(完整word版)QPSK通信系统的设计与仿真.doc

摘要
介绍了数字通信中的QPSK调制解调的原理,通过用Matlab编写脚本程序对QPSK通信系统的发射和接收过程的具体实现进行模拟仿真,绘出信号在理想信道和加噪信道中模拟传输时的时域图,并对各模块进行了频谱分析,所得到的结果与理论基本相符,对于理解QPSK系统的性能并在系统的实际应用上作进一步的设计,提供了有效的参考依据。
通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。在QPSK调制方式以后，还会出现进制更多的调制方式。而我们着重要解决的问题也从如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率。阐述QPSK调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析，希望有所收获。

关键词：数字通信四相相位键控(QuadraturePhaseShiftKeying,QPSK)MATLAB

目录TOC\o"1-3"\h\u
HYPERLINK\l_Toc17487前言 PAGEREF_Toc174871
HYPERLINK\l_Toc30816一、QPSK简介 PAGEREF_Toc308162
HYPERLINK\l_Toc229302.1QPSK调制原理 PAGEREF_Toc229303
HYPERLINK\l_Toc65852.2QPSK解调原理 PAGEREF_Toc65855
HYPERLINK\l_Toc23102三、MATLAB仿真结果 PAGEREF_Toc231026
HYPERLINK\l_Toc207903.1QPSK的产生及加噪仿真 PAGEREF_Toc207906
HYPERLINK\l_Toc205833.2QPSK解调前后信号仿真 PAGEREF_Toc205836
HYPERLINK\l_Toc157363.3QPSK码元恢复 PAGEREF_Toc157367
HYPERLINK\l_Toc126793.4误码率分析 PAGEREF_Toc126799
HYPERLINK\l_Toc29192四、程序清单 PAGEREF_Toc2919210
HYPERLINK\l_Toc12075五、总结 PAGEREF_Toc1207517
HYPERLINK\l_Toc15804六、参考文献 PAGEREF_Toc1580418
HYPERLINK\l_Toc14927七、致谢 PAGEREF_Toc1492719
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前言
随着数字技术的飞速发展与数字器件的广泛使用,数字信号处理在通信系统中的应用已经越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统,频带传输系统也叫数字调制系统,该系统对基带信号进行调制,使其频谱搬移到适合在信道(一般为带通信道)上传输的频带上。数字调制和模拟调制一样都是正弦波调制,即被调制信号都为高频正弦波。数字调制信号又称为键控信号,数字调制过程中处理的是数字信号,而载波有振幅、频率和相位3个变量,且二进制的信号只有高低电平两个逻辑量即1和0,所以调制的过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制,最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制)。多进制数字调制与二进制相比,其频谱利用率更高。在数字通信、数字视频广播、数字卫星广播等领域中,广泛采用M进制的调制方式[1]。理论分析指出,在恒参信道中利用PSK方式可以获得最佳接收性能,在接收机噪声的作用下,PSK误码率最低。本文用Matlab软件对M=4的四相相位调制解调(QPSK)进行模拟,并对各模块进行了仿真分析。

一、QPSK简介
在多相调制中，可以用多种相位差来表示数字数据信息。把要传送的二进制信息序列每K比特编为一组，那么便构成了K比特码元，每一K比特码元都有2^K种不同的状态，要用2^K种不同的相位或相位差来表示。由于K比特码元包括的信息量是二进制码元所含信息量的K倍，所以，多相调制系统与二相调制系统相比，在码元传输速率相同时，信息传输速率更高。例如，四相调制系统的信息传输速率是二相调制系统的两倍。另外，在系统信息传输速率的情况下，由于多相调制系统的码元速率比二相调制要低，因而多相调制时，信号码元