【正文】 ........ 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(shù)的概述 ....................................................................................................... 1 QPSK技術(shù)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(shè)計(jì) ................................................................................................ 4 相移鍵控系統(tǒng)概述 ............................................................................................................................ 4 二進(jìn)制相移鍵控 ............................................................................................................................ 5 四相相移鍵控 ............................................................................................................................... 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(jiǎn)介 ......................................................................................................................... 8 第三章 QPSK 調(diào)制解調(diào)的軟件實(shí)現(xiàn) ........................................................................................................ 9 SIMULINK功能介紹 .................................................................................................................. 9 SIMULINK特點(diǎn) ........................................................................................................................ 10 QPSK調(diào)制解調(diào)的軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 10 QPSK 調(diào)制解調(diào)的軟件實(shí)現(xiàn)方框圖 .................................................................................... 10 QPSK 調(diào)制解調(diào)過(guò)程主要組件的功能 ................................................................................ 11 QPSK調(diào)制解調(diào)仿真過(guò)程及其波形圖 .................................................................................... 13 QPSK 調(diào)制過(guò)程及其波形圖 ................................................................................................ 13 QPSK 解調(diào)過(guò)程及其波形圖 ................................................................................................ 21 QPSK調(diào)制解調(diào)仿真過(guò)程正確性的驗(yàn)證 ................................................................................ 26 結(jié)束語(yǔ) .................................................................................................................................................... 27 致謝 ........................................................................................................................................................ 28 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................ 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(luò)的日益普及，通信 網(wǎng)絡(luò) 已 經(jīng) 滲透到社會(huì) 的 各個(gè)領(lǐng)域，通信產(chǎn)品 也 隨處可見(jiàn) 。通過(guò) 該軟件實(shí)現(xiàn) 方式，可以大大提高設(shè)計(jì)的靈活性，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間 ，提高設(shè)計(jì)效率，從而縮小硬件電路設(shè)計(jì)的工作量，縮短開(kāi)發(fā)周期。 QPSK 調(diào)制與解調(diào)的軟件實(shí)現(xiàn) 摘要 ： 隨著 移動(dòng)通信技術(shù) 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(shù) 所替代 ，其中 四相移相鍵控 QPSK 技術(shù)是無(wú)線通信 技術(shù) 中比較突出的一種二進(jìn)制調(diào)制方法。本文 主要 介紹 了 QPSK 調(diào)制與解調(diào) 的 實(shí)現(xiàn) 原理 框圖 ， 重點(diǎn)研究了用 MATLAB 軟件中的 SIMULINK 仿真功能 對(duì) QPSK調(diào)制與解調(diào) 這一過(guò)程 如何建立仿真模型 ， 通過(guò)對(duì)仿真模型 的 運(yùn)行 ， 得 到了 信號(hào)在QPSK 調(diào)制與解調(diào) 調(diào) 過(guò)程中 的 信號(hào) 時(shí)域 變化 圖 。 關(guān)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(shù) 現(xiàn)已成為人們學(xué)習(xí)、生活、工作的必備工具，但我們?cè)谙硎芫W(wǎng)絡(luò)帶給我們的便利的同時(shí)，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(duì)當(dāng)今寬帶接入技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的 QPSK 調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了理論研究，闡述 QPSK 調(diào)制解調(diào)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并運(yùn)用軟件 實(shí)現(xiàn) 手段對(duì)信號(hào)變換過(guò)程 加以分析 ，希望有所收獲。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展與應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)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(duì)基帶信號(hào)進(jìn)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(hào)有稱為鍵控信號(hào)。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(shù)和工藝的進(jìn)步，數(shù)字集成電路的復(fù)雜度和功能達(dá)到了前所未有的高度，推動(dòng)了社會(huì)的數(shù)字化進(jìn)程，以專 用集成電路（ ASIC）、數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）和現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)用。可以說(shuō)，無(wú)論是通信系統(tǒng)的內(nèi)在要求（即算法復(fù)雜性決定接收的質(zhì)量），還是外在條件（技術(shù)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(shù)的概述 數(shù)字信號(hào)調(diào)制是用基帶數(shù)字信號(hào)控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號(hào)變換為頻帶數(shù)字信號(hào)的過(guò)程，數(shù)字信號(hào)的調(diào)制設(shè)備包括數(shù)字信號(hào)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(guān)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(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)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(shí)同步是解調(diào)器的 2 個(gè)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(shí)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(jī)的數(shù)字化程度。但全數(shù)字解調(diào)并不是簡(jiǎn)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(diǎn)： (1)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)試； (2)可以使用復(fù)雜 的算法，從而實(shí)現(xiàn)最佳的接收； 3 (3)便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA)； (4)易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格低廉。 四相相移調(diào)制是利用載波的四種不同相位差來(lái)表征輸入的數(shù)字信息，是四進(jìn)制移相鍵控。 ， 135176。 ， 275176。每一個(gè)雙比特碼元是由兩位二進(jìn)制信息比特組成，它們分別代表四進(jìn)制四個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。 在 HFC 網(wǎng)絡(luò)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(fù)用到上行通道。 在實(shí)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(hào)與發(fā)射端的載波信號(hào)存在頻率偏差和相位抖動(dòng)，因而解調(diào)出來(lái)的模擬 I、 Q 基帶 信號(hào)是帶有載波誤差的信號(hào)。此外， ADC 的取樣時(shí)鐘也不是從信號(hào)中提取的，當(dāng)取樣時(shí)鐘與輸入的數(shù)據(jù)不同步時(shí)，取樣將不在最佳取樣時(shí)刻進(jìn)行所得到的取樣值的統(tǒng)計(jì)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(gè)與輸入符號(hào)率同步的時(shí)鐘，來(lái)校正固定取樣帶來(lái)的樣點(diǎn)誤差，并且準(zhǔn)確的位定時(shí)信息可為數(shù)字解調(diào)后的信道糾錯(cuò)解碼提供正確的時(shí)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(lái)實(shí)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(shè)計(jì) QPSK調(diào)制和 解調(diào) 仿真模型 ； QPSK 的 調(diào)制解調(diào)過(guò)程 信號(hào)的時(shí)域變化過(guò)程 ； 第 二章 QPSK 調(diào)制 與 解調(diào)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 相移鍵控系統(tǒng)概述 相移鍵控是目前擴(kuò)頻系統(tǒng)中大量使用的調(diào)制方式，也是和擴(kuò)頻技術(shù)結(jié)合最成熟的調(diào)制技術(shù)，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(dá)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(jìn)制數(shù)字， ? 11na ? ??