通信原理实验 QPSK调制解调实验
通信原理的MATLAB实验 QPSK的调制解调报告
通信原理实验项目名称：QPSK的调制解调一、实验任务任意输入长度为64比特的二进制信息，采用QPSK系统传输。
码元速率为1Bps，载波频率为10Hz，采样频率为40 Hz，利用Matlab画出：（1）调制后的信号波形；（2）经信道传输后的信号波形（假设加性高斯白噪声，其功率为信号功率1/10）；（3）（3）任意解调方法解调后的信号波形。
二、流程图三、完整程序Fd=1; %码元速率Fc=10; %载波频率Fs=40; %采样频率N=Fs/Fd;df=10;x=[ 1 1 0 1 1 0];%任意输入64比特的二进制信息M=2; %进制数SNRpBit=10;%加性高斯白噪声，其功率为信号功率的1/10，即信噪比为10 SNR=SNRpBit/log2(M); %转换为码元速率seed=[12345 54321];numPlot=length(x);figure(1)%画出输入二进制序列subplot(211);stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');title('输入波形’)%调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=[0:numModPlot-1]./Fs;subplot(212);%画出调制后的信号plot(t,y(1:length(t)),'b-');axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')%在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%相干解调figure(2)subplot(211);plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')%带输出波形的相干M元频移键控解调subplot(212);stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('相干解调后的信号')四、波形。
QPSK调制解调实验
实验一QPSK 调制实验一、实验目的1、掌握QPSK 的调制解调原理。
2、掌握QPSK 的软件仿真方法。
3、掌握QPSK 的硬件设计方法。
二、预习要求1、掌握QPSK 的编解码原理和方法。
2、熟悉matlab 的应用和仿真方法。
3、熟悉DSP 和FPGA 的开发方法。
三、实验原理1、QPSK 调制的工作原理多相相移键控（MPSK ），特别是四相相移键控（QPSK ）是目前移动通信、微波通信和卫星通信中最常用的载波传输方式。
四相相移键控（QPSK ）信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号，其信号表达式为：)cos()(i c i t A t S θω+= i ＝1，2，3，4 0≤t ≤TsTs 为四进制符号间隔，{i θ:i=1,2,3,4}为正弦波载波的相位，有四种可能状态。
如以下矢量图所示：如图为QPSK 的相位图，QPSK 的相位为（－3π/4，－π/4，π/4，3π/4）。
对于QPSK ：)sin cos cos (sin )sin()(i c i c i c i t t A t A t S θωθωθω+=+= 0≤t ≤Ts由于21cos ±=i θ 21s i n ±=i θ所以：)cos )(sin )((2)(t t Q t t I A t S c c i ωω+=21cos )(±==i t I θ21s i n )(±==i t Q θQPSK 正交调制器方框图如图所示：I图QPSK 正交调制器方框图在kTs ≤t ≤(k+1) Ts(Ts=2Tb)的区间，QPSK 产生器的输出为：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=-+-=--+=+++=+=----11),43cos(11),4cos(11),43cos(11),4cos()(1111n n c n n c n n c n n c a a t A a a t A a a t A a a t A t s πωπωπωπω2、QPSK 的相干解调的基本工作原理 QPSK 的相干解调方框图如图所示：图QPSK 的相干解调方框图当调制信号为I ＝1，Q ＝1时，由调制原理，调制输出信号为t t t S c c i ωωcos sin )(+=，在没有噪声和延时的理想状态时，解调器的输入t t t S t r c c i ωωcos sin )()(+==，则I 检测器的输出为：t t t t t t r c c c c c ωωωωωsin cos sin sin sin )(+=t t t t c c c c ωωωω2sin 212cos 21212sin 21)2cos 1(21+-=+-=则Q 检测器的输出为：t t t t t t r c c c c c ωωωωωcos cos cos sin cos )(+=t t t t c c c c ωωωω2sin 212cos 21212sin 21)2cos 1(21++=++=用截止频率小于2c ω的低通滤波器对I 检测器的输出滤波后得到1/2,即为逻辑1；对Q 检测器的输出滤波后得到1/2,即为逻辑1。
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。
二、实验设备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。
表4-1 双比特码元与载波相位的关系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。
