Simulink基础及QPSK调制解调实验
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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: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。
通信原理课程设计题目:基于SIMULINK的QPSK的调制与解调仿真设计——QPSK的解调设计学院计算机与通信工程学院专业通信工程学号姓名指导老师2015年12月通信原理课程设计评分标准摘要随着移动通信技术的发展,以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK等调制方式,逐渐被许多优秀的调制技术所替代。
本文设计出一个产生QPSK信号的仿真模型,通过此次实验,可以更好地了解QPSK系统的工作原理。
正交相移键控,是一种数字调制方式。
四相绝对移相键控(QPSK)技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。
现正广泛地应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信和有线电视系统之中。
论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控(QPSK)的解调概念和原理,了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能,利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制系统进行了仿真,并对QPSK调制性能进行了分析。
从中了解QPSK调制的原理及对现代通信的影响和意义。
关键词:QPSK调制 Simulink仿真 Matlab目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念及基本组成部分 (1)1.3 QPSK系统简介 (2)1.4 课题研究现状 (4)1.5 本文主要研究工作及研究目的 (4)1.5.1 研究工作 (4)1.5.2选题的目的和意义 (5)1.6 本章小结 (5)第2章 QPSK的调制与解调原理 (7)2.1 数字调相 (7)2.1.1 数字基带传输系统 (7)2.1.2 正弦载波数字调制系统 (8)2.2 QPSK调制和解调原理 (10)2.2.1 调制 (8)2.2.2 解调 (9)2.2.3 QPSK的调制原理 (10)2.2.4 QPSK解调的工作原理 (11)2.3 QPSK的产生 (12)2.3.1 QPSK的星座图 (12)2.3.2 QPSK的产生方法 (13)2.4 本章小结 (15)第3章 Matlb/Simulink简介 (13)3.1 Matlab简介 (13)3.2 Simulink简介 (13)3.2.1 Simulink概述 (13)3.2.2 Simulink特点 (14)3.2.3 Simulink常用模块库 (14)第4章基于simulink的QPSK系统仿真分析 (16)4.1 正交调相法产生QPSK信号 (16)4.2 QPSK调制过程主要器件的功能及参数设置 (20)4.2.1 产生需要的信号源 (20)4.2.2 串并变换 (21)4.2.3 单极性信号转双极性信号模块组 (22)4.2.4 调制模块 (23)4.2.5 星座图模块 (24)4.3 simulink仿真结果 (25)4.3.1 仿真波形 (25)4.3.2 仿真星座图 (30)4.4 仿真结果分析 (31)4.4.1 仿真结果 (31)4.4.2 遇到的问题及解决情况 (31)4.4.3 未解决的问题 (32)4.5 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (25)附录系统总框图 (26)第1章绪论1.1 引言数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
在现今新技术革命的高速推动下,在信息高速公路建设和全球网络化发展浪潮的推动下,通信技术得到迅猛发展,载波通信、卫星通信和移动通信技术正在向数字化、智能化、宽带化发展。
信息的数字转换处理技术走向成熟,为大规模、多领域的信息产品制造和信息服务创造了条件。
高新技术层出不穷。
随着通信技术的发展,通信系统方面的设计也会越来越复杂,利用计算机软件的仿真,可以大大地降低通信过程中的实验成本。
本文设计出一个QPSK仿真模型,以分析QPSK在高斯信道中的性能,通过此次实验,可以更好地了解QPSK系统的工作原理。
正交相移键控,是一种数字调制方式。
四相绝对移相键控(QPSK)技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。
现正广泛地应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信和有线电视系统之中。
论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控(QPSK)的调制解调概念和原理,传输比特错误率和符号错误率的计算,了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能,利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真,对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行分析。
其中解调器使用相关器接收机。
通过多次运行仿真得到比特错误率与信噪比之间的关系。
【关键词】MatlabQPSKSimulnk仿真ABSTRACTDriven by the high-speed revolution of new technology, the information highway construction and global network development, communication technology has rapidly developed. Carrier communication, satellite communications and mobile communication technology are also developed in digital, intelligent, broadband way. The technology of information digital conversion became mature which can create a better circumstance for information products manufacturing an information service. Advanced technology are to emerge in an endless stream. As the development of the communication technology, communication system design also will be more and more complicated, the use of computer software of the simulation, can greatly reduce the cost in the process of communication. This paper designed a QPSK simulation model to analyze the performance of the Gaussian channel QPSK. Through this experiment, we can better understand QPSK system principle of work. QPSK is a kind of digital modulation mode which has a series of advantages, such as the anti-interference