最新qpsk調(diào)制解調(diào)技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真(編輯修改稿)
2025-08-26 07:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 波頻率是基帶信號(hào)速率的整數(shù)倍，則上式可改寫為S(t)=∑g(tnTs)cos(ω0t+θn)=cosω0tΣg(tnTs)cosθnsinω0tΣg(tnT)sinθn式中g(shù)(t)是高度為寬度為Ts的矩形脈沖。式中表明，MPSK信號(hào)可等效為兩個(gè)正交載波的MASK信號(hào)之和。所以，MPSK信號(hào)的帶寬和MASK信號(hào)的帶寬相同。因此，MPSK系統(tǒng)是一種高效率的信息傳輸方式。但是，當(dāng)M的取值增加時(shí)，載波間的相位差也隨之減少，這就使它的抗噪聲性能變差。 QPSK的基本原理四相相移鍵控（QPSK）又名四進(jìn)制移相鍵控，該信號(hào)的正弦載波有四個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶2個(gè)二進(jìn)制符號(hào)，其信號(hào)的表示為 θi為正弦載波的相位，有四種可能狀態(tài)：θi為π/3π/5π/7π/4，此初始相位為π/4的QPSK信號(hào)的矢量圖如圖1所示。 QPSK信號(hào)的矢量下面分析QPSK信號(hào)的產(chǎn)生。將信號(hào)表達(dá)式進(jìn)行改寫若θi為π/3π/5π/7π/4，則 于是，信號(hào)表達(dá)式可寫成由此可得到QPSK調(diào)制的產(chǎn)生方法。 QPSK實(shí)現(xiàn)框圖由框圖可見，兩路2PSK信號(hào)分別調(diào)至在相互正交的載波上，這也是QPSK信號(hào)被稱為正交載波調(diào)制的原因。此外相位的映射采用格雷映射。 2PSK的實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制技術(shù)的兩種方法：①利用模擬調(diào)制的方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個(gè)特例，把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)做模擬信號(hào)的特殊情況處理；②利用數(shù)字信號(hào)的離散取值特點(diǎn)通過開關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法，比如對載波的相位進(jìn)行鍵控，便可獲得相移鍵控（PSK）基本的調(diào)制方式。 數(shù)字調(diào)相：如果兩個(gè)頻率相同的載波同時(shí)開始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值，同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，它們應(yīng)處于同相狀態(tài)；如果其中一個(gè)開始得遲了一點(diǎn)，就可能不相同了。如果一個(gè)達(dá)到正最大值時(shí)，另一個(gè)達(dá)到負(fù)最大值，則稱為反相。一般把信號(hào)振蕩一次（一周）作為360度。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，我們說兩個(gè)波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，1碼控制發(fā)0度相位，0碼控制發(fā)180度相位。載波的初始相位就有了移動(dòng)，也就帶上了信息。相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變。在2PSK中，通常用初始相位0和π分別表示二進(jìn)制“1”和“0”。 所示. 其中圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)，圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)。(a) (b)2PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖2PSK信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào), 解調(diào)器原理圖如圖 2 3 。2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形如圖 2 4 所示，當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180176。倒相時(shí)，解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。 2PSK信號(hào)的解調(diào)原理圖2PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形。（a）是收到的2PSK信號(hào)；(b)是本地載波提取電路提取的同頻同相載波信號(hào)；（c）是接收的2PSK信號(hào)與本地載波相乘得到的波形示意圖，此波形經(jīng)過低通濾波器濾波后得到低通信號(hào)；(d)是取樣判決器在位定時(shí)信號(hào)；（e）是對(d)波形取樣，再與門限進(jìn)行比較，做出相應(yīng)的判決得到恢復(fù)的信號(hào)；需要注意的是判決規(guī)則應(yīng)與調(diào)制規(guī)則一致。 QPSK的調(diào)制與解調(diào)四進(jìn)制絕對相移鍵控(QPSK)直接利用載波的四種不同相位來表示數(shù)字信息。如下： QPSK信號(hào)相位φn矢量圖由于每一種相位代表兩個(gè)比特信息，因此每個(gè)四進(jìn)制碼元可以用兩個(gè)二進(jìn)制碼元的組合來表示。兩個(gè)二進(jìn)制碼元中的前一比特用a來表示，后一比特用b表示，則雙比特ab與載波相位的關(guān)系入下圖：表1 雙比特ab與載波相位的關(guān)系雙比特碼元 載波相位（φn） a b A方式 B方式0110 0 0 1 1 0o 90o 180o 270o 225o 315 o 45 o 135 o四進(jìn)制信號(hào)可等效為兩個(gè)正交載波進(jìn)行雙邊帶調(diào)制所得信號(hào)之和。這樣，就把數(shù)字調(diào)相和線性調(diào)制聯(lián)系起來，為四相波形的產(chǎn)生提供依據(jù)。（1）QPSK調(diào)制原理： QPSK的調(diào)制方法有正交調(diào)制方式（雙路二相調(diào)制合成法或直接調(diào)相法
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