSK_rc_n0=QPSK_rc+n0;% 解调I_demo=QPSK_rc_n0.*cos(2*pi*f1*t1);Q_demo=QPSK_rc_n0.*sin(2*pi*f1*t1);% 低通滤波I_recover=conv(I_demo,xrc);Q_recover=conv(Q_demo,xrc);I=I_recover(11:10010);Q=Q_recover(11:10010);t2=0:0.05:1e3-0.05;t3=0:0.1:1e3-0.1;% 抽样判决data_recover=[];for i=1:20:10000data_recover=[data_recover I(i:1:i+19) Q(i:1:i+19)];end;bit_recover=[];for i=1:20:20000if sum(data_recover(i:i+19))>0data_recover_a(i:i+19)=1;bit_recover=[bit_recover 1];elsedata_recover_a(i:i+19)=-1;bit_recover=[bit_recover -1];endenderror=0;dd = -2*bit_in+1;ddd=[dd'];ddd1=repmat(ddd,20,1);for i=1:2e4ddd2(i)=ddd1(i);endfor i=1:1e3if bit_recover(i)~=ddd(i)error=error+1;endendp=error/1000;figure(1)subplot(2,1,1);plot(t2,ddd2);axis([0 100 -2 2]);title('原序列');subplot(2,1,2);plot(t2,data_recover_a);axis([0 100 -2 2]);title('解调后序列');2、误码率仿真% QPSK误码率分析SNRindB1=0:2:10;SNRindB2=0:0.1:10;for i=1:length(SNRindB1)[pb,ps]=cm_sm32(SNRindB1(i));smld_bit_err_prb(i)=pb;smld_symbol_err_prb(i)=ps;end;for i=1:length(SNRindB2)SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10);theo_err_prb(i)=Qfunct(sqrt(2*SNR)); end;title('QPSK误码率分析');semilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb,'*');axis([0 10 10e-8 1]);hold on;% semilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);legend('仿真比特误码率','理论比特误码率'); hold off;function[y]=Qfunct(x)y=(1/2)*erfc(x/sqrt(2));function[pb,ps]=cm_sm32(SNRindB)N=10000;E=1;SNR=10^(SNRindB/10);sgma=sqrt(E/SNR)/2;s00=[1 0];s01=[0 1];s11=[-1 0];s10=[0 -1];for i=1:Ntemp=rand;if (temp<0.25)dsource1(i)=0;dsource2(i)=0;elseif (temp<0.5)dsource1(i)=0;dsource2(i)=1;elseif (temp<0.75)dsource1(i)=1;dsource2(i)=0;elsedsource1(i)=1;dsource2(i)=1;end;end;numofsymbolerror=0;numofbiterror=0;for i=1:Nn=sgma*randn(size(s00));if((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==0))r=s00+n;elseif((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==1)) r=s01+n;elseif((dsource1(i)==1)&(dsource2(i)==0)) r=s10+n;elser=s11+n;end;c00=dot(r,s00);c01=dot(r,s01);c10=dot(r,s10);c11=dot(r,s11);c_max=max([c00 c01 c10 c11]);if (c00==c_max)decis1=0;decis2=0;elseif(c01==c_max)decis1=0;decis2=1;elseif(c10==c_max)decis1=1;decis2=0;elsedecis1=1;decis2=1;end;symbolerror=0;if(decis1~=dsource1(i))numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if(decis2~=dsource2(i))numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if(symbolerror==1)numofsymbolerror=numofsymbolerror+1; end;end;ps=numofsymbolerror/N;pb=numofbiterror/(2*N);3、QPSK在AWGN信道下的仿真close