ability, low BER (Bit Error Rate), spectrum efficiency. QPSK is widely used in digital microwave communication system, digital satellite communication system, broadband access, mobile communication and cable TV system now. This paper mainly introduced is the situation of QPSK, and the concept and principle of demodulation. To know the transmission error rate and symbols calculation, then understand the function of the various modules in simulink using QPSK module of the simulink in demodulation system. It can also analysis the QPSK Gaussian white noise in the channel performance. Using of modem correlator receiver through the run multiple times it can get bit error rate simulation and the relationship between the signal-to-noise ratio.【Key words】MatlabQPSK Simulink Simulation目录前言 (1)第一章正交相移键控(QPSK)系统概述 (2)第一节QPSK的系统简介 (2)第二节论文的仿真意义 (3)第三节论文的主要内容和任务 (3)一、研究主要内容 (3)二、论文需要完成的任务 (4)第四节本章小结 (4)第二章基带数字信号传输 (6)第一节二进制信号的传输 (6)一、基带信号 (6)二、加性高斯白噪声(AGWN)下的最佳接收机 (7)三、双极性矩形波的最佳接收机 (7)第二节多维信号的传输与最佳接受机 (9)一、多维正交信号 (9)二、AGWN下的多进制信号传输 (9)三、检测器 (10)第三节本章小结 (11)第三章QPSK的调制与解调 (12)第一节数字调相的介绍 (12)第二节QPSK的产生方法 (12)一、相乘法 (12)二、选择法 (12)第三节QPSK的调制与解调原理 (13)第四节本章小结 (15)第四章基于Simulink的QPSK系统仿真分析 (17)第一节Simulink平台简介 (17)一、MATLAB简介 (17)二、Simulink简介 (17)三、Simulink的特点 (18)四、Simulink常用模块库 (19)第二节使用Simulink搭建QPSK调制解调系统 (20)一、产生需要的信号源 (20)二、QPSK的系统平台建模 (21)三、仿真结果分析 (25)四、举例分析 (25)第三节仿真总结及遇到的问题 (29)一、仿真结果 (29)二、遇到的问题及解决情况 (29)三、未解决的问题 (30)第四节本章小结 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)一、英文原文: (36)Bandwidth Efficient QPSK in Cochannel Interference and Fading (36)二、英文翻译: (42)在共信道干扰和衰落下的QPSK的带宽效率 (42)前言在当今高度信息化的社会,信息和通信已成为现代社会的“命脉”。
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。
單元八載波調變技術:QPSK, MSKz目的z原理z實驗:QPSK, MSK調變後的波形及頻譜(Simulink)QPSK MSK Si li k z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號空間圖及位元錯誤率(Simulink)z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號星座圖中訊號相位的變化(Simulink)z實驗步驟z實驗結果討論z參考文獻z目的z原理z實驗:QPSK, MSK調變後的波形及頻譜(Simulink)QPSK MSK Si li k z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號空間圖及位元錯誤率(Simulink)z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號星座圖中訊號相位的變化(Simulink)z實驗步驟z實驗結果討論z參考文獻本單元將討論的數位載波調變,包括四相移鍵控(Quadrature Phase ShiftKeying, QPSK)調變、最小頻移鍵控(Minimun Shift Keying, MSK)調變。
藉由這幾種數位通訊架構,來觀察數位調變器的時域訊號、頻域訊號,以及了解在幾種數位通訊架構來觀察數位調變器的時域訊號頻域訊號以及了解在AWGN雜訊通道時的錯誤機率。
z目的z原理z實驗:QPSK, MSK調變後的波形及頻譜(Simulink)QPSK MSK Si li k z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號空間圖及位元錯誤率(Simulink)z實驗步驟z實習作業z實驗:訊號星座圖中訊號相位的變化(Simulink)z實驗步驟z實驗結果討論z參考文獻z原始的資料串d經過串聯並聯轉換為(d I, d Q)k21的切換瞬間可能有會造成非線性失真的問題。
21=MSK的基頻波型z與OQPSK的差別是把dMSK(i(使得相乘以cos(πt/2Tb)而且d Q乘以sin(πt/2Tb),使得相I位產生連續的變化,以避免d I與d Q在切換瞬間產生瞬時的相位變化,節省所需的傳輸頻寬。
d =)Q ).....), , ,()(20d d d t d I =.....), ,()(531d d t Q =⎛BPSK, QPSK, OQPSK, MSK的功率頻譜密度1985 Prentice-Hall, Inc., R. E. Ziemer and R. L. Peterson,Digital Communications and Spread Spectrum Systems.QPSK, OQPSK, MSK的頻寬外功率百分比1985 Prentice-Hall, Inc., R. E. Ziemer and R. L. Peterson,Digital Communications and Spread Spectrum Systems.3. M-PSK Modulator Baseband3M PSK M d l t B b dM-ary number:設定調變階數,設定為4Input type:輸入資料型態,設定為IntegerConstellation ordering:資料在IQ座標上的對應位置,設定為Binary Phase offset(red):調變相位偏移量,設定為pi/4Output data type:輸出資料的型態,設定為doubleOutput data type double4. Zero-order HoldZero-order Hold1、Zero-order Hold2使用相同設定Sample time:取樣時間,設定為le-35MSK Modulator Baseband5. MSK Modulator BasebandInput type:輸入資料格式,設定為BitPhase offset:調變相位偏移量,設定為0Samples per symbol:每個symbol要被取樣的數目,設定為16 Output data type:輸出的資料型態,設定為double6. Complex to Real-ImaglComplex to Real-Imagl 、Complex to Real-Imag2 使用相同設定Sample time:取樣時間,設定為-1l i取樣時間設定為步驟設定完所有元件參數值完成元件連線並且存檔z-5:設定完所有元件參數值,完成元件連線並且存檔。
