基于matlab的qpsk傳輸系統(tǒng)(已修改)
2025-07-06 15:35 本頁面
【正文】 基于MATLAB的QPSK傳輸系統(tǒng)電子信息工程071 朱魏魏指導(dǎo)教師： 許 芹摘 要 通過用Matlab編寫腳本程序?qū)PSK通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收過程的具體實現(xiàn)進行模擬仿真,并對各模塊進行頻譜分析,對于理解QPSK系統(tǒng)的性能并在系統(tǒng)上作進一步的設(shè)計,提供極大的便利。關(guān)鍵詞 數(shù)字通信。QPSK。仿真引言 四相相移鍵控(QPSK)是一種性能優(yōu)良,應(yīng)用十分廣泛的數(shù)字調(diào)制方式,它的頻帶利用率高,是二相相移鍵控(BPSK)的2倍。且QPSK調(diào)制技術(shù)的抗干擾性能強,采用相干檢測時其誤碼率性能與BPSK相同。本文用Matlab軟件對QPSK通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收過程的具體實現(xiàn)進行了模擬仿真,并對各模塊進行了頻譜分析。系統(tǒng)設(shè)計的具體參數(shù)為:二進制碼元的符號速率為5Msp s,給定的信道容量為7MHz,脈沖成形濾波器采用升余弦濾波器,采樣頻率為25MHz。資料與方法 QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。四相相移鍵控信號簡稱“QPSK”。它分為絕對相移和相對相移兩種。在數(shù)字信號的調(diào)制方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。 QPSK數(shù)字解調(diào)包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換、抽取或插值、匹配濾波、時鐘和載波恢復(fù)等。在實際的調(diào)諧解調(diào)電路中，采用的是非相干載波解調(diào)，本振信號與發(fā)射端的載波信號存在頻率偏差和相位抖動，因而解調(diào)出來的模擬I、Q基帶信號是帶有載波誤差的信號。這樣的模擬基帶信號即使采用定時準確的時鐘進行取樣判決，得到的數(shù)字信號也不是原來發(fā)射端的調(diào)制信號，誤差的積累將導(dǎo)致抽樣判決后的誤碼率增大，因此數(shù)字QPSK解調(diào)電路要對載波誤差進行補償，減少非相干載波解調(diào)帶來的影響。此外，ADC的取樣時鐘也不是從信號中提取的，當取樣時鐘與輸入的數(shù)據(jù)不同步時，取樣將不在最佳取樣時刻進行所得到的取樣值的統(tǒng)計信噪比就不是最高，誤碼率就高，因此，在電路中還需要恢復(fù)出一個與輸入符號率同步的時鐘，來校正固定取樣帶來的樣點誤差，并且準確的位定時信息可為數(shù)字解調(diào)后的信道糾錯解碼提供正確的時鐘。校正辦法是由定時恢復(fù)和載波恢復(fù)模塊通過某種算法產(chǎn)生定時和載波誤差，插值或抽取器在定時和載波誤差信號的控制下，對A/D轉(zhuǎn)換后的取樣值進行抽取或插值濾波，得到信號在最佳取樣點的值，不同芯片采用的算法不盡相同，例如可以采用據(jù)輔助法(DA)載波相位和定時相位聯(lián)合估計的最大似然算法。本文用Matlab軟件對QPSK通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收過程的具體實現(xiàn)進行了模擬仿真,并對各模塊進行了頻譜分析。 QPSK調(diào)制示意圖 偏移四相相移鍵控信號簡稱“OQPSK”。全稱為offset QPSK，也就是相對移相方式OQPSK。它具有一系列獨特的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。在數(shù)字信號的調(diào)制方式中QPSK四相移鍵控是最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。 特性分析 四相相移調(diào)制是利用載波的四種不同相位差來表征輸入的數(shù)字信息，是四進制移相鍵控。QPSK是在M=4時的調(diào)相技術(shù)，它規(guī)定了四種載波相位，分別為45176。，135176。，225176。，275176。，調(diào)制器輸入的數(shù)據(jù)是二進制數(shù)字序列，為了能和四進制的載波相位配合起來，則需要把二進制數(shù)據(jù)變換為四進制數(shù)據(jù)，這就是說需要把二進制數(shù)字序列中每兩個比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱為雙比特碼元。每一個雙比特碼元是由兩位二進制信息比特組成，它們分別代表四進制四個符號中的一個符號。QPSK中每次調(diào)制可傳輸2個信息比特，這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號的相位來判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。 數(shù)字調(diào)制用“星座圖”來描述，星座圖中定義了一種調(diào)制技術(shù)的兩個基本參數(shù)：（1）信號分布；（2）與調(diào)制數(shù)字比特之間的映射關(guān)系。星座圖中規(guī)定了星座點與傳輸比特間的對應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為“映射”，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號分布和映射完全定義，即可由星座圖來完全定義。首先將輸入的串行二進制信息序列經(jīng)串－并變換，變成m=log2M個并行數(shù)據(jù)流，每一路的數(shù)據(jù)率是R/m，R是串行輸入碼的數(shù)據(jù)率。I/Q信號發(fā)生器將每一個m比特的字節(jié)
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