DQPSK调制解调解析
双轴旋转调制最优转位次序的设计方案
双轴旋转调制最优转位次序的设计方案双轴旋转调制（DQPSK）是一种数字通信中常用的调制方式，它可以实现高速数据传输和减小误码率。
在DQPSK系统中，由于要对发送的数据序列进行相位调制，因此需要设计最优的转位次序来达到最佳性能。
本文介绍了一种DQPSK系统中最优转位次序的设计方案，主要包括以下几个方面：1. DQPSK调制原理在DQPSK系统中，先将原始数据序列进行两倍速的采样，并将采样后的信号分别进行I（正交于Q）和Q（正交于I）分量的处理。
然后，将I和Q分量分别进行相位编码，得到相位差为0、45、90、135度的4个不同的调制符号。
接着，进行双轴旋转处理，将当前符号和前一个符号按照不同的转位次序进行旋转，使得相邻两个符号之间只有相位差为0、90度的情况，可以有效降低系统误码率。
最后，将旋转后的信号进行解调和信道校正等处理，得到接收端的数据序列。
确定最优转位次序的关键是要使得相邻两个符号之间的相位差最小，从而降低误码率。
一般采用格雷码（Gray code）的方法来得到最优转位次序。
具体来说，首先将4个DQPSK调制符号按照顺序进行排列，得到000、001、011、010四个二进制码对应的相位状态。
然后，根据Gray码的规则，将二进制码转换成对应的格雷码，得到000、001、011、010的格雷码序列。
接着，将格雷码序列按照顺序进行排列，得到000、001、011、010的转位次序。
最后，将该转位次序应用于DQPSK系统中，进行双轴旋转处理，可以得到最优的性能。
3. 实验结果为了验证最优转位次序的设计方案的有效性，进行了一系列实验。
首先，设计了3组不同的转位次序，分别为原始顺序、Gray码转换顺序和最优转位次序。
然后，分别对这3组转位次序的DQPSK系统进行了仿真，统计了误码率和理论误码率，并进行了比较。
结果表明，最优转位次序的DQPSK系统在误码率方面表现最优，其误码率与理论误码率之间的差距较小，接近于零。
dqpsk调制解调原理
dqpsk调制解调原理dqpsk（Differential Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它在无线通信中广泛应用于提高数据传输速率和频谱效率。
dqpsk调制解调原理是指如何通过改变载波的相位差来实现数字信息的传输。
一、dqpsk调制原理dqpsk调制是一种相位调制技术，它通过改变载波信号的相位来传输数字信息。
在dqpsk调制中，每个码元代表两个比特，因此相比于传统的bpsk调制，dqpsk调制可以实现更高的数据传输速率。
dqpsk调制的原理如下：1. 分组：将要发送的数字信息按照一定的规则分成多个组，每个组包含两个比特。
2. 映射：将每个组映射到相应的相位差，例如00映射到0°相位差，01映射到90°相位差，10映射到180°相位差，11映射到270°相位差。
3. 调制：将映射后的相位差调制到载波信号上。
例如，如果当前组的相位差为0°，则将载波信号保持不变；如果相位差为90°，则将载波信号相位向前移动90°；如果相位差为180°，则将载波信号相位向后移动180°；如果相位差为270°，则将载波信号相位向前移动270°。
4. 发送：发送调制后的载波信号。
二、dqpsk解调原理dqpsk解调是将接收到的dqpsk调制信号还原为原始数字信息的过程。
dqpsk解调的原理如下：1. 接收：接收到经过信道传输后的dqpsk调制信号。
2. 相位计算：通过比较连续两个码元之间的相位差，计算出当前码元的相位差。
3. 判决：根据相位差的值来判决该码元所代表的数字信息。
例如，如果相位差为0°，则判决为00；如果相位差为90°，则判决为01；如果相位差为180°，则判决为10；如果相位差为270°，则判决为11。
4. 解映射：将判决得到的数字信息还原为原始的比特流。
DQPSK
实验三DQPSK调制解调实验一、实验目的1．掌握DQPSK调制解调原理。
2．理解DQPSK的优缺点。
二、实验内容1．观察DQPSK调制过程各信号波形。
2．观察DQPSK解调过程各信号波形。
三、预备知识1．DQPSK调制解调的基本原理。
2．DQPSK调制解调模块的工作原理及电路说明。
四、实验器材1．移动通信原理实验箱一台2．60M双踪示波器一台五、实验原理1．DQPSK调制原理DQPSK 又叫四相相对相移键控，通过QPSK 实验已知QPSK 具有固定的参考相位，它是以四进制码元本身的相位值来表示信息的。
而DQPSK 没有固定的参考相位，后一个四进制码元总是以它相邻的前一个四进制码元的终止相位为参考相位（或称为基准相位），因此，它是以前后两个码元的相位差值来表示信息的，如表2.5-1 所示（这里我们采用B 方式进行说明）。
