STTC码在QPSK通信系统中的应用与仿真
QPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真讲解
QPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真讲解QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种调制方式，常用于数字通信中的短波通信和卫星通信等场景。
在QPSK通信系统中，将每个二进制位编码为相位不同的信号，通常使用正交载波来实现。
为了分析和评估QPSK通信系统的性能，可以使用MATLAB进行仿真。
下面将具体讲解如何进行QPSK通信系统性能分析和MATLAB仿真。
首先，我们需要定义一些基本参数。
QPSK调制是基于二进制编码的，因此将要发送的数据转换为二进制比特流。
可以使用MATLAB中的函数来生成二进制比特流，如`randi([0,1],1,N)`，其中N是比特流的长度。
在这里，可以自行选择比特流的长度。
接下来，需要将二进制比特流分组为2比特一组，以便编码为相位信息。
可以使用MATLAB中的函数来进行分组，如`reshape(bit_stream,2,length(bit_stream)/2)'`，其中bit_stream是二进制比特流。
这里的重点是要确保二进制比特流的长度为2的倍数。
然后，将每组2比特编码为相位信息。
QPSK调制使用4个相位点来表示4种可能的组合，通常用0、π/2、π和3π/2来表示这些相位点。
可以使用MATLAB中的函数生成这些相位信息，如`phase_data =[0,pi/2,pi,3*pi/2]`。
接下来，通过幅度和相位信息生成QPSK信号。
可以使用MATLAB中的函数来生成QPSK信号，如`qpsk_signal = cos(2*pi*f*t+phase)`，其中f是载波频率，t是时间，phase是相位信息。
然后，添加噪声到QPSK信号中以模拟实际通信环境。
可以使用MATLAB中的函数来添加噪声，如`noisy_signal =awgn(qpsk_signal,SNR)`，其中SNR是信噪比。
最后，解调接收到的信号以恢复原始数据。
可以使用MATLAB中的函数来解调信号，如`received_bits = reshape(received_signal,[],2) > 0`。
QPSK调制解调的仿真
引言近年来，软件无线电作为解决通信体制兼容性问题的重要方法受到各方面的注意。
它的中心思想是在通用的硬件平台上，用软件来实现各种功能，包括调制解调类型、数据格式、通信协议等。
通过软件的增加、修改或升级就可以实现新的功能，充分体现了体制的灵活性、可扩展性等。
其中软件的增加、高频谱效率的调制解调模块是移动通信系统的关键技术，它的软件化也是实现软件无线电的重要环节。
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。
这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。
19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。
通过完成设计内容，复习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。
了解QPSK的实现方法及数学原理。
并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。
同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。
理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MA TLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。
复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MA TLAB 仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。
在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。
本课设是基于Matlab的软件仿真，只需PC机上安装MATLAB 6.0或者以上版本即可。
正交相位偏移键控(QPSK)调制解调系统Simulink(Matlab)建模分析
【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真
பைடு நூலகம்
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QPSK调制解调技术的设计与仿真
