相干光通信系统中QPSK调制解调实验研究
OQPSK调制与解调系统实验资料
目录一、实验要求及开发环境 (1)二.实验原理 (2)2.1调制方式简介 (2)2.2OQPSK的含义 (3)2.3C OSTAS环 (5)三.实验仿真 (7)3.1C OSTAS环单独仿真 (7)3.2OQPSK调制解调仿真 (9)3.2.1 科斯塔斯环 (9)3.2.2 串并转换和并串转换 (12)3.2.3误码率测试 (12)四.实验结论 (14)五.待解决问题 (14)六.实验总结 (14)八.参考文献 (15)一、实验要求及开发环境实验要求：1. 数字相关器子系统2. 仿真结果分析实验目的：1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理2.掌握Systemview的使用开发环境：PC机开发软件：SystemviewSystemview简介Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。
从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。
直到一般系统的数学模型建立等各个领域，systemview在友好且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
利用systemview，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统．可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
其特色是，利用它可以从各种不同角度、以不同方式，拉要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。
它还可以实时地仿真各种位真的DSP结构，并进行各种系统的时域和频域分析、诺、谱分析，以及对各种逻辑电路、射频／模拟电路(混领器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析等。
二.实验原理2.1调制方式简介在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。
数字传输的常用调制方式主要分为：正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。
键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
QPSK调制解调
QPSK调制解调 一、实验目的
图1 QPSK相乘电路法调制
图2 选择法产生QPSK 信号
2．QPSK 解调
QPSK 信号解调原理如图3所示。
用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK 信号。
相干解调后的两路并行码元a 和b ，经过并/串变换后，成为串行数据输出。
四、QPSK 调制解调仿真电路
1．仿真参数设置
1）信号源参数设置：基带信号码元速率设为101==T R B 波特，QPSK
信号载频设为Hz f s 10=。
(说明：载频设得较低，目的主要是为了降低仿真时系统的抽样率，加快仿真时间。
)
s f 2）系统抽样率设置：为得到准确的仿真结果，通常仿真系统的抽样率
)
s 图3 QPSK 信号解调
应大于等于10倍的载频。
本次仿真取10，即100Hz
f
s
3）系统时间设置：通常设系统Start time=0。
为能够清晰观察QPSK信号每个码元波形，在仿真时一般取系统Stop time=8T~10T，。
2．QPSK信号调制与解调的仿真电路图
图4 QPSK信号调制与解调
五、仿真结果参考
输入信号波形、QPSK信号波形及解调输出信号波形如图5所示。
图5 输入信号波形、QPSK信号波形及解调输出信号波形
六、自行搭建调试仿真电路，完成设计任务。
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：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。
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。
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。
实验九qpsk调制与解调实验报告
实验九Q P S K/O Q P S K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）（b）图12-1 QPSK调制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。
实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验
实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验实验一四相移相键控（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1. QPSK 调制原理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。
表1-1 双比特码元与载波相位关系双比特码元载波相位a B A 方式 B 方式 0 1 1 00 0 1 1225° 315° 45° 135°0° 90° 180° 270°(1,1)(0,1)(0,0)(1,0)45°(1,0)(1,1)(0,1)(0,0)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）。
设两个双极性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1-2中虚线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号，其相位编码关系如表1-2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。
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ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙａｂｏｕｔＱＰＳＫ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ
项 目 基 金：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （６１３７７０８０； ６０９７７０５４）
作者简介：李 鹏 霞 （１９９２），女，硕 士 研 究 生，现 从 事 相 干 光通信技术方面的研究。
通讯联系人。Ｅｍａｉｌ：ｘｚｋｅ＠２６３．ｎｅｔ 收稿日期：２０１８０８２８；收到修改稿日期：２０１８１０１６