a(1)(1,0)b(0)(0,0)a(0)b(1)(0,1)(1,1)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△φ为本码元与前一码元的初相差。
四相移相键控(QPSK)调制及解调实验
实验二四相移相键控（QPSK ）调制及解调实验一、 实验目的1、了解QPSK 调制解调原理及特性。
2、了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。
二、 实验内容1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。
2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。
3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
三、 基本原理（说明：原理部分需简要介绍）1、QPSK 调制原理QPSK 的调制有两种产生方法相乘电路法和选择法。
相乘法：输入信号是二进制不归零的双极性码元，它通过“串并变换”电路变成了两路码元。
变成并行码元后，每个码元的持续时间是输入码元的两倍。
用两路正交载波去调制并行码元。
发射信号定义为：⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-+=其他,00],4)12(2cos[/2)(b t T t i ft t E t S ππ其中，i ＝1，2，3，4；E 是发射信号的每个符号的能量，T 为符号的持续时间，载波频率f 等于nc/T ，nc 为固定整数选择法输入基带信号经过串并变换后用于控制一个相位选择电路，按照当时的输入双比特ab ，决定选择哪个相位的载波输出2、QPSK 解调原理QPSK 接收机由一对共输入地相关器组成。
这两个相关器分别提供本地产生地相干参考信号()t 1φ和()t 2φ。
四、实验步骤（说明：要详细）（1）QPSK 调制程序close all% x1是类似[1 1 -1 -1 -1 -1 1 1]的分布,作用是控制相位的180°反转。
%由于仿真中载波的频率是f=1Hz，所以1s的间隔内有一个完整周期的正弦波。
t=[-1:0.01:7-0.01]; % t共800个数据，-1~7st1=[0:0.01:8-0.01]; %t1也是800个数据点，0 ~8stt=length(t); % tt=800x1=ones(1,800);for i=1:ttif (t(i)>=-1 & t(i)<=1) | (t(i)>=5& t(i)<=7);x1(i)=1;else x1(i)=-1;endendt2 = 0:0.01:7-0.01; %t2是700个数据点，是QPSK_rc绘图的下标t3 = -1:0.01:7.1-0.01; %t3有810个数据点，是i_rc的时间变量t4 = 0:0.01:8.1-0.01; %t4有810个数据点，是q_rc的时间变量tt1=length(t1);x2=ones(1,800); %x2是类似于[1 1 -1 -1 1 1 1 1]的分布,作用是控制相位的180°反转for i=1:tt1if (t1(i)>=0 & t1(i)<=2) | (t1(i)>=4& t1(i)<=8);x2(i)=1;else x2(i)=-1;endendf=0:0.1:1;xrc=0.5+0.5*cos(pi*f); %xrc是一个低通特性的传输函数y1=conv(x1,xrc)/5.5; %y1和x1 实际上没什么区别，仅仅是上升沿、下降沿有点过渡带y2=conv(x2,xrc)/5.5; % y2和x2 实际上没什么区别，仅仅是上升沿、下降沿有点过渡带n0=randn(size(t2));f1=1;i=x1.*cos(2*pi*f1*t); % x1就是I dataq=x2.*sin(2*pi*f1*t1); %x2就是Q dataI=i(101:800);Q=q(1:700);QPSK=sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q;QPSK_n=(sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q)+n0;n1=randn(size(t2));i_rc=y1.*cos(2*pi*f1*t3); % y1就是I data，i_rc可能是贴近实际的波形,i则是理想波形q_rc=y2.*sin(2*pi*f1*t4); %y2就是Q data，q_rc可能是贴近实际的波形,q则是理想波形I_rc=i_rc(101:800);Q_rc=q_rc(1:700);QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc);QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1;subplot(3,1,1);plot(t3,i_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('a序列');subplot(3,1,2);plot(t4,q_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('b序列');subplot(3,1,3);plot(t2,QPSK_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('合成序列');（2）QPSK解调程序clear allclose allbit_in = randint(1e3, 1, [0 1]);bit_I = bit_in(1:2:1e3); %bit_I为”奇数序列”，奇数序列是同相分量，以cos为载波bit_Q = bit_in(2:2:1e3); %bit_Q是bit_in的所有偶数下标组成的”偶数序列”，以sin为载波data_I = -2*bit_I+1; % 将bit_I中的1变成-1，0变成1; 注意data_I是500点data_Q = -2*bit_Q+1; %将bit_Q中的1变成-1，0变成1data_I1=repmat(data_I',20,1); %将500行的列向量data_I的共轭转置data_I’复制为20*500的矩阵，20行数据是相同的。