allclcclear allSNR_DB=[0:1:12];sum=1000000;data= randsrc(sum,2,[0 1]);[a1,b1]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==0);message(a1)=-1-j;[a2,b2]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==1);message(a2)=-1+j;[a3,b3]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==0);message(a3)=1-j;[a4,b4]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==1);message(a4)=1+j;scatterplot(message)title('B点信号的星座图')A=1;Tb=1;Eb=A*A*Tb;P_signal=Eb/Tb;NO=Eb./(10.^(SNR_DB/10));P_noise=P_signal*NO;sigma=sqrt(P_noise);for Eb_NO_id=1:length(sigma)noise1=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);noise2=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);receive=message+noise1+noise2*j;resum=0;total=0;m1=find(angle(receive)<=pi/2&angle(receive)>0);remessage(1,m1)=1+j;redata(m1,1)=1;redata(m1,2)=1;m2= find( angle(receive)>pi/2&angle(receive)<=pi); remessage(1,m2)=-1+j;redata(m2,1)=0;redata(m2,2)=1;m3=find( angle(receive)>-pi&angle(receive)<=-pi/2); remessage(1,m3)=-1-j;redata(m3,1)=0;redata(m3,2)=0;m4=find( angle(receive)>-pi/2&angle(receive)<=0);remessage(1,m4)=1-j;redata(m4,1)=1;redata(m4,2)=0;[resum,ratio1]=symerr(data,redata);pbit(Eb_NO_id)=resum/(sum*2);[total,ratio2]=symerr(message,remessage);pe(Eb_NO_id)=total/sum;endscatterplot(receive)title('C点信号的星座图')Pe=1-(1-1/2*erfc(sqrt(10.^(SNR_DB/10)/2))).^2;Pbit=1/2*erfc(sqrt(10.^(SNR_DB/10)/2));figure(3)semilogy(SNR_DB,pe,':s',SNR_DB,Pe,'-*',SNR_DB,pbit,'-o',SNR_DB,Pbit,':+') legend('QPSK仿真误码率','QPSK理论误码率','QPSK仿真误比特率','QPSK理论误比特率',1)xlabel('信噪比/dB')ylabel('概率P')gird on结果：4、QPSK在AWGN信道下的性能检测clear all;%对随机序列产生的方法初始化s = RandStream('mt19937ar','Seed', 5489);RandStream.setDefaultStream(s);s = RandStream('mcg16807', 'Seed',0);RandStream.setDefaultStream(s);N = 10^5; %码元数Eb_N0 = -4:20; %Eb/N0比特信噪比s_data = zeros(1,N);ErrorCount=zeros(1,length(Eb_N0)); %预先分配存，用于记录错误的码元数for j = 1:length(Eb_N0)p = (2*(rand(1,N)>0.5)-1) + 1i*(2*(rand(1,N)>0.5)-1);s = (1/sqrt(2))*p; %归一化n = 10^(-Eb_N0(j)/40)*1/sqrt(2)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N)); %加性高斯白噪声r = s + n;%解调r_re = real(r); %实部r_im = imag(r); %虚部s_data(r_re < 0 & r_im < 0) = -1 + -1*1i;s_data(r_re >= 0 & r_im > 0) = 1 + 1*1i;s_data(r_re < 0 & r_im >= 0) = -1 + 1*1i;s_data(r_re >= 0 & r_im < 0) = 1 - 1*1i;ErrorCount(j) = size(find(p- s_data),2); %错误的码元数endsim_QPSK = ErrorCount/N;theory_QPSK = erfc(sqrt(0.5*(10.