【正文】 性能調(diào)制解調(diào)完成之后，開始研究PSK信號的性能。 PSK信號功率譜和基帶信號功率譜 PSK信號的誤碼率和星座圖在本設(shè)計中，用Simulink模塊對PSK的誤碼率進(jìn)行計算，并演示它的星座圖。由于每一種載波相位代表兩個比特信息，故每個四進(jìn)制碼元又稱為雙比特碼元。雙比特碼元中兩個信息比特ab通常是格雷碼(即反射碼)排列的,。四相調(diào)制信號的表達(dá)式用式()表示時，相位的在(0,2π )內(nèi)等間隔地取四種可能相位。 2 /2。QPSK可以表示為： () 雙比特碼元和載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位abA方式B方式000011110隨著輸入數(shù)字序列的變化，Φk 有四種不同的取值。QPSK正交調(diào)制器可以看成由兩個BPSK調(diào)制器構(gòu)成，輸入的串行二進(jìn)制信息序列經(jīng)串并變換，分成兩路速率減半的序列，電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性二電平信號I(t)和Q(t)，然后對cosωct和sinωct進(jìn)行調(diào)制，相加后即得QPSK信號。 QPSK調(diào)制框圖 QPSK解調(diào)框圖 在已經(jīng)用MATLAB對PSK調(diào)制解調(diào)進(jìn)行仿真和研究之后，我掌握了查閱資料的方法也積累了一些心得。 二進(jìn)制基帶信號的產(chǎn)生方法在用MATLAB對PSK調(diào)制解調(diào)進(jìn)行研究和仿真時已經(jīng)深有體會了，現(xiàn)在面臨第一個需要解決的問題就串并變換。剛開始我考慮在編寫程序時，用十進(jìn)制的0、3分別對應(yīng)四進(jìn)制的00、011，當(dāng)基帶信號為不同的值時，用while和if語句使其分別與相差相位的載波相乘，進(jìn)行調(diào)制。后來我拿著源程序去向我的畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師梁老師咨詢，梁老師認(rèn)真的聽取了我的想法并解讀了我編寫的源程序后認(rèn)為，這樣雖然能夠體現(xiàn)0、3對應(yīng)的不同波形變化，但是和基本原理不符合，建議我另外選取編寫調(diào)制程序的方法，要求最好能嚴(yán)格按照QPSK的調(diào)制解調(diào)原理編寫源程序。于是，我再次認(rèn)真看了幾遍QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，在加深了對QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理理解之后，我開始嘗試按照它的基本調(diào)制解調(diào)原理編寫程序。串并變化實(shí)現(xiàn)語句如下：bit_in = randint(1e3, 1, [0 1])。bit_Q = bit_in(2:2:1e3)。data_I = 2*bit_I+1。上述程序首先是用randint(1e3, 1, [0 1])隨機(jī)產(chǎn)生1000個離散的0、1基帶信號，即輸入比特bit_in，然后對bit_in進(jìn)行串并變換。所以可以用奇次波bit_I = bit_in(1:2:1e3)，偶次波bit_Q = bit_in(2:2:1e3)來實(shí)現(xiàn)串并變換。通過這三句語句就可以實(shí)現(xiàn)串并變換了。同樣，data_I = 2*bit_I+1和 data_Q = 2*bit_Q+1也是實(shí)現(xiàn)分別把I和Q支路的0、1信號變換成+1信號。怎么會是這種圖形呢，不是應(yīng)該是矩形波的嗎？我心理產(chǎn)生了一個大大的疑問，我甚至懷疑是不是方法除了問題。應(yīng)該是什么問題呢？我反復(fù)的看程序，同時反復(fù)的問自己，最后我確定我的仿真程序前面部分肯定是沒有問題的，問題只可能是出在畫圖指令plot上面。通過認(rèn)真查閱資料和自己認(rèn)真的思考，我知道編程的錯誤出在哪里了。通過查閱MATLAB軟件指令介紹的書籍，我了解到應(yīng)該用二維桿圖即stem指令來畫出它們的圖形。攻克了串并邊換這個問題后，我信心更加充足了，馬上進(jìn)入I、Q支路載波調(diào)制的思考。那能不能把二維桿圖變成矩形波來顯示呢，又如何用MATLBA變成語言來實(shí)現(xiàn)呢，這些問題就出現(xiàn)在我的腦海中。于是我就決定先把載波調(diào)制放一放，先思考如何才能用MATLAB編程語言把二維桿圖轉(zhuǎn)換成矩形波來顯示。