QPSK调制解调完整程序(配有自己的注释)

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通信原理的MATLAB实验 QPSK的调制解调报告

通信原理实验项目名称：QPSK的调制解调一、实验任务任意输入长度为64比特的二进制信息，采用QPSK系统传输。

码元速率为1Bps，载波频率为10Hz，采样频率为40 Hz，利用Matlab画出：（1）调制后的信号波形；（2）经信道传输后的信号波形（假设加性高斯白噪声，其功率为信号功率1/10）；（3）（3）任意解调方法解调后的信号波形。

二、流程图三、完整程序Fd=1; %码元速率Fc=10; %载波频率Fs=40; %采样频率N=Fs/Fd;df=10;x=[ 1 1 0 1 1 0];%任意输入64比特的二进制信息M=2; %进制数SNRpBit=10;%加性高斯白噪声，其功率为信号功率的1/10，即信噪比为10 SNR=SNRpBit/log2(M); %转换为码元速率seed=[12345 54321];numPlot=length(x);figure(1)%画出输入二进制序列subplot(211);stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');title('输入波形’)%调制y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);numModPlot=numPlot*Fs;t=[0:numModPlot-1]./Fs;subplot(212);%画出调制后的信号plot(t,y(1:length(t)),'b-');axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('调制后的信号')%在已调信号中加入高斯白噪声randn('state',seed(2));y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%相干解调figure(2)subplot(211);plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出经过信道的实际信号axis([min(t) max(t) -1.5 1.5]);title('加入高斯白噪声后的已调信号')%带输出波形的相干M元频移键控解调subplot(212);stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');hold on;stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');hold off;axis([0 numPlot -0.5 1.5]);title('相干解调后的信号')四、波形。

qpsk软解调算法

qpsk软解调算法
QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）软解调算法是一种数字信号解调技术，用于将接收到的QPSK信号还原为原始的数字信号。

以下是QPSK软解调算法的基本步骤：
1.信号分离：首先，将接收到的QPSK信号分离为两个正交分量，即I路（同相分量）和Q路（正交分量）。

2.相位解调：对I路和Q路信号分别进行相位解调。

这通常涉及到与本地振荡器信号的相乘和低通滤波操作。

解调后，每个分量都将产生一个基带信号。

3.抽样判决：对解调后的I路和Q路基带信号进行抽样判决，以确定每个符号的相位状态。

根据相位的不同，可以将解调后的信号映射为4种不同的比特位组合。

4.位同步：在解调过程中，需要确保抽样的时间与发送数据的位同步。

位同步是数字通信中的一个关键问题，需要确保接收端正确地理解发送数据的速率和格式。

5.数据恢复：最后，根据抽样判决的结果，恢复出原始的数字信号。

这一步通常涉及到对数据进行解码，以恢复出原始的比特流。

需要注意的是，QPSK软解调算法的实现可能会因具体的通信系统和硬件平台而有所不同。

在实际应用中，可能还需要考虑其他因素，如信道噪声、多径干扰、载波频率偏移等，这些因素可能会影响解调的性能。

QPSK调制解调完整程序(配有自己的注释)知识分享

Q P S K调制解调完整程序(配有自己的注释)QPSK调制解调完整程序（配有注释）clc;clear all;%假定接收端已经实现载波同步，位同步（盲信号解调重点要解决的问题：载波同步（costas环（未见到相关代码）），位同步（Gardner算法（未见相关代码）），帧同步）% carrier frequency for modulation and demodulationfc=5e6;%QPSK transmitterdata=5000 ; %码数率为5MHZ %原码个数rand_data=randn(1,5000);for i=1:dataif rand_data(i)>=0.5rand_data(i)=1;elserand_data(i)=0;endend%seriel to parallel %同时单极性码转为双极性码for i=1:dataif rem(i,2)==1if rand_data(i)==1I(i)=1;I(i+1)=1;elseI(i)=-1;I(i+1)=-1;endelseif rand_data(i)==1Q(i-1)=1;Q(i)=1;elseQ(i-1)=-1;Q(i)=-1;endendend% zero insertion ，此过程称为成形。