^(Eb_N0/20)))) -(1/4)*(erfc(sqrt(0.5*(10.^(Eb_N0/20))))).^2;close allfiguresemilogy(Eb_N0,theory_QPSK,'b.-');hold onsemilogy(Eb_N0,sim_QPSK,'mx-');axis([-4 20 10^-3 1])grid on. .. . .。
qpsk调制解调原理
qpsk调制解调原理QPSK调制解调原理。
QPSK是一种常用的数字调制技术，它在数字通信系统中起着重要的作用。
QPSK调制技术可以将数字信号转换为模拟信号进行传输，同时也可以将模拟信号转换为数字信号进行解调。
本文将介绍QPSK调制解调的原理及其在数字通信中的应用。
QPSK调制是一种相位调制技术，它将输入的数字比特流分成两路，分别对应正弦和余弦信号。
在QPSK调制中，每两个相邻的比特被映射为一个复数符号，然后通过改变相位来表示不同的符号。
QPSK调制可以将两路正交的载波信号进行相位调制，从而实现对数字信号的调制。
相比于BPSK调制，QPSK调制可以在相同的带宽内传输两倍的数据，因此在数字通信系统中得到了广泛的应用。
QPSK调制的原理是基于正交载波的调制技术，它将两路正交的基带信号分别调制到正弦和余弦载波上，然后将它们相加得到QPSK信号。
QPSK信号可以表示为：s(t) = I(t)cos(2πfct) Q(t)sin(2πfct)。
其中，I(t)和Q(t)分别代表两路正交的基带信号，fc代表载波频率。
QPSK信号的频谱特性使得它在有限的带宽内可以传输更多的数据，因此在数字通信系统中得到了广泛的应用。
QPSK解调的原理是将接收到的QPSK信号分别与正弦和余弦信号相乘，然后对它们进行滤波和采样得到接收到的数字比特流。
QPSK解调可以通过相干解调和非相干解调两种方式实现。
相干解调是利用已知的载波相位来解调QPSK信号，而非相干解调则是直接对接收到的信号进行解调。
相干解调可以获得更好的性能，但需要接收到已知的载波相位信息；非相干解调则不需要已知的载波相位信息，但性能相对较差。
QPSK调制解调技术在数字通信系统中有着广泛的应用，它可以提高数据传输的效率和可靠性。
在无线通信系统中，QPSK调制可以通过有效地利用频谱资源来提高信道容量；在有线通信系统中，QPSK调制可以提高传输速率和降低误码率。
因此，QPSK调制解调技术在数字通信系统中扮演着重要的角色。
qpsk调制解调
qpsk调制解调
QPSK调制解调是一种数字通信中的技术。
它使用四相移相调制（QPSK）技术将信号加入或从携带信号中抽取出来，从而模拟地传输数据。
由于数字通信系统要求高带宽，QPSK调制解调技术能够实现高效率传输。
QPSK调制解调技术十分重要，尤其是在数字通信应用中。
它是一种码制，即使用不同的二进制编码组合来表示信号。
这种方法使用户可以在较小的带宽范围内传输较大的数据空间。
QPSK调制和解调的过程由两个主要步骤组成，即调制和解调。
首先，进行调制，这意味着把数据和控制信号等信号转换成数字形式（例如二进制），然后生成携带信号。
这种信号用于模拟传输，也就是把数据以某种形式传输到另一端。
接下来，执行解调过程，将携带信号转换成原始信号，并将其重新组合成数据。
QPSK调制解调技术有一些显著优点，例如较小混叠，更大的抗干扰能力以及更好的带宽性能等。
它可以用来传输大量数据，并且数据传输的精确度也很高。
另外，这项技术的实现比较简单，成本也比较低，因此受到了许多用户的欢迎。
QPSK调制解调技术是当今数字通信技术的一大组成部分，它实现了高效的数据传输，并且成本也比较低。
通过其易于实现的特点，该技术被广泛用于各种电信应用中。
qpsk调制解调
qpsk调制解调QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，常用于无线通信中对数据进行调制与解调。
它利用信号的相位来携带信息，将每个信号符号映射到特定的相位角度上。
在QPSK调制中，使用两个正交的载波信号进行调制，分别称为I （In-phase）和Q（Quadrature）信号。
这两个信号的相位差为90度，在时钟周期中，可以将一个符号期划分为四个相位，每个相位代表不同的数据。
QPSK调制的实现步骤如下：1. 将原始数据分为两个数据流，分别称为I路和Q路。
可以通过多种方式将原始数据分为两个流，如交织、分组等。
2. 将每个数据流转换为数字信号，通常情况下为二进制（1或0）。
对于I路和Q路，每个二进制位代表不同的相位。
3. 将每个二进制位映射到对应的相位上。
通常情况下，可以使用星座图来代表每个相位的位置。
