基于matlab的oqpsk調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計-展示頁
2025-06-15 08:56本頁面
【正文】 表示產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的范圍是 0~3。這樣產(chǎn)生的兩路并行信號 a和 b，經(jīng)過“并 /串變換”后，成為串行數(shù)據(jù)輸出，即解調(diào)信號。由 a路碼元和經(jīng)延時后的 b路碼元相加的信號即為 OQPSK調(diào)制信號。所以， OQPSK信號能跳變的相位只能是 0o、 +90o、 90o，不會發(fā)生 180o的跳變， OQPSK與 QPSK相比，信號的包絡(luò)波動幅度有限，經(jīng)過限幅放大后的頻帶范圍也要小，所以性能也更加優(yōu)良。所不同的是， OQPSK把同相和正交兩支路的碼流在時間上錯開了半個碼元周期。 《 基于 MATLAB的 OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 》 第 3頁 共 22頁 2 OQPSK 調(diào)制解調(diào)原理 OQPSK 調(diào)制原理 OQPSK，即 Offset Quadrature Phase Shift Keying的縮寫，中文意思為偏置正交相移鍵控，是 QPSK（正交相移鍵控，又有 4PSK之稱）的改進(jìn)，有關(guān) QPSK的資料請參考《通信原理（第六版）》 [1]，這里就不多贅述了。 課程設(shè)計步驟 先產(chǎn)生隨機(jī)信號，然后對信號進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，在調(diào)制和解調(diào)過程中加入高斯白噪聲，觀察現(xiàn)象。繪制出 OQPSK信號解調(diào)前后在時域和頻域中的波形，并觀察解調(diào)前后頻譜 有何變化以加深對 OQPSK信號解調(diào)原理的理解。這次課程設(shè)計不僅讓我對 OQPSK有了更加深入的了解，而且學(xué)會了如何利用MATLAB中的 M文件來實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)方面的應(yīng)用，最重要的是，自己能夠獨(dú)立完成一個小項(xiàng)目了，有了這方面的經(jīng)驗(yàn)，我在以后的學(xué)習(xí)中就會有更充足的信心和動力。 MATLAB 作為當(dāng)前國際控制界最流行的面向工程與科學(xué)計算的高級語言，在控制系統(tǒng)的分析、仿真與設(shè)計方面得到了非常廣泛的應(yīng)用，隨著其信號處理專業(yè)函數(shù)和專業(yè)工具箱的成熟，越來越受到通信領(lǐng)域人士的歡迎，其在通信領(lǐng)域的應(yīng)用也將更加廣泛。 關(guān)鍵詞： MATLAB； M文件； OQPSK；調(diào)制與解調(diào)；噪聲 1 引 言 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)在數(shù)字通信中占有非常重要的地位 ，數(shù)字通信技術(shù)與 MATLAB 的結(jié)合是現(xiàn)代通信系統(tǒng)發(fā)展的一個必然趨勢。 本課程設(shè)計的實(shí)驗(yàn) 開發(fā) /運(yùn)行平臺為 windowsXP/windows7，程序設(shè)計使用 MATLAB語言。 《 基于 MATLAB的 OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 》 第 1頁 共 22頁 基于 MATLAB的 OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 摘 要 本課程設(shè)計 的目標(biāo)在于深切理解 OQPSK調(diào)制 與解調(diào) 的基本原理 ，學(xué)會使用MATALB軟件中的 M文件來實(shí)現(xiàn) OQPSK的調(diào)制 與解調(diào)以及分析加入不同噪聲時對信號的影響程度。 