由于DQPSK 传输信息的特有方式，使得解调时不存在相位模糊问题，这是因为不论提取的载波取什么起始相位，对相邻两个四进制码元来说都是相等的，那么相邻两个四进制码元的相位差肯定与起始相位无关，也就不存在由于相干解调载波起始相位不同而引起的相位模糊问题，所以，在使用中都采用相对的四相调制。
2．DQPSK解调原理DQPSK 解调原理同QPSK 是一样的，仅需要在QPSK 解调器的并/串转换器之前加接一个差分译码器图DQPSK 解调原理框图六、实验步骤1．A方式的DQPSK调制实验①将“调制类型选择”拨码开关拨为00000100、0001，则调制类型选择为A方式的DQPSK 调制。
②分别观察NRZ码经串/并转换得到的“DI”、“DQ”两路数据波形。
③分别观察“I路成形”信号波形、“Q 路成形”信号波形。
④观察“I 路调制”同相调制信号波形、“Q 路调制”正交调制信号波形。
⑤用示波器观察“I路成形”信号、“Q 路成形”信号的X-Y波形（即星座图）。
⑥观察比较DQPSK和OQPSK调制器的“调制输出”波形并加以分析。
pi_4_DQPSK调制解调技术的仿真及分析
码电路后信号的相图如图 9所示 。
图 5 脉冲成形滤波器的冲激响应
图 7的眼图中交叉的区域表示距理想状态的定时偏差 大小 , ( b) 图的“结 ”比 ( a) 图小 ,这意味着增加 α可以减小 对定时抖动的敏感度 。从图 8可以看出 ,增加α增加了占用的 带宽 。
2n ( t) sin (ω2 t +φ)
(6)
将
n
(
t)
忽略
, 经低通滤波后
,当
ω 2
=
ω 1
时
,
有
:
W k = co s (θk - φ)
(7)
Zk = sin (θk - φ)
(8)
通过解码电路 ,可以得到 :
Xk
= W kW k - 1 + Zk Zk - 1
=
co s(θk
-
θ k-
1
)
= co sΔθk
(2)
Vk = sinθk = sin (θk- 1 +Δθk )
= sinθk- 1 co sΔθk + co sθk- 1 sinΔθk
= V k- 1 co sΔθk + U k- 1 sinΔθk
(3)
第
k个码元期间相位跳变量
Δθ k
是由输入数据
S1 , SQ 确
定的 ,它们之间的关系如表 1所示 。
4 仿真分析
我们利用 M atlab 6. 5对 π /4 - DQ PS K调制和基带差分 解调进行仿真 。假设 SI、SQ 两路的数据速率均为 10kbp s。调制 过程中 ,在进行编码和映射后 ,得到的 π /4 - DQ PS K信号星 座图如图 4所示 。然后 ,在采样点之间内插入 8个零点 ,插入 零脉冲能简化滤波算法 。使用函数 [ num , den ] = rco sine ( Fd , Fs , ′fir/ sqrt′,α) ;可以给出输入信号频率为 Fd、滤波器抽样 频率为 Fs、滚降因子为 α的平方根升余弦 F IR滤波器冲激响 应的系数 。在这里 , Fs / Fd = 9。我们对平方根升余弦 F IR滤波 器 α = 0. 35和α = 0. 65两种情况进行比较 ,各个环节的仿真 结果如图 5 ～图 8所示 。
实验三π-4DQPSK调制解调实验
实验三 π/4DQPSK 调制解调实验一、实验目的1、掌握π/4-DQPSK 调制解调原理。
2、理解π/4-DQPSK 的优缺点。
二、实验内容1、观察π/4-DQPSK 调制过程各信号波形。
2、观察π/4-DQPSK 解调过程各信号波形。
三、实验仪器1、移动通信实验原理实验箱 一台2、20M 双踪示波器一台四、实验原理1、π/4-DQPSK 调制原理π/4-DQPSK 是对QPSK 信号特性的进行改进的一种调制方式。
改进之一是将QPSK 的最大相位跳变±π，降为±3π/4，从而改善了π/4-DQPSK 的频谱特性，改进之二是解调方式，QPSK 只能用于相干解调，而π/4-DQPSK 既可以用相干解调也可以采用非相干解调。
π/4-DQPSK 已用于美国的IS-136数字蜂窝系统，日本的（个人）数字蜂窝系统（PDC ）和美国的个人接入通信系统（PACS ）。
设π/4－DQPSK 信号为：()）（k c k t t S ϕω+=cos 式中，k ϕ为kTs t Ts k ≤≤-)1(之间的附加相位。
上式可展开成：()k c k c k t t t S ϕωϕωsin sin cos cos -=当前码元的附加相位k ϕ是前一码元附加相位1-k ϕ与当前码元相位跳变量k ϕ∆之和， 即：k k k ϕϕϕ∆+=-1k k k k k k k k U ϕϕϕϕϕϕϕ∆-∆=∆+==---sin sin cos cos )cos(cos 111 k k k k k k k k V ϕϕϕϕϕϕϕ∆+∆=∆+==---sin cos cos sin )sin(sin 111其中，1111sin ,cos ----==k k k k V U ϕϕ，上面两式可改写为：k k k k k V U U ϕϕ∆-∆=--sin cos 11k k k k k U V V ϕϕ∆+∆=--sin cos 11这是π/4-DQPSK 的一个基本关系式。