成形的意思就是实现由消息到波形的转换，以便发射，脉冲成形应该是在基带调制之后。

zero=5; %sampling rate 25M HZ ,明白了，zero为过采样率。

它等于采样率fs/码速率。

for i=1:zero*data % 采样点数目=过采样率*原码数目if rem(i,zero)==1Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1);Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1);elseIzero(i)=0;Qzero(i)=0;endend%pulse shape filter，接着，将进行低通滤波，因为随着传输速率的增大，基带脉冲的频谱将变宽%如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波，后面加载频的时候可能会出现困难。

QPSK的调制与解调课程设计

注意事项： a. 信号的相位要保持稳定 b. 接收信号的强度要足够大 c. 解调过程中要避免干扰信号的影响
实验结果分析
实验目的：验证QPSK调制与解调的原理和性能
实验设备：信号源、调制器、解调器、示波器等
实验步骤：设置参数、调制信号、解调信号、观察波形等
实验结果：调制信号的频谱、解调信号的波形、误码率等
03
QPSK信号的生成
信号调制：将信息比特转换为QPSK信号
信号生成：通过I/Q调制器生成QPSK信号
信号频率：QPSK信号的频率为载波频率的4倍
信号相位：QPSK信号的相位有4种可能，对应4种信息比特
QPSK信号的解调
解调原理：利用相位差进行解调
解调方法：采用相位检测器进行解调
解调过程：首先进行相位检测，然后进行信号恢复
QPSK调制与解调在遥感系统中的应用
添加标题
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QPSK调制：将遥感数据调制到载波上，提高传输效率
遥感系统：通过卫星、飞机等平台获取地球表面信息
QPSK解调：接收端对载波进行解调，恢复遥感数据
应用优势：抗干扰能力强，传输距离远，数据传输速率高
QPSK调制与解调在其他领域的应用
添加标题
实验过程：包括信号产生、调制、解调、接收等步骤
添加标题
实验不足：在实验过程中遇到了一些困难，如信号干扰、设备故障等
QPSK调制与解调的应用
05
QPSK调制与解调在通信系统中的应用
提高传输速率：QPSK调制可以提高传输速率，满足高速数据传输的需求。
提高抗干扰能力：QPSK调制可以提高系统的抗干扰能力，保证通信质量。
QPSK调制信号的波形
每个相位对应一个比特，0度对应0，180度对应1

四相移相键控(QPSK)调制及解调实验

实验二四相移相键控（QPSK ）调制及解调实验一、实验目的1、了解QPSK 调制解调原理及特性。

2、了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。

二、实验内容1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。

2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。

3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。

三、基本原理（说明：原理部分需简要介绍）1、QPSK 调制原理QPSK 的调制有两种产生方法相乘电路法和选择法。

相乘法：输入信号是二进制不归零的双极性码元，它通过“串并变换”电路变成了两路码元。

变成并行码元后，每个码元的持续时间是输入码元的两倍。

用两路正交载波去调制并行码元。

发射信号定义为：⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-+=其他,00],4)12(2cos[/2)(b t T t i ft t E t S ππ其中，i ＝1，2，3，4；E 是发射信号的每个符号的能量，T 为符号的持续时间，载波频率f 等于nc/T ，nc 为固定整数选择法输入基带信号经过串并变换后用于控制一个相位选择电路，按照当时的输入双比特ab ，决定选择哪个相位的载波输出2、QPSK 解调原理QPSK 接收机由一对共输入地相关器组成。

这两个相关器分别提供本地产生地相干参考信号()t 1φ和()t 2φ。

四、实验步骤（说明：要详细）（1）QPSK 调制程序close all% x1是类似[1 1 -1 -1 -1 -1 1 1]的分布,作用是控制相位的180°反转。

