【正文】 目錄 第 1 頁 目錄 第一章 緒論 ..........................................................................................................................1 選題的目的與意義 .....................................................................................................1 研究背景與現(xiàn)狀 ................................................................................................................1 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術的概述 ...........................................................................................1 QPSK技術的概述 ........................................................................................................3 本文的主要研究工作 ...................................................................................................3 第二章 QPSK調(diào)制解調(diào)原理及結(jié)構(gòu)設計 .....................................................................................4 .............................................................................................................4 .............................................................................................................5 .................................................................................................................5 QPSK調(diào)制的工作原理 .................................................................................................6 QPSK解調(diào)的工作原 理 ......................................................................................................6 其它 QPSK簡介 ..........................................................................................................8 第三章 QPSK調(diào)制解調(diào)的軟件實現(xiàn) ............................................................................................9 SIMULINK功能介紹 ....................................................................................................9 SIMULINK特點 ......................................................................................................... 10 QPSK調(diào)制解調(diào)的軟件設計 ........................................................................................ 10 QPSK調(diào)制解調(diào)的軟件實現(xiàn)方框圖 .......................................................................... 10 QPSK調(diào)制解調(diào)過程主要組件的功能 ...................................................................... 11 QPSK調(diào)制解調(diào)仿真過程及其波形圖 .......................................................................... 13 QPSK調(diào)制過程及 其波形圖 .................................................................................... 13 QPSK解調(diào)過程及其波形圖 .................................................................................... 21 QPSK調(diào)制解調(diào)仿真過程正確性的驗證 ...................................................................... 26 結(jié)束語 ................................................................................................................................... 27 致謝 ...................................................................................................................................... 28 參考文獻 ............................................................................................................................... 29 附錄 ...................................................................................................................................... 30 1 第一章 緒論 選題的目的與意義 隨著 通信 的發(fā)展 ， 網(wǎng)絡的日益普及，通信 網(wǎng)絡 已 經(jīng) 滲透到社會 的 各個領域，通信產(chǎn)品 也 隨處可見 。