第2章 调制解调技术-GMSK及π4-DQPSK
调制方案的性能衡量标准： 功率效率--在低功率下保持正确传输的能力。（Eb／N0越小越好） 带宽效率—有限带宽内容纳数据量的能力。 （Rb／B越大越好） 在信道频带受限时 为了提高频带利用率，通常采用多进制数字 调制系统。其代价是增加信号功率和实现上的复杂性。 脉冲成型技术可消除码间串扰和保持小的信号带宽，因而得到广 泛应用。
第一节、基本调制技术
二.数字调制技术
脉冲成型滤波器（升余弦低通滤波器。）的频 谱和时域波形。
目前所使用的主要调制方式
目前所使用的主要调制方式有
线性调制技术：QPSK调制
恒包络调制技术：GMSK调制
“线性”和“恒包络”相结合的调制技术：QAM调制 扩频调制技术：直接序列扩频、跳频 编码调制相结合技术：TCM调制 多载波技术：OFDM调制
设输入到调制器的比特流为｛an｝, an=±1, n=-∞~+∞。 FSK的输出信号形式(第n个比特区间)为
cos(2 ( f c f )t ) an 1 s(t ) cos(2 ( f c f )t ) an 1
调制指数 h
f ，当h=0.5时，两个S1与S2正交。 1 / Tb
2.干扰和噪声影响大，是移动通信工作的电磁环境所决定的；
3.存在多径衰落。
第一节、基本调制技术
移动通信对调制方式的选择主要有： 1.可靠性，即抗干扰性能，选择具有低误比特率的调制方式，其
功率谱密度集中于主瓣内；
2.有效性，主要体现在选取频谱利用率高的调制方式上，特别是 多进制调制； 3.工程上易于实现。 已调信号应具有高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能
力
第一节、 基本调制技术
一.模拟调制技术
第一节、 基本调制技术
QPSK、DQPSK系统调制与解调
实验四QPSK与DQPSK调制实验一、实验目的在2PSK, 2DPSK的学习基础上，掌握QPSK，以及以其为基础的DQPSK, OQPSK, /4 —DQPSK等若干种相关的重要调制方式的原理，从而对多进制调相有一定了解。
1、移动通信技术应用综合实训系统”实验仪一台2、50MHz示波器一台。
3、实验模块：信源模块，QPSK-调制模块。
三、实验原理一）基本理论（A）四相绝对移相键控（QPSK）的调制四相绝对移相键控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，故每个四进制码元又被称为双比特码元。
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（即反射码）排列的，它与载波相位的关系如表所列。
双比特码元载波相位©a b A方式B方式000°45°0190°135°实验设备由于四相绝对移相调制可以看作两个正交的二相绝对移相调制的合成，故两者的功率谱密度分布规律相同。
下面我们来讨论QPSK信号的产生与解调。
QPSK信号的产生方法与2PSK 信号一样，也可以分为调相法和相位选择法。
(1) 调相法用调相法产生QPSK信号的组成方框图如下所示图4-1 QPSK信号的组成方框图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。
并设经过串并变换后上支路为a,下支路为b。
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。
表4-2 QPSK信号相位编码逻辑关系(2) 相位选择法用相位选择法产生QPSK信号的组成方框图如下所示图4-2相位选择法产生QPSK信号方框图(B)四相相对移相键控(DQPSK)的调制所谓四相相对移相键控也是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。
若以前一码元相位作为参考，并令△©为本码元与前一码元的初相差。
以软件无线电为核心的在FPGA基础上的DQPSK调制解调系统设计方案详解
以软件无线电为核心的在FPGA基础上的DQPSK调制解调系统设计方案详解一、引言软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且经济的方案，可以通过软件升级实现功能的提高。
软件无线电可以使整个系统采用动态的软件编程对设备特性进行重配置。
软件无线电软加载切换的实现，需要设计相应的功能波形组件。
以下设计了一种差分四相相移键控（DQPSK）的调制解调系统，该系统可以将软件加载到芯片上。
在数字信号的调制方式中，由于QPSK （四相移键控）具有频谱利用率较高，抗干扰性较强，而且在电路上实现也较为简单等特点，使得它在卫星数字信号调制方式、数字电视技术、HFC 网络的用户线缆等方面得到了广泛的应用。