通信原理 QPSK 调制系统 实验指导书
《通信原理》实验指导书信息学院通信教研部目录实验五、QPSK调制系统设计与仿真一、实验目的1.掌握（QPSK）调制系统的原理及在通信传输系统中的应用。
2.掌握（QPSK）调制系统模型的构建技术。
3.掌握（QPSK）调制系统的设计与实现方法。
4.深入理解、分析、掌握二进制相移键控（QPSK）调制系统各模块间参数的设置及相互间的关联与影响。
5.能够按不同用户的技术指标需求，进行（QPSK）调制系统的设计。
6.掌握（QPSK）调制系统的测试方法。
7.掌握对（QPSK）调制系统的相关参数、信号时域波形进行分析的方法。
8.对比原始发送数据信号经调制系统后产生的QPSK时域信号波形。
二、实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块）1.PC机一台2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System –2005A3.计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等4.元器件模块：（1）正弦波发生器、余弦波发生器各一个。
Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）Phase=90.0时正弦波发生器会变成余弦波发生器。
；（2）Data数字序列信号发生器（Data generator）；（3）信号类型转换器（Signal Converters）：TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器；（4）TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）；（5） IQ时序信号分离器件“元件名”为SymbolSplitter，（6） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）；（7） DF数据流控制器(Data Flow Controller)；（8） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）；（9） VAR变量和方程式模块(器件)（Variables and Equations Component）。
qpsk实验报告
qpsk实验报告QPSK实验报告摘要：本实验旨在通过对QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制技术的研究和实验，探讨其在数字通信领域的应用。
实验过程中，我们首先对QPSK调制技木进行了理论分析，然后搭建了相应的实验平台，进行了信号调制和解调的实验。
最后，通过对实验数据的分析和比对，得出了一些结论和体会。
一、实验目的1. 了解QPSK调制技术的原理和特点；2. 掌握QPSK调制和解调的基本方法；3. 通过实验验证QPSK调制技术的有效性和可靠性。
二、实验原理QPSK调制技术是一种常用的数字调制技术，它将数字信号分成实部和虚部，分别用两路正交的载波进行调制，从而实现了信号的传输。
QPSK调制技术具有带宽利用率高、抗噪声干扰能力强等优点，因此在数字通信领域得到了广泛的应用。
三、实验步骤1. 搭建QPSK调制实验平台，包括信号发生器、正交调制器、载波发生器等设备；2. 设计并生成需要传输的数字信号；3. 进行QPSK调制，将数字信号转换成QPSK信号；4. 传输QPSK信号，并进行解调；5. 对解调后的信号进行分析和比对。
四、实验结果与分析经过实验，我们成功地实现了QPSK调制和解调，并得到了相应的实验数据。
通过对实验数据的分析和比对，我们发现QPSK调制技术在传输效率和抗干扰能力方面表现出色，验证了其在数字通信领域的有效性和可靠性。
五、结论与展望本实验通过对QPSK调制技术的研究和实验，使我们更加深入地了解了数字调制技术在通信领域的应用。
同时，也为我们今后在数字通信领域的研究和实践提供了一定的指导和借鉴。
希望通过不断地学习和实践，能够更好地掌握和应用数字调制技术，为通信技术的发展做出更大的贡献。
通信原理QPSK OQPSK数字调制实验
实验六QPSK/OQPSK数字调制实验一、实验目的1、掌握QPSK调制原理。
2、了解OQPSK调制原理。
二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、10号（选）、11号模块（选）各一块3、双踪示波器一台4、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图QPSK/OQPSK调制实验框图2、实验框图说明QPSK调制和OQPSK调制实验框图大体一致，基带信号通过串并变换分为I路和Q路两路，再分别与256K载波和256K反相载波进行相乘，然后叠加合成得到。
不同点在于QPSK和OQPSK 在串并变换时的输出数据不同。
QPSK调制可以看作是两路BPSK信号的叠加。
两路BPSK的基带信号分别是原基带信号的奇数位和偶数位，两路BPSK信号的载波频率相同，相位相差90度。