通過 該軟件實現(xiàn) 方式，可以大大提高設計的靈活性，節(jié)約設計時間 ，提高設計效率，從而縮小硬件電路設計的工作量，縮短開發(fā)周期。 QPSK 調(diào)制與解調(diào)的軟件實現(xiàn) 摘要 ： 隨著 移動通信技術 的發(fā)展， 以前 在 數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中采用 FSK、 ASK、 PSK等調(diào)制方式 ， 逐漸被許多 優(yōu)秀的調(diào)制技術 所替代 ，其中 四相移相鍵控 QPSK 技術是無線通信 技術 中比較突出的一種二進制調(diào)制方法。本文 主要 介紹 了 QPSK 調(diào)制與解調(diào) 的 實現(xiàn) 原理 框圖 ， 重點研究了用 MATLAB 軟件中的 SIMULINK 仿真功能 對 QPSK調(diào)制與解調(diào) 這一過程 如何建立仿真模型 ， 通過對仿真模型 的 運行 ， 得 到了 信號在QPSK 調(diào)制與解調(diào) 調(diào) 過程中 的 信號 時域 變化 圖 。 關鍵詞： 數(shù)字蜂窩系統(tǒng) ， 四相移相鍵控 ，調(diào)制，解調(diào) 。通信技術 現(xiàn)已成為人們學習、生活、工作的必備工具，但我們在享受網(wǎng)絡帶給我們的便利的同時，又發(fā)現(xiàn)，速度是如此之慢。 各種的 Inter 寬帶接入方式，如前期的 ISDN、現(xiàn)在的 ADSL 以及 Cable Modem等等，都相繼產(chǎn)生。本文針對當今寬帶接入 技術中應用最為廣泛的 QPSK 調(diào)制技術進行了理論研究，闡述 QPSK 調(diào)制解調(diào)的實現(xiàn)過程，并運用軟件 實現(xiàn) 手段對信號變換過程 加以分析 ，希望有所收獲。隨著數(shù)字技術的飛速發(fā)展與應用數(shù)字信號處理在通信系統(tǒng)中的應用越來越重要。頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對基帶信號進行調(diào)制，使其頻譜搬移到適合信道傳輸?shù)念l帶上數(shù)字調(diào)制信號有稱為鍵控信號。最基本的方法有三種；正交幅度調(diào)制（ QAM），頻移鍵控（ FSK）和相移鍵控（ PSK）隨著大規(guī)模集成電路技術和工藝的進步，數(shù)字集成電路的復雜度和功能達到了前所未有的高度，推動了社會的數(shù)字化進程，以專用集成電路（ ASIC）、數(shù)字信號處理器（ DSP）和現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（ FPGA）為代 表的ＩＣ，已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了大規(guī)模的應用。可以說，無論是通信系統(tǒng)的內(nèi)在要求（即算法復雜性決定接收的質(zhì)量），還是外在條件（技術和工藝）都在促使通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)向數(shù)字化發(fā)展。 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術的概述 數(shù)字信號 調(diào)制是用基帶數(shù)字信號控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程，數(shù)字信號的調(diào)制設備包括數(shù)字信號處理 (編碼 )單元和調(diào)制單元。在通信原理上，這種處理稱為信道編碼，一般包括擾碼， RS 編碼，卷積交織，卷積編碼這幾部分；有關調(diào)制單元的調(diào)制類型的分類： (1)按數(shù)據(jù)類型數(shù)字調(diào)制可分為二進制調(diào)制和多進制調(diào)制兩種。 (3)按數(shù)字調(diào)制方式分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式。其中，載波同步和定時同步是解調(diào)器的 2 個核心單元，它們直接決定著解調(diào)器的誤碼性能。其中，共同之處在于使用了模擬濾波器、鑒相器 (乘法器 )和壓控振蕩器 (VCO)。 解調(diào)單元的載波同步和定時同步將完全在數(shù)字部分完成，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位置決定了接收機的數(shù)字化程度。但全數(shù)字解調(diào)并不是簡單的將模擬解調(diào)中的器件全部數(shù)字化，它具有以下的特點： (1)電路結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)試； (2)可以使用復雜的算法，從而實現(xiàn)最佳的接收； 3 (3)便于計算機輔助設計，實現(xiàn)電子設計自動化 (EDA)； (4)易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)，價格低廉。 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。 ， 135176。 ， 275176。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。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。 在 HFC網(wǎng)絡架構(gòu)中，從用戶線纜調(diào)制解調(diào)器發(fā)往上行通道的 數(shù)據(jù)采用 QPSK 方式調(diào)制，并用 TDMA方式復用到上行通道。 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。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。 本文的主要研究工作 本文 研究 的主要 內(nèi)容是利用軟件來實現(xiàn) QPSK 的調(diào)制與解調(diào)。其主要內(nèi)容包括： QPSK 的調(diào)制原理 和解調(diào)原理； SUMULINK 設計 QPSK 調(diào)制和 解調(diào) 仿真模型 ； QPSK 的 調(diào)制解調(diào)過程 信號的時域變化過程 ； 第二章 QPSK 調(diào)制 與 解調(diào)原理及結(jié)構(gòu)設計 相移鍵控系統(tǒng)概述 相移鍵控是目前擴頻系統(tǒng) 中大量使用的調(diào)制方式，也是和擴頻技術結(jié)合最成熟的調(diào)制技術，原則上看是一種線性調(diào)制。 相移鍵控系統(tǒng)中，有待傳輸?shù)幕鶐?shù)字脈沖控制著載波相位的變化，從而形成振幅與頻率不變，而相位取離散值變化的己調(diào)波。其表達式由公式 (21)給出： ( ) [ ( ) ] c o sB P S K n s cnS t a g t n T t???? (21) 式中， na 為二進制數(shù)字， ? 11na ? ?? (22) 四相相移鍵控 四相相移鍵控 QPSK 是 MPSK 的一種特殊情況。 QPSK 信號可以表示為： ( ) [ ( ) ] c o s ( )Q P S K s c nnS t g t n T t??? ? ?? (23) 式中， c? 是載波的角頻率， n? 是第 k個碼元的載波相位取值， ST 是一個發(fā)送 碼元的持續(xù)時間，它將取可能的四種相位之一，甙 t)是發(fā)送碼元的波形函數(shù)。