【正文】 ylabel(39。)。 %不同顏色畫出誤比特率曲線對比 legend(39。)。 % 信噪比 BERtheory(i)=1(*erfc(sqrt(SNR1(i)/2)))^2。)。 % 隨機序列 s= pskmod(x,M)。) %QPSK 誤碼率 clear all。 plot_Pxx=10*log10(Pxx(index+1))。 %計算序列的自相關(guān)函數(shù) CSk=fft(cs_n,nfft)。 nfft=1024。QPSK 功率譜密度 39。 k=index*Fs/nfft。)。 Fs=1000。 subplot(4,1,4) plot(t,s) axis([t(1) t(end) ]) title(39。 c2=sin(2*pi*fc*tpi/2)。QDPSK 映射后的 I 路信號 39。 mQmap=pulstran(,dQmap,39。Q]39。 Q(pQ==0)=+1/sqrt(2)。,1)。rectpuls39。pQ]39。 pQ=pQI(2,:)。 subplot (4,1,1)。p1]39。 p=[1 0 1 1 0 1 0 0 1 1]。 df=fs/(N1)。 %全局變量 Ts=。QPSK 進入信道的信號 s=s1s239。 %已調(diào)信號 s1=mImap.*c1。) subplot(4,1,3) plot(t,mQmap) axis([t(1) t(end) ]) grid on title(39。rectpuls39。 mImap=pulstran(,dImap,39。 dImap=[d2。 %IQ 值映射 ―0‖映射成 1， ―1‖映射成 1 I(pI==1)=1/sqrt(2)。,1)。 %dI=[d2。 pI=pQI(1,:)。 plot(t,m) axis([t(1) t(end) ]) grid on title(39。 %產(chǎn)生 d 矩陣 m=pulstran(,d,39。 %待傳送的編碼串 d1=[0::t(end)]。 %df 為頻率分辨率（頻率間隔） n=(N1)/2:(N1)/2。 %時間分辨率 (時點間間隔），抽樣時間間隔 t=0:Ts:5。 最后衷心感謝電氣學(xué)院的所有給予我指導(dǎo)和幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，衷心的感謝你們！ 附錄 主程序： %QPSK 信號波形 clc。希望經(jīng)過這次設(shè)計，自己能夠取長補短，為以后的學(xué)習(xí)和工作積累寶貴的經(jīng)驗。仿真的過程大致上分為設(shè)計仿真思路、編程調(diào)試、得到仿真結(jié)果并分析三大步。 第五章 結(jié)束語 QPSK 調(diào)制解調(diào)和 QDPSK 調(diào)制解調(diào)因其相對較高的性能而廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信的調(diào)制解調(diào)當(dāng)中。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2010151010105100S N R ( d B )BERQ P S K 和 Q D P S K 誤碼率比較 Q P S K B E RQ D P S K B E R 圖 49 QPSK 與 QDPSK 誤碼率曲線比較 QPSK 與 QDPSK 誤 碼率比較仿真條件 輸入 100000 個隨機數(shù)，信噪比范圍在 020dB 下， QPSK 系統(tǒng)與 QDPSK 系統(tǒng)的誤碼率比較 QPSK 與 QDPSK 誤碼率比較 從圖 49 可以看出，對于 QPSK 與 QDPSK 系統(tǒng) 這兩個系統(tǒng)的誤碼率都是隨著信噪比的增大而減小，但是同一信噪比下， QPSK的誤碼率比 QDPSK 的誤碼率要小，要使 QDPSK 的誤碼率與 QPSK 的誤碼率相同，要通過增大 QDPSK 系統(tǒng)的信噪比才可以達到，因此 QPSK 的抗噪聲性能要優(yōu)于 QDPSK 系統(tǒng)。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2010151010105100S N R ( d B )BERQ D P S K 通過 A W G N 信道 仿真 BER理論 B E R 圖 48 QDPSK 誤碼率曲線 QDPSK 系統(tǒng)仿真條件： 即對于進制數(shù) M=4 時，信噪比范圍在 020dB 下，輸入 40000 個隨機數(shù)，通 過蒙特卡洛仿真方法，得出 QDPSK 系統(tǒng)的誤碼率曲線。除內(nèi)部函數(shù)以外，所有MATLAB 的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件。由于MATLAB 的程序不用編譯等預(yù) 處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。 MATLAB 的圖形功能強大。 MATLAB 程序書寫形式自由，利用其豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。 MATLAB 語言是一種高級的基于矩陣 /數(shù)組的語言，其最突出的特點就是簡潔，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。時至今日，經(jīng)過 Math Works 公司的不斷完善， MATLAB 已經(jīng)發(fā)展成為適合多種學(xué)科、多種工作平臺的功能強勁的大型軟件。 介紹 MATLAB 是矩陣實驗室（ Matrix Laboratory）的簡稱，是美國 Math Works公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 兩大部分。若輸入信號的信噪比為 r，則每個解調(diào)器輸入端的信噪比將為 r/2，則誤碼率為 所以，正確概率為 錯誤 !未找到引用源。 ）倍，功率為接收信號功率的（ 1/2）倍。 到 90176。它代表的基帶信號碼元為 ―11‖，若因為噪聲的影響 使接收矢量的相位變成 135176。對于矩形波基帶數(shù)字信號，設(shè)其幅度為 S，碼元寬度為 sT ，則 s in() sSsfTW f A TfT??? （ ） 因而， QPSK 信號單邊功率譜為 22 00s in ( )()() ss sf f TW f A Tf f T?????? ????? QDPSK 信號單邊帶 功率譜密 為 錯誤 ! 未找到引用源。為此，現(xiàn)在把碼變換表中的各行按 ck1 和 dk1 的組合為序重新排列。逆碼變換原理框圖如圖 313 所示。 a k ck b k d k ck1 dk1 圖 311 碼變換器 我們用“ 0”和“ 1“代表二進制碼元。所以，現(xiàn)在的相移 Δθk 應(yīng)該視前一時刻的狀態(tài)加到對應(yīng)的前一時刻載波相位 θk1上。由于當(dāng)前的一對碼元 ab 產(chǎn)生的相移是附加在前一時刻已調(diào)載波相位之上的，而前一時刻載波相位有 4 種可能取值，故碼變換器輸出的 cd 間有 16種可能關(guān)系。