%由于仿真中载波的频率是f=1Hz，所以1s的间隔内有一个完整周期的正弦波。

t=[-1:0.01:7-0.01]; % t共800个数据，-1~7st1=[0:0.01:8-0.01]; %t1也是800个数据点，0 ~8stt=length(t); % tt=800x1=ones(1,800);for i=1:ttif (t(i)>=-1 & t(i)<=1) | (t(i)>=5& t(i)<=7);x1(i)=1;else x1(i)=-1;endendt2 = 0:0.01:7-0.01; %t2是700个数据点，是QPSK_rc绘图的下标t3 = -1:0.01:7.1-0.01; %t3有810个数据点，是i_rc的时间变量t4 = 0:0.01:8.1-0.01; %t4有810个数据点，是q_rc的时间变量tt1=length(t1);x2=ones(1,800); %x2是类似于[1 1 -1 -1 1 1 1 1]的分布,作用是控制相位的180°反转for i=1:tt1if (t1(i)>=0 & t1(i)<=2) | (t1(i)>=4& t1(i)<=8);x2(i)=1;else x2(i)=-1;endendf=0:0.1:1;xrc=0.5+0.5*cos(pi*f); %xrc是一个低通特性的传输函数y1=conv(x1,xrc)/5.5; %y1和x1 实际上没什么区别，仅仅是上升沿、下降沿有点过渡带y2=conv(x2,xrc)/5.5; % y2和x2 实际上没什么区别，仅仅是上升沿、下降沿有点过渡带n0=randn(size(t2));f1=1;i=x1.*cos(2*pi*f1*t); % x1就是I dataq=x2.*sin(2*pi*f1*t1); %x2就是Q dataI=i(101:800);Q=q(1:700);QPSK=sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q;QPSK_n=(sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q)+n0;n1=randn(size(t2));i_rc=y1.*cos(2*pi*f1*t3); % y1就是I data，i_rc可能是贴近实际的波形,i则是理想波形q_rc=y2.*sin(2*pi*f1*t4); %y2就是Q data，q_rc可能是贴近实际的波形,q则是理想波形I_rc=i_rc(101:800);Q_rc=q_rc(1:700);QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc);QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1;subplot(3,1,1);plot(t3,i_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('a序列');subplot(3,1,2);plot(t4,q_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('b序列');subplot(3,1,3);plot(t2,QPSK_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('合成序列');（2）QPSK解调程序clear allclose allbit_in = randint(1e3, 1, [0 1]);bit_I = bit_in(1:2:1e3); %bit_I为”奇数序列”，奇数序列是同相分量，以cos为载波bit_Q = bit_in(2:2:1e3); %bit_Q是bit_in的所有偶数下标组成的”偶数序列”，以sin为载波data_I = -2*bit_I+1; % 将bit_I中的1变成-1，0变成1; 注意data_I是500点data_Q = -2*bit_Q+1; %将bit_Q中的1变成-1，0变成1data_I1=repmat(data_I',20,1); %将500行的列向量data_I的共轭转置data_I’复制为20*500的矩阵，20行数据是相同的。

QPSK调制与解调原理

QPSK调制与解调原理QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它可以将数字信息通过调制信号的相位变化来传输。

QPSK调制与解调原理相互关联且较为复杂，本文将从以下几个方面进行详细介绍。

一、QPSK调制原理QPSK调制原理是将两个独立的调制信号按照正交的方式进行相位调制，得到复杂的调制信号。

其中，正交基是指两个正交信号的相位差为90度。

QPSK调制涉及到两个正交信号，分别记作I通道和Q通道。

将数字信号分成两个部分，分别映射为I通道和Q通道的调制信号。

具体过程如下：1.数字信号进行二进制编码，比如00、01、10、112. 对于每个二进制码组合，分别映射到I通道和Q通道的调制信号，通常采用正交调制方法进行映射。