QPSK调制解调技术的设计与仿真QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制解调技术是一种常用于数字通信系统中的调制解调方法，它可以实现高效的数据传输。
本文将简要介绍QPSK调制解调技术的设计原理，并通过仿真实例展示其性能。
1.将输入数据序列划分成两个并行的数据流，分别为I分量和Q分量。
2.对于I分量和Q分量，进行二进制相位调制，将每个比特映射到一个相位点上。
3.将I分量和Q分量进行合并，得到复数信号。
4.对复数信号进行带通滤波，抑制带外噪声。
5.将带通滤波后的信号进行模拟调制，得到QPSK信号。
QPSK解调原理：QPSK解调是将接收到的QPSK信号解调为二进制比特流的过程。
具体过程如下：1.将接收到的QPSK信号分为实部和虚部，并进行带通滤波，抑制带外噪声。
2.对实部和虚部信号进行比较，得到原始的二进制数据流。
QPSK的仿真实例：我们将通过MATLAB软件进行QPSK调制解调的仿真。
假设我们有一个长度为N的二进制数据序列，首先，我们将数据序列拆分为两个并行的数据流，即I分量和Q分量。
然后，对这两个数据流进行二进制相位调制，将每个比特映射到一个相位点上。
在这里，我们可以使用带限相移键控（BLMSK）调制来实现QPSK调制。
接下来，将I分量和Q分量合并为复数信号。
然后，对复数信号进行带通滤波，并进行模拟调制，得到QPSK信号。
仿真步骤如下：1.定义二进制数据序列，生成随机的0和1的序列。
2.将二进制数据序列拆分为两个并行的数据流，即I分量和Q分量。
3.对I分量和Q分量进行二进制相位调制，将比特映射到相位点上。
4.合并I分量和Q分量为复数信号。
5.对复数信号进行带通滤波，抑制带外噪声。
6.进行模拟调制，得到QPSK信号。
7.添加高斯噪声，并进行解调。
8.对解调后的信号进行比较，得到原始的二进制数据流。
9.比较原始的二进制数据序列和解调后的数据序列，计算误码率。
通过以上仿真步骤，我们可以得到QPSK调制解调的性能指标，如误码率等。
(完整word版)QPSK通信系统的设计与仿真
摘要介绍了数字通信中的QPSK调制解调的原理,通过用Matlab编写脚本程序对QPSK通信系统的发射和接收过程的具体实现进行模拟仿真,绘出信号在理想信道和加噪信道中模拟传输时的时域图,并对各模块进行了频谱分析,所得到的结果与理论基本相符,对于理解QPSK系统的性能并在系统的实际应用上作进一步的设计,提供了有效的参考依据。
通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。
QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。
在QPSK调制方式以后，还会出现进制更多的调制方式。
而我们着重要解决的问题也从如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率。
阐述QPSK 调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析，希望有所收获。
关键词：数字通信四相相位键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK) MATLAB目录前言 0一、QPSK简介 (1)2.1 QPSK调制原理 (2)2.2 QPSK解调原理 (3)三、MATLAB仿真结果 (5)3.1 QPSK的产生及加噪仿真 (5)3.2 QPSK解调前后信号仿真 (5)3.3 QPSK码元恢复 (6)3.4误码率分析 (8)四、程序清单 (9)五、总结............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
六、参考文献 (17)七、致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计重要
基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计重要QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 是一种常用的数字调制技术，广泛应用于无线通信系统中。
在QPSK通信系统中，数字信号通过将两个正交调制的载波相位进行相应的转换来进行传输。
MATLAB作为一种强大的科学编程语言和工具包，可以用来进行QPSK通信系统的仿真设计。
本文将介绍基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计的重要性，并详细解释如何进行设计。
首先，基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计可以帮助我们更好地理解和研究QPSK调制技术。
通过仿真设计，我们可以模拟整个通信系统，包括信号生成、调制、传输、接收和解调等各个环节。