首先產(chǎn)生一個數(shù)字基帶信號 ，接下來調(diào)用 MATLAB中的相應(yīng)函數(shù) 對這個基帶信號進(jìn)行調(diào)制 ， 然后分析調(diào)制后的波形 :，記錄結(jié)果后對調(diào)制后的信號進(jìn)行解調(diào)，觀察解調(diào)結(jié)果并做好記錄，最后在 信號 中 加入噪聲 并 觀察其時頻圖 的變化 ，分析 信噪比的 噪聲對調(diào)制 結(jié)果 的影響。通過調(diào)試運(yùn)行，基本完成設(shè)計目標(biāo) ,達(dá)到調(diào)制與解調(diào)的目的。在數(shù)字信號通信過程中，噪聲的影響往往比較大，同時我們都希望有較高的頻帶利用率和功率利用率，而 OQPSK也是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，其頻譜特 性好，既保留著 2PSK的高抗噪聲性能、高頻帶利用率和高功率利用率，又有效地減弱了 2PSK的“反相工作”缺陷，在通信研究中有著非常重要的意義，特別是在衛(wèi)星通信和移動通信的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 《 基于 MATLAB的 OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 》 第 2頁 共 22頁 課程設(shè)計目的 熟悉 OQPSK的基本原理，掌握 MATLAB中 M文件的使用及相關(guān)函數(shù)的調(diào)用方 法，在此基礎(chǔ)上通過編程實(shí)現(xiàn) OQPSK的調(diào)制與解調(diào)，并通過加入的噪聲來判斷所設(shè)計的系統(tǒng)性能。 課程設(shè)計要求 熟悉 MATLAB中 M文件的使用方法，并在深切理解 OQPSK調(diào)制解調(diào)原理的基礎(chǔ)上，編寫出 OQPSK調(diào)制解調(diào)程序。 分別對信號疊加不同噪聲，并進(jìn)行解調(diào)，繪制出解調(diào)前后信號的時頻波形，分析不同噪聲對信號傳輸造成的影響大小。 產(chǎn)生四進(jìn)制數(shù)字作為數(shù)字基帶信號，對其進(jìn)行調(diào)制； 將函數(shù)調(diào)制信號改為相應(yīng)的時域波形調(diào)制信號； 在函數(shù)調(diào)制信號中加入高斯白噪聲，生成加入噪聲后的時域波形調(diào)制信號； 分別生成沒加或加了噪聲的調(diào)制信號波形圖和頻譜圖； 分別對沒加或加了噪聲的調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)； 計算誤碼率。 OQPSK與 QPSK相同的是相位關(guān)系，即：把輸入信號分為兩路，然后正交調(diào)制。因?yàn)閮芍反a 元上偏移了半個周期，每次只能有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)。其星座映射圖如下（圖 21）所示： 圖 21 OQPSK星座映射圖 OQPSK的產(chǎn)生原理方框圖如下（圖 22）所示：輸入的數(shù)據(jù)信號是二進(jìn)制不歸零雙極性碼元，它被“串 /并變換”電路變成兩路碼元 a和 b后，其每個碼元的持續(xù)時間是輸入碼元的 2倍，且 b路碼元在產(chǎn)生后馬 上增加了一個 Ts/2（半個周期）的延時電路。 《 基于 MATLAB的 OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn) 》 第 4頁 共 22頁 圖 22 OQPSK的產(chǎn)生原理框圖 OQPSK 解調(diào)原理 OQPSK信號的解調(diào)原理圖如下（圖 23）所示， OQPSK信號可以看作是兩個正交信號 2PSK信號 a和 b,且 b路信號在時間上延遲了半個周期 Ts/2后再與 a路信號的疊加，所以用兩路正交的相干載波和一個 Ts/2延時器就可以分離這兩路延遲正交的 2PSK信號，且 b路信號應(yīng)該先延時 Ts/2再進(jìn)行抽樣判決 。 圖 23 OQPSK的解調(diào)原理框圖 3 仿真實(shí)現(xiàn)過程 OQPSK 調(diào)制信號的產(chǎn)生 首先利用函數(shù) x = randint(a,1,[0 3])產(chǎn)生一串四進(jìn)制數(shù)字基帶信號，其中 a， 1表示生成一個含 a個元素的行向量，在這里可以直接表示為生成 a個數(shù)字基帶信號碼元?；鶐盘柈a(chǎn)生后可以
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