I通道和Q通道的调制信号可以使用正弦和余弦函数进行表示，假设调制信号频率为f，那么I通道的调制信号可以表示为：I(t) = A*cos(2πf*t + θI)，Q通道的调制信号可以表示为：Q(t) = A*sin(2πf*t + θQ)。

3.结合I通道和Q通道的调制信号，可以得到复杂的QPSK调制信号为：S(t)=I(t)+jQ(t)，其中j是单位虚数，表示相位90度的旋转。

二、QPSK解调原理QPSK解调的目标是将复杂的调制信号恢复为原始的数字信息。

解调过程主要包含两个环节，分别是载波恢复和解调。

具体过程如下：1. 载波恢复：接收到的调制信号经过放大和频率移位后，通过相干解调方法将信号分为I通道和Q通道两个分支。

在该过程中，需要从已知的参考信号中恢复出原始信号的频率，并根据频率差异对信号进行对齐。

这样，I通道和Q通道的解调信号可以表示为：I'(t) = S(t) *cos(2π*f*t + θ')，Q'(t) = S(t) * sin(2π*f*t + θ')。

2.解调：在解调过程中，需要根据相位信息对I通道和Q通道的解调信号进行处理，得到原始的数字信号。

实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验

实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验实验一四相移相键控（QPSK ）调制及解调实验一、实验目的1. 了解QPSK 调制解调原理及特性。

2. 了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。

二、实验内容1. 观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。

2. 观察IQ 调制解调过程中各信号变化。

3. 观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。

三、基本原理1. QPSK 调制原理QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。

由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。

我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表，后一信息比特用b 代表。

双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。

表1-1 双比特码元与载波相位关系双比特码元载波相位a B A 方式 B 方式 0 1 1 00 0 1 1225° 315° 45° 135°0° 90° 180° 270°(1,1)(0,1)(0,0)(1,0)45°(1,0)(1,1)(0,1)(0,0)0°参考相位参考相位(a)(b)图1-1 QPSK 信号的矢量图下面以A 方式的QPSK 为例说明QPSK 信号相位的合成方法。

串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列，然后通过基带成形得到的双极性序列（从D/A 转换器输出，幅度为±2/2）。

设两个双极性序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。

双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图1-2中虚线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号，其相位编码关系如表1-2所示。

QPSK调制解调

QPSK 即4PSK ，正交相移调制。

在看QPSK 之前，先看一下通信系统的调制解调的过程为了方便分析，先假设这里是理想信道，没有噪声，接收端已经载波同步，位同步。

调制后的信号数学模型为：cos()c A w t φ+ 上述的x(t)被调制到了A,ϕ上。

如果调制信息在A 上，就是调幅，如果调制信息在φ上，就是调相。

QPSK 正是通过调整φ的变化，来传输信息。

φ分别取45135225,315︒︒︒︒，，4个相位表示00，01，10，11表示4个信息，调制后的信号表达式为：cos(45),00cos(135),01()cos(225),10cos(315),11c c c c A w t x A w t x s t A w t x A w t x ︒︒︒︒⎧+=⎪+=⎪=⎨+=⎪⎪+=⎩ (cos cos 45sin sin 45),00(cos cos135sin sin135),01()(cos cos 225sin sin 225),10(cos cos315sin sin 315),11c c c c c c c c A w t w t x A w t w t x s t A w t w t x A w t w t x ︒︒︒︒︒︒︒︒⎧-=⎪-=⎪=⎨-=⎪⎪-=⎩sin ),00cos sin ),01()cos sin ),10sin ),11c c c c c c c c w t w t x w t w t x s t w t w t x w t w t x -=-+==--=+= 这样的话，我们调制任何一个信号，都可以转化为调制在同一时刻的两路上的幅度调制后再相加合并为一路输出，而调制模型cos()c A w t φ+中任意的A 和φ，根据正交分解的原理，又可以分解到两个相互正交个坐标轴上，这就是星座映射、IQ 分路的本质原理。