在实际应用中，为了克服QPSK 解调时的相位模糊现象，在调制时对基带信号进行了差分编码，即DQPSK。
二、DQPSK 调制解调的系统方案具体的DQPSK 调制解调系统框图如图1 所示，其中上半部分为调制系统，下半部分为解调系统。
两个系统之间还要有相应的射频发送处理和射频接收处理。
以下主要按图1 的系统框图，基于FPGA 设计DQPSK 调制解调系统，采用Xilinx 公司开发的系统生成器为设计工具，特殊功能模块的实现采用Verilog HDL 语言编程实现。
系统生成器具有强大的模块化设计功能，多个小功能模块让设计人员可以自由搭建所设计的系统。
而且，系统生成器可以直接生成位流文件下载到FPGA，也可以生成工程文件，采用ISE 的开发环境可以对工程进行综合、仿真、下载。
1．DQPSK 调制解调的关键技术（1）差分编解码技术：QPSK 调制方式是一种四相位的调制方式。
在实现上通常有正交调制法，相位选择法，脉冲插入法。
其中，应用得最多的是正交调制法。
本设计采用的是正交调制法。
输入码元首先要进行串并转换，将串信信号变为两路I、Q 信号。
假设I、Q 两路的组合用｛a，b｝来表示，四相输入码元与调制的相位见表1。
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调制中,信息是以相位的形式进行传输的。第k个符号的相位 可以表示: 表示相位增量。每个符号包含两位的输入信息。输入数 ， 据和相位的变换关系如下表所示。
k
k
k 1
k
k
差分相位编码
Q0 =0, 0 0 。则下一时刻的输入有00,01,11,10 设初始状态为 I 0 =1、 四种可能，对应的相位跳变分别有 / 4,3 / 4, / 4,3 / 4 四种情况。 对应的下一时刻的相位分别为 / 4,3 / 4, / 4,3 / 4 ，该时刻的状态 即可用 I cos 和 Q sin 表示。 以上过程说明了 / 4 -DQPSK的编码过程。信号星座图如下。
– 概率译码：从信道的统计特性出发，以远大于 约束度的接收序列为单位，对信息码组进行最 大似然的判决。维特比译码和序列译码是其最 主要的方法。
/ 4 -DQPSK调制解调
• / 4 -DQPSK是一种正交相移键控调制方式,它综
合了QPSK和OQPSK两种调制方式的优点。和 QPSK相比,其最大相位跳变值仅为 3 / 4 。没有 二相位跳变,经过滤波及限幅后的功率谱旁瓣恢复 较小,因而在多径扩展和衰落的情况下可以获得比 QPSK更高的频谱效率,性能更好。
/ 4 -DQPSK调制解调
成员：
数字通信系统模型
• 前向纠错码 • 卷积码 • Turbo码
• • • •
ASK FSK PSK DPSK
DQPSK仿真系统组成
生成二进制随 机数序列
卷积码编码
差分编码
QPSK调制
有噪信道
卷积码解码
差分解码
QPSK解调
卷积码
卷积码将k个信息比特编成n个比特，k和n通常很小， 特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同， 卷积码编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关，还 与前面的N-1段信息有关，编码过程中互相关联的码元个 数为nN。卷积码的纠错性能随N的增加而增大，而差错率 随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下， 卷积码的性能优于分组码。
调制系统组成
差分相位编码
生成二进制随 机数序列
卷积码编码
差分编码
QPSK调制
有噪信道
卷积码解码
差分解码
QPSK解调
差分相位编码
/ 4 -DQPSK的传输信号如下。
x(t ) cos(wct (t ))
(t )
表示相位信息，展开之后得到
x(t ) cos k cos wct sin k sin wct I k cos wct Qk sin wct 其中 I k cos k 和 Qk sin k 是第k个符号的同相分量和正交分量的幅度值。在
记忆效应
卷积编码
本仿真系统采用的是1/2速率的卷积码，即冗余度=1/2；信息位 和校验位的表达式如下： c0 = m1; c1 = m1+m2+m3;
输入序列
m1
m2
m3
C1 C0
卷积解码
– 代数译码：从码的代数结构出发，以一个约束 度的接收序列为单位，对该接收序列的信息码 组进行译码。大数逻辑译码是代数译码的主要 方法。
k k k k
k
差分相位编码
• 卷积码经过差分相位调制之后。解调端收到 I 路 和 Q 路两路信号。按如下公式解调即可：
I k I k I k 1 Qk Qk 1
Qk Qk I k 1 I k Qk 1
解调系统组成