通过控制各个参数，我们可以分析不同参数对系统性能的影响，如调制误差、信噪比、误码率等。
这有助于我们深入理解QPSK调制技术的原理和特性，并为系统性能的优化提供依据。
其次，基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计可以用来评估系统的性能。
在通信系统中，误码率是一个重要的性能指标，用来评估系统的抗干扰能力。
通过仿真设计，我们可以计算得到不同信噪比下的误码率曲线，从而评估系统的性能。
同时，还可以通过仿真设计研究并优化接收机的设计，如信道均衡、时钟恢复等，以提高系统的性能。
再次，基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计可以用来进行系统参数的选择和优化。
在设计通信系统时，很多参数需要进行选择和优化，如载波频率、采样率、均衡器参数等等。
通过仿真设计，我们可以对这些参数进行优化，并选择最佳的参数组合。
这有助于提高系统的性能和效率，实现更好的通信质量和可靠性。
最后，基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计可以用来进行系统的性能对比和验证。
我们可以采用不同的调制技术和设计方案进行仿真，比较系统的性能差异，从而选择最佳的方案。
同时，还可以将仿真结果与理论计算结果进行对比，验证仿真设计的准确性和有效性。
总之，基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计在研究、设计和优化通信系统中扮演着重要的角色。
基于Matlab的QPSK通信系统建模与仿真综述
•
•
D_sam=conv(D_s_sam,BB);
• 3.相偏的预测 Discriminator_Out(pos_timing)=(sign(D_timing(pos_timin g))*(Q_timing(pos_timing))sign(Q_timing(pos_timing))*D_timing(pos_timing))/(sqrt( 2)*abs(D_timing(pos_timing)+1j*Q_timing(pos_timing)));
QPSK中文全称是“正交相移键控”。从名字可以看出属于“相位” 调制。 QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式。 优点：(1)频谱效率比较高，(2)误码率小（抗干扰能力强），(3)电路 实现简单。
二.QPSK调制解调基本原理
• 2.1QPSK调制
• 说明： 基带信号A(t)是单极性不归零双极性码元，串/并转换之后 变成并行码元a和b。这两路码元分别用两路正交的载波相 乘。相加之后即可得到QPSK信号。 • 原因： QPSK信号可以看成是两路BPSK信号相加的结果。上面 的每一路其实是一个BPSK调制。
• 5.3 误比特率曲线 • 5.3.1 信噪比SNR与比特能量比/噪声功率谱密度的转换 • QPSK通信系统不存在频偏时，为了得到统一的误比特率曲 线，我们用Eb/No作为我们的自变量。关于Eb/No与SNR的 关系有以下说明：EbNo就是Eb/No。 Eb表示单位比特的能 量，单位是焦耳（Joules）。No表示功率谱密度，单位是瓦 特/赫兹（Watts/Hz）。SNR就是S/R。S表示信号功率，单 位是瓦特（Watts）。N表示噪声功率，单位是瓦特 （Watts）。显然SNR单位是无量纲的。EbNo的单位是 Joules·Hz/ Watts，其实也是无量纲的。因为Watts表示是焦 耳/秒（Joules /s），而1 Hz=1/s。EbNo与SNR关系转换：
QPSK调制解调技术的设计与仿真
摘要本文主要阐述的是QPSK调制与解调电路的设计。
数字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制。
根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制)。
多进制数字调制与二进制相比，其频谱利用率更高，在有限的信道频带内，能够传输高速数据。
数字通信技术与FPGA的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。
多进制数字调制技术与FPGA的结合使得通信系统的性能得到了迅速的提高。
文中介绍了QPSK调制解调的原理，并基于FPGA实现了QPSK调制解调电路。
MUXPLUSⅡ环境下进行编译、综合仿真，验证了设计的正确性。
此外，本方案采用了相位选择法，与常用的调相解调法相比，设计更简单，更适合于FPGA实现，系统的可靠性也更高。
通过对仿真波形的分析可知，该方案很好的实现了QPSK调制与解调功能。