又由于cos()sin()c jw t c c e w t j w t =+，所有我们又经常把需要IQ 分路的调制用c jw t e 这样的复数来表示，也经常说IQ 分别是实部，虚部。

qpsk调制解调

qpsk调制解调QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，常用于无线通信中对数据进行调制与解调。

它利用信号的相位来携带信息，将每个信号符号映射到特定的相位角度上。

在QPSK调制中，使用两个正交的载波信号进行调制，分别称为I （In-phase）和Q（Quadrature）信号。

这两个信号的相位差为90度，在时钟周期中，可以将一个符号期划分为四个相位，每个相位代表不同的数据。

QPSK调制的实现步骤如下：1. 将原始数据分为两个数据流，分别称为I路和Q路。

可以通过多种方式将原始数据分为两个流，如交织、分组等。

2. 将每个数据流转换为数字信号，通常情况下为二进制（1或0）。

对于I路和Q路，每个二进制位代表不同的相位。

3. 将每个二进制位映射到对应的相位上。

通常情况下，可以使用星座图来代表每个相位的位置。

在QPSK调制中，星座图有四个点，每个点代表一个相位。

4. 将映射之后的信号与I和Q信号进行叠加，得到最终的QPSK调制信号。

调制信号可以通过将I和Q信号分别乘以正弦和余弦函数得到。

QPSK调制的解调步骤如下：1. 接收到QPSK调制的信号，将信号与正弦和余弦函数进行乘法运算，得到I路和Q路信号。

2. 对I路和Q路信号进行采样，获取每个符号周期内的采样值。

通常情况下，采样点与信号的相位有关。

3. 根据采样点的位置，将每个符号周期内的信号归类到相应的区域。

可以使用星座图来辅助识别相位。

4. 将每个区域映射为二进制数据，并重新组合为解调后的原始数据流。

QPSK调制具有以下优点：1. 高效性：QPSK调制可以在每个符号周期内携带两个比特的信息，与BPSK相比，传输效率提高了一倍。

2. 低复杂度：QPSK调制相对于其他高阶调制技术（如16-QAM、64-QAM）来说，实现起来更简单。

它仅需要两个正交的载波来进行调制，降低了硬件的复杂性。

3. 抗噪性好：由于QPSK调制的相位差为90度，使得它对于噪声的干扰具有较好的抵抗能力。

(完整)QPSK调制与解调原理

QPSK 调制：四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息,是四进制移相键控.QPSK 是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°， 135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01,10，11，其中每一组称为双比特码元.每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。

QPSK 中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。

解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。

图2-1 QPSK 相位图以π/4 QPSK 信号来分析，由相位图可以看出：当输入的数字信息为“11"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+4ππ2cos c t f A (2-1) 当输入的数字信息为“01"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+43ππ2cos c t f A (2-2）当输入的数字信息为“00"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+45ππ2cos c t f A （2—3）当输入的数字信息为“10”码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+47ππ2cos c t f A （2—4） QPSK 调制框图如下：图2-2 QPSK 调制框图其中串并转换模块是将码元序列进行I/Q 分离，转换规则可以设定为奇数位为I ，偶数位为Q 。

例：1011001001:I 路：11010；Q 路：01001电平转换模块是将1转换成幅度为A 的电平,0转换成幅度为-A 的电平。

如此，输入00则)452cos(2)2sin()2cos(ππππ+=+-=t f A t f A t f A QPSK cc c ，输入11,则)42cos(2)2sin()2cos(ππππ+=-=t f A t f A t f A QPSK c c c ，等等。

(完整版)QPSK调制原理及matlab程序实现

QPSK已调信号生成一、QPSK介绍QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying 的缩写，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。

其有抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高等优点，广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。

二、实验平台和实验内容１、实验平台本实验是MATLAB环境中生成基本QPSK已调信号，只需要MATLAB12.0。

２、实验内容1.基带信号为周期127bits伪随机序列，信息比特速率：20kbps，载波频率：20kHz（速率及频率参数现场可调整）；2.在MATLAB环境中编写M代码搭建QPSK调制系统模型；3.观测基带时域波形、已调信号时域波形；4.观测基带发射星座图；5.观测已调信号的功率谱（优先）或频谱；三、实现框图及其原理分析１、原理分析及其结构QPSK与二进制PSK一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。