实验九QPSK调制与解调实验报告完整版实验九Q P S K调制与解调实验报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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调制进⾏串/并变换。
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。
一 设计内容用matlab 的.m 文件或simulink 设计一个QPSK 调制解调传输系统。
包括01码的产生,NRZ 编码,串并变换,QPSK 调制解调,高斯信道,低通滤波器,判决器,并串变换。
二 QPSK 系统描述QPSK 信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。
QPSK 信号的产生方法有两种:第一种是用相乘电路,第二种是选择法。
这里我们采用第一种方法产生 QPSK 信号,输入的基带信号被“串/并变换”电路变成两路码元 a 和 b ,再分别和正交载波相乘。
a(0)、a(1)和 b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“1”,这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢量 s(t)。
QPSK 的解调原理,由于 QPSK 信号可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加,所以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。
相干解调后的并行码元 a 和 b ,经过并/串变换后,成为串行数据输出。
QPSK 的基本传输模型如下图所示:图1 QPSK 信号传输模型三 系统分析与设计1、QPSK 调制原理在QPSK 调制中,QPSK 信号可以看作两个载波正交的2PSK 调制器构成。
串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列,然后分别对sin(c t)和cos(c t)调制,相加后得到 QPSK 调制信号。
QPSK 同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调,得到I(t)和Q(t)。
经抽样判决和并/串转换器,将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。
QPSK 调制框图如图2所示。
{an} y(t)s (t){an}d(t) {dn} 码型 变 换相乘器 发送滤波器 信道C(w)接收滤波器抽样判决 反码变换n(t)图2 QPSK 调制框图2、QPSK 解调原理在QPSK 解调中,正交支路和同相支路分别设置两个相关器(或匹配滤波器),得到I(t)和Q(t) ,经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。
通信系统课程设计报告基于SIMULINK的信号调制与解调摘要本课程设计是在MATLAB集成环境下,设计一个AM调制与相干解调通信系统,并在Simulink 平台上仿真,并把运行仿真结果输入显示器,拿解调输出的波形与基带信号进行比较,根据显示结果分析所设计的系统性能。
MATLAB是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言,利用简单的命令,能快速完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形显示。
Simulink是建立在MATLAB基础上的动态系统仿真工具。
利用MATLAB工具箱可以快速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务,可以解决有关线性代数、矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域的问题;利用Simulink 机器模块库,则能够方便地创建各种动态系统的模型并进行仿真,可以用来仿真线性系统、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。
通过Simulink,用户可以快速的构建和运行仿真模型,根据仿真结果分析系统性能,并且从中分离出影响系统性能的关键因素,找出最优的系统配置方案。
关键词:MATLAB;SIMULINK;调制解调目录1.引言......................................................................................................................................... - 3 -2.设计要求................................................................................................................................ - 3 -3.设计思路................................................................................................................................ - 3 -4.设计原理以及方案.............................................................................................................. - 3 -4.1 双边带幅度调制及解调原理..................................................................................... - 3 -4.1.1 AM信号的表达式、频谱及带宽...................................................................... - 3 -4.1.2 AM信号的解调——相干解调........................................................................ - 4 -4.2 数学模型..................................................................................................................... - 5 -5.设计的实现 ........................................................................................................................... - 6 -5.1 基于Simulink的仿真模块....................................................................................... - 6 -5.2 参数设定....................................................................................................................... - 6 -5.3仿真结果........................................................................................................................ - 8 -6.总结......................................................................................................................................... - 8 -参考文献 .................................................................................................................................... - 9 -1.引言本课程设计是在MATLAB 集成环境下,设计一个AM 调制与相干解调通信系统,并在Simulink 平台上仿真,并把运行仿真结果输入显示器,拿解调输出的波形与基带信号进行比较,根据显示结果分析所设计的系统性能。