在QPSK调制中，星座图有四个点，每个点代表一个相位。
4. 将映射之后的信号与I和Q信号进行叠加，得到最终的QPSK调制信号。
调制信号可以通过将I和Q信号分别乘以正弦和余弦函数得到。
QPSK调制的解调步骤如下：1. 接收到QPSK调制的信号，将信号与正弦和余弦函数进行乘法运算，得到I路和Q路信号。
2. 对I路和Q路信号进行采样，获取每个符号周期内的采样值。
通常情况下，采样点与信号的相位有关。
3. 根据采样点的位置，将每个符号周期内的信号归类到相应的区域。
可以使用星座图来辅助识别相位。
4. 将每个区域映射为二进制数据，并重新组合为解调后的原始数据流。
QPSK调制具有以下优点：1. 高效性：QPSK调制可以在每个符号周期内携带两个比特的信息，与BPSK相比，传输效率提高了一倍。
2. 低复杂度：QPSK调制相对于其他高阶调制技术（如16-QAM、64-QAM）来说，实现起来更简单。
它仅需要两个正交的载波来进行调制，降低了硬件的复杂性。
3. 抗噪性好：由于QPSK调制的相位差为90度，使得它对于噪声的干扰具有较好的抵抗能力。
qpsk调制解调
qpsk调制解调
QPSK调制解调是指在无线通信中应用的一种调技术，也叫作四相
移相 keying（QPSK）。
QPSK是具有相同带宽的其他数字调制技术的改
进版本之一。
它的特点是使用双极平衡阶段调制，同时发出四个相位
状态：00，01，11和10。
QPSK的优势在于能够提高信号性能，同时减
少射频功率的消耗。
在QPSK调制中，每个符号代表2bits，比如发送码 0110，则表示
两个符号，分别对应00和11，即：00 11，此时输出调制信号将位于
45度和135度位置上。
比特流中每个符号都会被调制，用sin和cos
波形表示原始信号。
QPSK调制解调的过程包括调制和解调两个步骤。
调制步骤是将每
个符号（00或11）映射到特定的位置上，通常是45度和135度；接着，将原始信号映射到新的位置上以产生调制信号。
解调步骤是反过来，将接收到的调制信号映射回原始位置，解调后可得到原始比特流。
QPSK调制解调的另一个优势是它在信号传输和处理方面占用较少
的带宽资源。
它通过4倍时间复用将比特流进行压缩，使得比特流可
以更容易地被传输和处理。
另外，QPSK还具有灵活的抗干扰特性，可
以有效抵抗传输噪声，大大提高了信号质量。
总之，QPSK调制解调是一种应用于无线通信的高效率数字调制技术。
它以双极平衡阶段引入四个相位状态进行调制，每个状态分别表
示00，01，11和10。
QPSK能够提高信号性能，有效抵御干扰，同时
节省带宽资源，是一种非常具有经济效益的数字调制技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
移动通信实验报告
姓名学号实验日期实验名称QPSK调制与解调实验类型
实验目的
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。
实验原理及设计思路（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,
2
π
, π,
3
2
π
(或者
4
π
，
3
4
π
，
5
4
π
，7
4
π
)，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
（a）（b）
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
实验步骤及结果（一）QPSK调制电路
查阅资料，熟悉simulink的工作环境，理解simulink的模块功能，根据图2（a）的方框图搭建QPSK调制电路（图4）。
先进行串并转换，再做极性转换，分别与同向载波，正交载波相乘后相加即可得到。
图4 Qpsk调制电路
（二）AWGN信道模型
AWGN信道模块可以将加性高斯白噪声加到一个实数的或复数的输入信号。
当输入信号是实数时，这个块增加了实的高斯噪声，产生一个实数的输出信号。
当输入信号是复数的，这个模块增加了复数的高斯噪声，产生复数的输出信号。
此模块继承它的输入信号的采样时间。
由于输入信号为连续的信号，所以控制信道信噪比的方式选择控制高斯噪声标准差的方式器变量之间关系为：
/
10
SignalPower SymbolPeriod
Variance
SampleTime10s o
E N
Noise
⨯
=
⨯
图3 QPSK相干解调器
其中Es/No 为信号能量比噪声功率谱密度。
（三）QPSK解调电路
图5 Qpsk解调电路
（四）比特错误率统计
比特错误率统计使用Error Rate Calculation 模块，该模块可自动比较发送序列与接收序列并作出比较，进行错误统计，使用display 模块显示将比特错误率输出。
频谱分析使用spectrum scope模块，该模块将发送序列，调制后的序列，接收序列的频谱图，进行频谱分析，如图6所示。
实
验
结
果
的显示：
分
析
第一栏为发送序列，第二栏已调序列的波形，第三栏为接受序列的波形。
2.通过 Error Rate Calculation 模块显示的误码率为
3.通过 spectrum scope模块显示的频谱为
CH1为发送序列，CH2为已调序列，CH3为接收序列。