圖中 a 和 b 為經(jīng)過串 /并變換后的一對碼元，它需要再經(jīng)過碼變換器變換成相對碼 c 和 d 后才能與載波 相乘。 A 方式中的 Δθk 取值 00、 900、 1800、2700。 表 32 QPSK 基帶信號與支路信號 基帶信號 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 I 路 1 1 1 1 1 Q 路 1 1 1 1 1 則經(jīng)過相乘電路的調(diào)制，兩路信號合并得到 QPSK 調(diào)制信號，理論分析結(jié)果如圖 37。解調(diào)原理 如圖 36 所示，同相支路和正交支路分別采用相干解調(diào)方式解調(diào)，得到 ()It 和 ()Qt ，經(jīng)過抽樣判決和并 /串交換器，將上下支路得到的并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)。圖中矢量 a(1)代表 a 路的信號碼元二進制 ―1‖， a(0)代表 a 路信號碼元二進制 ―0‖；類似的， b(1)代表 b 路信號碼元二進制 ―1‖， b(0)代表 b 路信號碼元二進制 ―0‖。 圖 33 QPSK 調(diào)制框圖 圖 33 中輸入基帶信號是二進制不歸零雙極性碼元，它被 ―串 /并變換 ‖電路變成兩路馬元 a 和 b。 將信號表達式進行改寫 )c o s ()( ici twAts ?? )s i ns i nc o s( c o s twtwA cici ?? ?? （ ） 若 θi為 π/ 3π/ 5π/ 7π/4，則 21si n。然后用 4 種相位之一去表示每種排列。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。 275176。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。傳 ―1‖信號時，發(fā)起始相位為 π 的載波；當(dāng)傳 ―0‖信號時，發(fā)起始相位為 0 的載波。相移鍵控有很好的抗干擾性 ,在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。把信號振蕩一次（一周）作為360 度。 第三章 QPSK 與 QDPSK 調(diào)制原理 本章主要介紹 QPSK 和 OQPSK 的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，首先引入的是通信的基本構(gòu)架，了解調(diào)制解調(diào)在通信 系統(tǒng) 中所處的位置，以便對調(diào)制解調(diào)可能要面臨的問題的背景有一個整體的認識。當(dāng)調(diào)制信號為二進制數(shù)字信號時，該調(diào)制稱為二進制數(shù)字調(diào)制。但是，在一定的噪聲情況下，根據(jù)對載波的調(diào)制方法和解調(diào)方法的不同，誤碼的發(fā)生概率也不同。 調(diào)制即是按照調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過程。這說明 MASK 應(yīng)用對 SNR 的要求比普通 OOK 要高。但由此付出的代價是增加信號功率和實現(xiàn)上的復(fù)雜性。 MASK，又稱多進制數(shù)字調(diào)制法。單邊帶調(diào)制常用于有線載波電話和短波無線電多路通信。這兩個頻帶統(tǒng)稱為邊 頻帶 或邊帶。調(diào) 相波的振幅保持不變，調(diào)相波的瞬時相角偏離載波相角的量與調(diào)制信號的瞬時值成比例。 調(diào)頻系統(tǒng) 實現(xiàn)稍復(fù)雜，占用的頻帶遠較調(diào)幅波為寬，因此必須工作在超短波波段。調(diào)幅系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，但抗干擾性差，傳輸時信號容易失真 。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這 些參量隨基帶信號的變化而變化。第三章是對具體的 QPSK 調(diào)制系統(tǒng)和 QDPSK 調(diào)制系統(tǒng)的原理介紹及理論值分析。 QPSK 和 QDPSK 適合用于實際應(yīng)用環(huán)境要求下的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是發(fā)展的一種趨勢。綜合考慮， QPSK 和 QDPSK 調(diào)制綜合性能相對較好，而被 廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)。 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)在 數(shù)字通信中占有非常重要的地位，隨著越來越多調(diào)制方式的使用，調(diào)制解調(diào)技術(shù)也在不斷的向前發(fā)展，并應(yīng)用于各個領(lǐng)域。理想的 通信目標是在任何時候、在任何地方、與任何人都能及時的進行最小出錯率的溝通聯(lián)系、以及信息交流。 QPSK。 以四進制為例對比 MPSK 與 MDPSK 系統(tǒng)的抗噪聲性能。 在數(shù)字信號調(diào)制中 QPSK（ Quadrature Phase Shift Keying）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。 (QDPSK Quadrature Differential Phase Shift Keying ) 除了可以實現(xiàn)對于調(diào)制解調(diào)制度的要求的目標以外，還擁有抗噪聲性能好，適應(yīng)信道變化的能力強，頻帶利用率高，相對鄰頻道的干擾小，盡量節(jié)省發(fā)送功率，設(shè)備簡單并易于制造等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字通信 QPSK QDPSK 仿真 性能分析 ABSTRACT Digital munication is a very important and widely used means of munication which using digital signal as a carrier to transmit information, or making digital modulation and transmission for the carrier by the digital signal in modern munication. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is one of the most monly used satellite digital signal modulation method in digital signal modulation, it has a high spectral efficiency, a strong antiinterference, relatively simple implement