基于simulink的QPSK调制解调一、摘要在21世界信息飞速发展的时代,各个国家对通信行业的支持更是不遗余力。
当前我国3G行业正值蓬勃发展,国家又在大力倡导三网融合。
好的技术能够快速地传递用户信息,并且有着高的准确性(即非常低的误码率)和可靠性。
QPSK 调制解调技术以其高的解调速率、低的误码率,在CDMA领域得到广泛应用。
本文设计本文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控(QPSK)的调制解调概念和原理,传输比特错误率和符号错误率的计算,了解Simulink 中涉及到QPSK的各种模块的功能。
这次QPSK调制解调采用了正交调制和相干解调,包含了串并转换、电平转换、载波调制、信号合成、相干解调、抽样判决,和并串转换一系列系统的设计,并利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真,对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行分析,进而验证了QPSK调制技术的优越性。
【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真ABSTRACTIn the 21st world of the rapid development of the information age, each country to communication industry is spare no effort to support. The 3 g industry in our country as vigorous development, the country should be advocated and three nets fusion. Good technology can quickly transfer user information, and has a high accuracy (that is, very low bit error rate) and reliability. QPSK demodulation technology with its high demodulation rate, low error rate, in CDMA areas to be widely applied. The paper presents the design of this paper mainly introduces the photograph is shift keying (QPSK) profile, and positive photograph shift keying (QPSK) modulation demodulation concept and principle, transmission bit error rate and symbol error rate calculation, understand involved in Simulink QPSK various modules function. The QPSK modulation demodulation adopted orthogonal modulation and coherent demodulation, contains the string and conversion, level conversion, carrier modulation, signal synthesis, coherent demodulation, sampling judgment, and string conversion a series of system design, and use the Matlab Simulink module for QPSK modulation demodulation system simulation, the QPSK white gaussian noise channel in the performance analysis, and then verify the QPSK modulation technology superiority.【Key words 】Matlab QPSK Simulink Simulation二、设计目的和意义(1)通过完成专业方向的设计内容,加深对通信原理理论的理解,熟悉通信系统的基本概念,复习正交相位偏移键控(QPSK)调制解调的基本原理和误比特率的计算方法,了解调制解调方式中最基础的方法。
通信对抗原理实验(一)
Simulink基础及QPSK调制解调实验
一、实验目的
学习Simulink的使用,基于Simulink分析在加性高斯白噪声信道情况下,4PSK调制解调
系统中信道信噪比与误码率之间的关系曲线,并为以后的Simulink仿真实验奠定基础。
二、实验原理
1.QPSK调制
调制原理图:
一个正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)信号码元可以表示为:
式中:A为常数,θk为一组间隔均匀的受调制相位,其值决定
于基带码元的取值,它可以写为:
我们可以将S k(t)展开为:
再分别乘以载波和
最后相加得到QPSK信号,经信道传输。
2、QPSK解调
QPSK相干解调原理方框图如下图所示。
、
采用相干解调方法。
由上两式,经过低通滤波可分别得到及,进一步解调可得到原始数据码流。
三、实验过程
π/2,信号产生0,1,2,3共四个电平,分别对应初始相位为0,
π,3π/2,对应(ak,bk)分别为:
0-->(1,0),1-->(0,1),2-->(-1,0),3-->(0,-1)。
搭建电路图如下:
图中上半部分为发射机模块,由随机数模块生成的信号经过QPSK调制以后通过AWGN信道传输(模拟在有噪声的信道传输)。
传输到下半部分的接收机模块进行解调。
左边的Error Rate Calculation模块计算出误比特率并用Display模块显示。
四个离散波形发生器频率设置为100HZ,随机数发生器每秒发送一个0-3之间的整数,乘上π/2后形成ak,bk。
接收机收到调制后的信号后分别乘上本征信号,再通过一个低通滤波器,滤波器采样频率设置成1000HZ,通带截止频率为
10HZ,阻带截止频率为20HZ。
编辑MATLAB FUNCTION中的代码:
function y=fcn(u,v)
x=0;
if((u>0.5)&&(v>-0.5&&v<0.5))
x=0;
end
if((u>-0.5&&u<0.5)&&(v>0.5))
x=1;
end
if((u<-0.5)&&(v>-0.5&&v<0.5))
x=2;
end
if((u>-0.5&&u<0.5)&&(v<-0.5))
x=3;
end
y=x;
在信道SNRdb=50db时,通过在SCOPE模块前面加上相应的延时模块,可以得到如下的输入和输出图形(60s模拟时间),此时可以通过DISPLAY看到误码率为0。
(上图为信号源波形,下图为解调解后的波形)
通过更改信道的信噪比,可以获得信噪比—误码率曲线图。
四、实验总结
通过本次实验我深刻理解了QPSK的调制与解调原理,并且对信噪比和误码率之间的关系也有了更深刻的认识。