OQPSK与QPSK相比，是两路BPSK调制基带信号的相位上的区别，QPSK两路基带信号是完全对齐的，OQPSK两路基带信号相差半个时钟周期。
四、实验步骤实验项目QPSK/OQPSK数字调制概述：本项目通过选择不同的调制方式，对比观测两种调制方式的星座图，验证两种调制方式的原理并理解两种调制方式的区别。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【QPSK/OQPSK数字调制】。
将9号模块的S1拨为1011。
调节信号源模块的W1，使A-OUT输出信号的峰峰值为3V。
调节W3，使“256KHz”载波输出的峰峰值为3V。
3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，256K载波信号的峰峰值为3V。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对比观测调制输入及输出。
（2）示波器CH1接9号模块TP2 NRZ_I，CH2接9号模块TP9 NRZ_Q，观察星座图。
（3）设置S1为1111，即选择调制方式为OQPSK，重复上述步骤。
从波形分析QPSK 与OQPSK的区别。
QPSK调制解调实验报告
QPSK调制解调实验报告一、实验目的1．把握QPSK调制解调原理。
2．明白得QPSK的优缺点。
二、实验内容1．观看QPSK调制进程各信号波形。
2．观看QPSK解调进程各信号波形。
三、预备知识1．QPSK调制解调的大体原理。
2. QPSK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。
2．20M数字双踪示波器。
五、实验原理1.QPSK调制原理QPSK又叫四相绝对相移调制，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，故每一个四进制码元又被称为双比特吗元。
咱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一般是依照格雷码排列的，它与载波相位的关系如表3-1所示，矢量关系如图3-1所示。
图（a）表示A方式的QPSK信号矢量图，图（b）表示B方式的QPSK信号矢量图。
用调相发产生QPSK调制原理框图如下图：解调原理由于QPSK能够看做诗两个正交2PSK信号的合成，故它能够采纳与2PSK信号类似的解调方式进行解调，即由两个2PSK信号相干解调器组成，其原理框图如下图：六．实验步骤方式的QPSK调制实验（1）将“调制类型选择”拨码开关拨为00010000、0001，那么调制类型选择为A方式的QPSK 调制。
（2）别离观看并说明NRZ码经串并转换取得的‘DI’、‘DQ’两路的一个周期的数据波形。
CH1:NRZ CH2:DI CH1:NRZ CH2:DQ（3）双踪观看并分析说明‘DI’与‘I路成型’信号波形；‘DQ’与‘Q路成型’信号波形；CH1:DI CH2:I路成形 CH1:DQ CH2:Q路成形（4）双踪观看并分析说明‘I路成形’信号波形与‘I路调制’同相调制信号波形；‘Q路成形’信号与‘Q路调制’正交调制信号波形。
CH1: I路成形 CH2: I路调制CH1: Q路成形 CH2: Q路调制（5）用示波器观看并说明‘I路成形’信号与‘Q路成形信号的X-Y波形。
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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。
e、观测IQ调制载波信号。
f、用频谱分析仪观测调制后QPSK信号频谱。
2、QPSK相干解调实验。
a、关闭实验箱总电源，保持步骤2中的连线不变，用同轴视频线完成如下连接
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。
b、示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”及“Q-OUT”端，观察解调波形。
c、对比观测解调前后I路信号
示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”端及基带“I-OUT”端，注意观察两者是否一致。
若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。
d、对比观测解调前后Q路信号
示波器探头分别接IQ解调“Q-OUT”端及基带“Q-OUT”端，注意观察两者是否一致。
若一致表示解调正确，若不一致可能是载波相位不对，可按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。
3、QPSK再生信号观察
a、关闭实验箱总电源，保持步骤1、2中的连线不变，用台阶插座线完成如下连接
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。
b、按再生模块上“选择”键，选择QPSK模式（QPSK指示灯亮）。
c、对比观测原始NRZ信号与再生后的NRZ信号
示波器探头分别接再生模块上“NRZ”端和基带模块上“NRZ IN”端，观察两路码元是否一致。
若一致表示解调正确，若不一致可回到步骤2重新实验。
4、观测载波非相干时信号波形
断开IQ模块上载波“输出”端与该模块上载波“输入”视频线，将IQ模块上载波“输
入”端与PSK载波恢复模块上“VCO-OUT”端连接起来，此时载波不同步。
从步骤1开始再次观察各信号。
四、实验总结
通过本实验掌握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。