ＬＩＰｅｎｇｘｉａ，ＫＥＸｉｚｈｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｔｗｏｓｉｇｎａｌｓｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｌｙｄｅｍｏｄｕｌａｔｅｔｈｅｓｉｇｎａｌ，Ｓｃｈｍｉｔｔ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓｕｓｅｄｔｏｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｗｏｓｉｇｎａｌｓ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｍｂａｌａｎｃｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｓｔｒａｃｋｅｄａｎｄｃａｐｔｕｒｅｄｂｙｔｈｅｌｏｏｓｅ ｔａｉｌｒｉｎｇｔｏａｃｈｉｅｖｅｃａｒｒｉｅｒｒｅｃｏｖｅｒｙ，ａｎｄｔｈｅｂａｓｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｗａｓｄｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｃｏｒｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｂｙＳｃｈｍｉｄｔｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｒｏｔａｔｅｄｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｕｎｅｑｕａｌＥｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｂａｓｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｂｅｃｏｍｅｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄ．Ｗｈｅｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｆｓｅｔｉｓ ｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ－３００ｋＨｚ～３００ｋＨｚ，ｔｈｅｌｏｏｓｅｔａｉｌｌｏｏｐｃａｎｔｒａｃｋａｎｄｃａｐｔｕｒｅｃａｒｒｉｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｂａｓｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｃａｎｂｅ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙｄｅｍｏｄｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｉｓｌｏｗ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ， ａｎｄ ｉｓｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆｃｏｈｅｒｅｎｔｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｈｅｒｅｎｔｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｓｃｈｍｉｄｔｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｌｏｏｓｅｔａｉｌｌｏｏｐ
引 言
与传统的强度调制直接探测技术相比，相干光通 信具有更高的接收机灵敏度，可以支持更多的高阶调 制格式，且能够在电域中提取光场的全部信息。正交 相移键控（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＱＰＳＫ）相对传 统的开关键控可以提高频谱效率且对信号传输损耗具 有恢复能力［１３］。由于同相正交 （ｉｎｐｈａｓｅｑｕａｄｒａｔｕｒｅ，
５６４
激 光 技 术
２０１９年 ７月
应滤波器配置方案实现 ＱＩ补偿，可以补偿所有的 ＱＩ 问题。２０１４年，ＮＧＵＹＥＮ等人 提 ［１１］ 出一 种 最 大 信 噪 比（ｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ，ＳＮＲ）估计法对 ＱＩ补偿，这种 算法更适合实时信号处理。２０１６年 ＷＡＮＧ等人［６］在 相干光 正 交 频 分 复 用 系 统 中 采 用 了 最 小 均 方 误 差 （ｍｉｎｉｍｕｍｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒ，ＭＭＳＥ）方 法 实 现 ＱＩ补 偿，仿真表明，ＭＭＳＥ补偿算法在光信噪比损耗方面优 于传统算法。２０１７年，ＦＡＲＵＫ等人 在 ［１２］ 高阶调制格 式下分析了 ＧＳＯＰ和对称正交化两种 ＱＩ补本文中 的 ＱＩ补偿问题。
第 ４３卷 第 ４期 ２０１９年 ７月
激 光 技 术 ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ，２０１９
文章编号：１００１３８０６（２０１９）０４０５６３０６
相干光通信系统中 ＱＰＳＫ调制解调实验研究
李鹏霞，柯熙政
（西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安 ７１００４８）
ＩＱ）调制器的非理想偏置、混频器共轭不对称、光电探 测器响应度失配等［４］引起的接收端正交失 衡，影 响 ＱＰＳＫ信号的解调，造成系统性能降低，这就需要专门 的补偿算法来消除其影响［５６］。
２００８年，ＦＡＴＡＤＩＮ等人［７］对 ＱＰＳＫ相干接收机中 的正交失 衡 （ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｉｍｂａｌａｎｃｅ，ＱＩ）补 偿 算 法 进 行 了理论 仿 真 分 析，采 用 施 密 特 正 交 化 （ＧｒａｍＳｃｈｍｉｄｔ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ＧＳＯＰ）补 偿 正 交 失 衡。 ２００９年，ＳＵＮ等人［８］进一步研究了 ＱＩ会造成相干接 收机性能下降，采用椭圆拟合算法补偿以后，系统光信 噪比损耗从 ６ｄＢ到 １ｄＢ，性能得到提升。ＰＥＴＲＯＵ等 人［９］提出了一种基于恒模算法（ｃｏｎｓｔａｎｔｍｏｄｕｌｕｓａｌｇｏ ｒｉｔｈｍ，ＣＭＡ）的新型盲自适应 ＱＩ补偿方案进行补偿。 ２０１３年，ＦＡＲＵＫ等人 提 ［１０］ 出一种新型的有限脉冲响
摘要：为了使相干接收机输出的两路信号相位正交，正确地解调信号，采用施密特正交化算法对两路信号进行了理 论分析和实验验证，经正交失衡算法补偿后，星座图的性能得到改善；通过松尾环实现载频的跟踪、捕获以达到载波恢 复，实现了基带信号正确解调。结果表明，经施密特正交化算法补偿后，旋转的星座图得到了修正，星座点间的欧几里德 距离不相等问题得到修正，基带信号畸变得到了改善；当频偏在 －３００ｋＨｚ～３００ｋＨｚ范围内，松尾环可以实现载频的跟 踪、捕获，基带信号实现正确解调。该方案实现复杂度低，切实可行，适用于相干光通信系统的研究。