收集了足夠的信息后，我開始嘗試上機(jī)調(diào)試，經(jīng)過反復(fù)的上機(jī)調(diào)試，用MANLAB編程得到這個圖形后，我覺得不是很滿意，因?yàn)樵?1間跳變的時候有延時。后來經(jīng)過不斷嘗試、調(diào)試， QPSK基帶源信號和串并變換后I、Q支路的矩形波顯示得到這個波形之后，可以接著思考I、Q支路載波調(diào)制的MATLBA軟件程序?qū)崿F(xiàn)。也就是說用cos函數(shù)乘以I支路信號，用sin函數(shù)乘以Q支路信號就可以實(shí)現(xiàn)，再用相加器把得到的I、Q支路載波調(diào)制后信號合成就可以得到QPSK已調(diào)信號了。從解調(diào)原理圖可以看出，要實(shí)現(xiàn)QPSK解調(diào)，首先要實(shí)現(xiàn)載波恢復(fù)，載波恢復(fù)后要進(jìn)行積分，然后進(jìn)行抽樣判決，再進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，就可以得到QPSK解調(diào)信號。 QPSK信號和PSK信號的功率譜比較（1） 對于QPSK，有 （） ，g(t)為基帶波形，為碼元寬度，對應(yīng)有四種取值。等概率取值時，可以計算得到QPSK信號的功率譜為 （）式中，=1/=2，G（f）為基帶波形g(t)的傅立葉變換。分析研究完QPSK與PSK的功率譜組成后，開始考慮怎么用MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)他們的功率譜波形，分析比較它們之間的差異以及優(yōu)缺點(diǎn)。fc=10。Ts=1。x2=sin(pi.*(ffc).*Ts)。x4=x2./(pi.*(ffc).*Ts)。x6=abs(x4).^2。x8=10*log10(x7)。y2=y1./(2*pi.*(ffc).*Ts)。y5=10*log10(y4)。r39。axis([0,20,40,5])。fc39。ylabel(39。)。qpsk 的功率譜39。psk 的功率譜39。 QPSK與PSK的功率譜剛剛調(diào)試成功畫出這個圖形的時候，我懷疑它是不是錯誤的，因?yàn)闀旧厦娴墓β首V都是從0dB開始衰減的，而我的MATLAB軟件編程得到的QPSK功率譜是從0dB開始衰減的，可是PSK卻是從50dB開始衰減的。我再次認(rèn)真的看了參考文獻(xiàn)上面關(guān)于功率譜的分析，再仔細(xì)對照了我編寫的程序，覺得應(yīng)該是沒有錯誤的。在百思不得其解的情況下，我問了身邊會用MATLAB軟件的同學(xué)，我們一起討論了一下，結(jié)果也是找不到問題的所在，只好再去咨詢我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師。他說我的仿真結(jié)果是對的，書上的功率譜圖形也是對的。老師看我迷茫的樣子，把問題的所在緩緩道來：書上面的分析都是歸一化之后的功率譜，所以都是從0dB開始衰減的，是一種理想化的功率譜，而你的功率譜波形是沒有歸一化的，所以兩者都是正確的。后來我再查閱參考文獻(xiàn)的時候發(fā)現(xiàn)書上都有提及為了便于分析比較，便于理解書上很多圖形都是作了歸一化后作出來的。帶寬的定義不是唯一的，可以根據(jù)使用要求認(rèn)為的確定。功率譜中比峰值低3dB的兩個頻率的間隔。通常以為中心，稱由到+范圍的功率譜為功率譜主瓣，以功率譜主瓣為寬度也稱零—零帶寬。以功率譜峰值為高和以等效噪聲帶寬為寬的矩形面積等于總的接收信號功率。實(shí)際上是一種百分比能量帶寬，或是以給定滾降系數(shù)的限帶濾波器的帶寬。 QPSK誤碼率和星座圖剛開始考慮如何對QPSK誤碼率和星座圖進(jìn)行仿真和研究是，還是決定從Smulink模塊開始仿真會比較容易實(shí)現(xiàn)。它與QPSK 有同樣的相位關(guān)系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進(jìn)行正交調(diào)制。由于兩支路碼元半周期的偏移，每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會發(fā)生兩支路碼元同時翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。土90176。濾波后的OQPSK信號中包絡(luò)的最大值與最小值之比約為，不可能出現(xiàn)比值為無限大的情況，因而OQPSK信號在非線性限帶信號具有優(yōu)于QPSK的頻譜利用性能。OQPSK和QPSK有相同的誤比特性能。兩者的缺點(diǎn)表現(xiàn)為，功率譜旁瓣占有能量大，要求很寬的帶寬；而且，在OQPSK和QPSK輸出端必須有復(fù)雜的濾波器限帶，否則在移動通信系統(tǒng)應(yīng)用中很難滿足臨道輻射小于60dB。