关键词：PSK FPGA QPSK调制解调AbstractThis article mainly deals with the design of QPSK modulation and demodulation circuit. Technology of digital modulation and demodulation plays an important role in digital communication system.In order to transmit digital signal in band-pass channel,digital signal must be used on the carrier modulation..According to the different bands of digital signal that is handled,there are binary and multi-band pared with binary modulation ,multi-band modulation has higher specrum utilization rate,and it could transmit high-speed data in limited-band channel.The combination of digital communication technology and FPGA is a certainly trend of the development of modern communication system.The combination of multi-band modulation and FPGA makes the performance of communication system a rapid increase.The paper introduces the principle of QPSK modulation and demodulation, the circuits are also be realized based on FPGA. The complier and simulation under MAX+PLUSII environment provides the correction of the design..In addition, this design employs phase selection ,compared with the PM demodulation method,phase selection is simpler,more suitable for FPGA implementation,the reliability of the system is higher.The analysis of simulation waveform indicates that the programme achieves QPSK modulation and demodulation functions well.Keywords:PSK FPGA QPSK modulation demodulation目录摘要 (I)ABSTRACT.................................................... I I 前言 (1)1.绪论 (2)1.1QPSK的简介 (2)1.2FPGA和CPLD简介 (2)1.3VHDL简介 (3)1.4MAX+PLUS II简介 (3)2.调制与解调电路的基本设计原理 (4)2.1QPSK调制的电路原理图 (5)2.2QPSK解调的电路原理图 (5)3.QPSK调制与解调电路的设计 (6)3.1调制电路的设计 (6)3.1.1 设计思路 (6)3.1.2 调制电路的程序 (7)3.1.3 调制电路仿真结果 (8)3.2解调电路的设计 (9)3.2.1 设计思路 (9)3.2.2 解调电路的程序 (10)3.2.3 解调电路的仿真结果 (10)3.3仿真分析 (11)3.3.1 BPSK调制解调的实现及其仿真波形 (11)3.3.2 BPSK和QPSK的区别 (16)3.3.3 QPSK仿真波形的分析 (18)4.总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)前言现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
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技术 的 Ｑ Ｓ Ｐ Ｋ系统 与 网格 空 时码相 结合 ，则 可 以提 高
２ ＱＰ Ｋ 系统 原 理 Ｓ
在数模 转换 器允许 的多 电平值 为 ４时 ，可 将这 些
多电平值分别对应 载波相位的系列 ，相位取值 为 ＂ ４，３ｒ４ ￣ ４和 ７ｒ４ ｔ ｒ ／ ￣ ，５ｒ ／ ／ ， 。 ｒ ／
关键词 网格 空时码 ；误码 率 ；误 帧率；四相移频键控
中 图 分 类号 Ｔ ９９３ Ｎ １ ． 文献标识码 Ａ 文章 编 号 １０ ７ ２ （００）５— １ ０ ０ ７— ８ ０ ２ １ ０ ００— ２
Ａ ｐｉａｉｎａ ｄＳｍｕａｉｎｏ Ｔ Ｃ Ｃ ｄ Ｓ Ｃｏ ｐ ｌ ｔ ｎ ｉ ｌｔ ｆ Ｔ ｏ ｅｉ ＱＰ Ｋ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｙｔｍｓ ｃ ｏ ｏ Ｓ ｎ ｎｃ ｔ ｎ Ｓ ｓ ｉ ｅ
ｐｏ ｃ ｏ ．Ｔ ｅＳ ｒ ｏｅｉ Ｑ Ｓ ｓ ｍ ａ ｂｔ ｒ ｏ ｅｔ ｎａｄｌ ｅ ｉｅ ｏ ｒｔ ａｄｂ ｃ ｒ ｒ ａ ． ｒ ｅｔｎ ｈ Ｔ Ｃ ｃｄ Ｐ Ｋ ｓ ｔ ｓ ｓ ｅ ｅ ｃｒ ｃｏ ｗ ｒ ｔ ｒ ｒ ａ ｌ ｋｅ ｏ ｔ ｔ ｉ ｎ ｙ ｅ ｈ ｔ ｒ ｉ ｎ ｏ ｂ ｒ ｅ ｎ ｏ ｒｅ
ａ 叶技 ２０ 第 ３ 第 期 ０ 年 ２卷 ５ １
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｃ ． Ｔ ｃ ． ｌｃ ｒｎ ｃ Ｓ ｉ＆ ｅ ｈ ／Ｍａ ． ５．２ １ ｙ１ ００
Ｓ 一Ｃ码在 ＱＰ Ｋ通信 系统 中的应 用 与仿 真 １ｒ Ｓ
徐 园 ，景 晟 ，彭建宇
（．中山火炬职业技术学 院 电子工程 系 ，广东 中山 ５ ８ ３ ；２ １ ２４ ６ ．四川省地震局 水库地震研究所 ，四川 成都 摘 要 ６ ０４ ） １０ １ 网格 空时码是在时延分集的基础上 与 Ｔ Ｍ 编码 结合 而成 的，是 一种改进 的传 输分 集方式 ，适用 于多种 Ｃ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ｉ ｒｖ ｄ ｔａ ｓ ｔｄ ｖ ｒｉ ｄ ｏ ａ ｅｙ ｏ ｒｌｓ ｈ ｎ ｅ ｓ ｔ ｅｓ ａ ｅｔｍｅ ｔｅｌ ｏ ｅｉ ｓｒ ｃ ｍｐｏ ｅ ｒｎ ｍｉ ｉｅｓｔ ｍｏ ｅｆ ｒａｖ ｒ ｔ ｆｗｉｅｅ ｓｃ ａ ｎ ｌ ， ｈ ｐ ｃ ｉ ｒ ｌ ｓｃ ｄ ｓ ｙ ｉ ｉ
时编码 （ Ｔ ） Ｓ Ｃ 。网格空 时码最 先 是 由 Ａ ＆ Ｔ Ｔ实 验 室 的
Ｔｒ ｈ ａ ｋ 等人在延时分集基础上结合 Ｔ Ｍ 编码 提 出， ｏ Ｃ
将编码 和调制 结合起来 ，因为受 编码增益 和分 集增 益 的影 响及编码译 码复 杂度 限制 ，所 以在性 能 和频带 利 用率之 间折 中选择 。ｓ ｒ Ｔ ｃ技术 是 后 ３ 和 ４ 比较 理 Ｇ Ｇ 想 的编 码调制 选择方 案之一 ＿３。将 多进 制数 字调 制 １］ Ｉ
Ｘｕ Ｙ ａ ｉｇ Ｓ ｅ ｇ ， Ｐ ｎ ｉｎ ｕ ｕ ｎ ，Ｊｎ ｈ ｎ ｅ ｇＪａ ｙ
（． ｅａ ｍ ｎ ｏ Ｅｅｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇ ｈｎ ｈｎＴｒｈ Ｐ ｌｅｈｉ，Ｚ ｏｇ ａ ２ ４６ ｎ ａ １Ｄ ｐｒ ｅｔ ｆ ｌ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅ ｎ ，Ｚ ｏｇＳａ ｏｃｔ ｏ ｔ ｎ ｔ ｃｏ ｎ ｉ ｙ ｃ ｃ ｈ ｎｓ ｎ５ ８ ３ ，Ｃ ｉ ； ｈ ｎ ２ Ｒ ｓ ｖｉＥ ｒ ｑ ａｅＲ ｓａ ｈＩｓｔ ｅ ａ ｈｕ ｋ ｄ ｉｉｒ ｉ ｆ ｉ ｕｎＰｏｉｃ ，Ｃ ｅｇｕ６０ ４ ，Ｃ ｉ ） ． ｅｅ ｏ ａ ｈ ｕｋ ｅ ｒ ｔｕ ，Ｅ ｒ ｑａｅＡ ｍ ｎ ｔ ｔ ｎｏ Ｓ ｈ ａ ｒ ｎｅ ｈ ｎｄ １０ １ ｈ ａ ｒ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｔ ｔ ｓ ａｏ ｃ ｖ ｎ
无线信道环境。在无线通信 中为 了有效抑 制噪 音积 累，选用 Ｑ Ｓ Ｐ Ｋ调 制 ，因为 Ｑ Ｓ Ｐ Ｋ调制 比 Ｑ Ｍ 更适 合噪音 环境 ， Ａ
ＱＳ Ｐ Ｋ调制具有理想的误差保护。 网格 空时码在 Ｑ Ｓ Ｐ Ｋ调制传 输 系统 中具有更好 的纠错 能力 ，具有低误码 率与误帧 率
的优 良性 能 。
ＱＳ Ｐ Ｋ的信号 表达式 为
ｓ（ ） ｏＡ ２ ￡ ） ｔ ＝ｃｓ （ ＋ 可将其 展 开为两个 正交 载波分 量之 和 ｓ（ ）＝ ｃｓ Ｏ （ ＂ ｃ）一 ｓ ｂｓ （ ￣ ｃ （ ） ｔ Ａ ｏ６ ＣＳ２ｔ ｔ Ａ ｉ ＾ ｎ ２ｒ ｔ ３ ｒ ｆ ｍ ｉ ｆ） 由式 （ ） ３ 得到
网格 空 时码 Ｓ Ｙ Ｓ ａｅＴｍｅＴｅ ｉ Ｃ ｄ ） 于 Ｔ Ｃ（ ｐｃ ｉ ｒｌｓ ｏ ｅ 属 ｌ
一
矩 阵 Ｇ，Ｇ 中 的每一列对 应一 根发送 天线 ，经 两个 符
种空 时编码 ，是用 于多个 天线无 线通信 中的一类 空
号周期发送完毕 接收端根据收到的信号和信道特
性进 行最 大似然 译码 （ ＝１ ） ｓ ，２ 。