在差分檢測中，OQPSK比QPSK性能差，原因是OQPSK在差分檢測時引入了碼間干擾。而OQPSK 的功率譜主瓣包含功率的92．5％，(R 為碼元速率)。故OQPSK 性能優(yōu)于QPSK。相位跳變，信號通過BPF 后包絡(luò)起伏小，性能得到了改善，因此受到廣泛重視。的相位跳變，因而高頻滾降慢，使得頻帶較寬。但是在用MATLAB軟件語言編寫具體程序是卻花了很長時間沒有實(shí)現(xiàn)，后來畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師建議我用Simulink模塊來仿真OQPSK，我聽從了老師的意見，開始著手思考怎么用Simulink模塊來仿真OQPSK。 不同性噪比下誤碼率的比較（1） 在SNR==5dB時，、 PSK誤碼率 QPSK誤碼率 OQPSK誤碼率（2） 在SNR==0dB時，、 PSK誤碼率 QPSK誤碼率 OQPSK誤碼率（3）在SNR==6dB時，、 PSK誤碼率 QPSK誤碼率 OQPSK誤碼率 以上各圖中，第三行顯示的是在仿真中發(fā)送的碼元數(shù)，第二行顯示的是接收端收到的錯誤碼元數(shù)，第一行顯示的就是誤碼率。當(dāng)然了，在信道環(huán)境很好的情況下，PSK的誤碼率性能也是可以接受的，因?yàn)镻SK的調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)起來成本比較低，設(shè)備比較簡單，所以在信道環(huán)境比較好的情況下還是會被采用。第二階段是熟悉MATLAB 函數(shù)編寫程序和Simulink建模，這一階段側(cè)重于對MATLAB 函數(shù)的基本掌握和Simulink中基本通信模塊的使用的了解和掌握。第四階段對全局有了大體把握，信號的調(diào)制解調(diào)也都實(shí)現(xiàn)了。第五階段對PSK、QPSK、OQPSK信號的各種性能作了仿真和研究，并且對比了它們之間的性能差異，分析了何種情況下哪種調(diào)制解調(diào)方式更加適合信道的傳輸。（2） 心得體會在這三個月的畢業(yè)設(shè)計中，我受益非淺，從最初的查閱資料到MATLAB的學(xué)習(xí)，從理論的研究到實(shí)際的程序仿真及模塊實(shí)現(xiàn)，一步一步走得非常緩慢和艱辛，知識的探索本身就是一個曲折的過程，在這次畢業(yè)設(shè)計中，讓我更深刻地體會到這一點(diǎn)。這次畢業(yè)設(shè)計總體上說是達(dá)到了設(shè)計的要求，比較圓滿地完成了設(shè)計任務(wù)，得到的調(diào)制解調(diào)各步驟的仿真波形也比較理想，但這樣是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，設(shè)計中仍存在很多問題值得我思考和繼續(xù)探討。參考文獻(xiàn)[1] 樊昌信,詹道庸,徐炳祥,(第五版)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2001.[2] [M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2000.[3] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2001.[4] 郭興陽,[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2001,2(1):4143.[5] [M].北京：人民郵電出版社, 2003.[6] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.[7] 黃忠霖， 符號運(yùn)算及其應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.[8] 聶濤，王京，[M].北京：人民郵電出版社，1997.[9] 祁玉生，[M].北京：人民郵電出版社，1999.[10] 王立寧，樂光新，[M].北京：人民郵電出版社，2000.[11] 徐明遠(yuǎn)，[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2005.[12] MATLAB Help document . The , 1999.[13] The Effects of the Amplitude and Delay Slope Components of Frequency Selective Fading on QPSK, Offset QPSK and 8 PSK SystemsMorais, D.。 Feher, K.。 McBride, A.。 Feher, K.