载波相位取四个等间隔值之一，如л/4, 3л/4,5л/4,和7л/4。

相应的E为发射信号的每个符号的能量，T为符号持续时间，载波频率f等于nc/T，nc为固定整数。

每一个可能的相位值对应于一个特定的二位组。

例如，可用前述的一组相位值来表示格雷码的一组二位组：10，00，01，11。

Ｓｉｎ（ｔ）＝2E/tｃｏｓ［２]4/+∏i］０＜＝ｔ＜＝Ｔ)1-ft∏2(其中，i＝１，２，３，４。

2、框图四、实验结果与分析图一基带信号为周期为127bits的伪随机序列。

图二：已调信号时域波形带宽为7104 HzB点信号的星座图映射，00、01、10、11组合分别映射成-1-j,-1+j,1-j,1+j。

五、实验源码clc;clear all;Num=127;data=randi([0 1],1,Num);figure(1)plot(data)title('基带时域波形');f=20000; %载波频率20kHzRb=20000; %码元速率20kHzTs=1/f;Ns=8000;sample=1*Ns; %每个码元采点数为8000,采样频率为8000*20kHz N=sample*length(data)/2; %总采样点数data1=2*data-1; %正/负极性变换,产生二进制不归零双极性码元%-------------------------将信息源分成两路，分别对信号进行抽样-------------data_1=zeros(1,N); %定义一个长度为N的空数据data_1for i1=1:Num/2data_1(sample*(i1-1)+1:sample*i1)=data1(2*i1-1); %对奇数码元进行采样enddata_2=zeros(1,N);for i2=1:Num/2data_2(sample*(i2-1)+1:sample*i2)=data1(2*i2); %对偶数码元进行采样enda=zeros(1,N);b=zeros(1,N);for j1=1:Na(j1)=cos(2*pi*f*(j1-1)*Ts/Ns); %对余弦载波抽样每个周期采N个点 b(j1)=-sin(2*pi*f*(j1-1)*Ts/Ns); %对正弦载波抽样每个周期采N个点end%---------------------------调制---------------------------data_a=data_1.*a; %a路用余弦调制data_b=data_2.*b; %b路用正弦调制data_c=data_a+data_b;figure(2)subplot(3,1,1)plot(data_a)title('QPSK已调实部时域信号');subplot(3,1,2)plot(data_b)title('QPSK已调虚部时域信号');subplot(3,1,3)plot(data_c);title('QPSK已调信号时域波形');%---------------------绘制调制后波形的频谱图-------------------data_modul1= data_1(1:502000)+1i*data_2(1:502000);data_modul=data_a+1i*data_b;%调制后总的信号figure(3)plot(data_modul1,'o');axis([-2 2 -2 2]);title('星座图');figure(4)QPSK=10*log10(abs(fftshift(fft(data_modul,2048))).^2); %信号的频率值SFreq=linspace(-Rb*sample/2,Rb*sample/2,length(QPSK)); %信号的频率谱范围plot(SFreq,QPSK);title('QPSK已调信号频谱图');xlabel('Frequency');ylabel('Amplitude');hold on;。

QPSK调制解调课设完整版

2012专业综合课程设计————————————通信专业：***班级：0902402学号：090240212题目：利用matlab设计并仿真数字通信系统一、题目要求利用matlab软件设计并仿真下面的无线通信系统要求：1、输入信号为比特流形式，比特速率通常为100kbps数量级。

2、载波频率自定。

通常为MHz数量级。

3、信道为多径信道（仿真中2径即可），信道中噪声为加性高斯白噪声。

4、信噪比自行设定。

5、画出图中各点波形。

6、画出系统误码率与接收端信噪比SNR的关系（蒙特卡洛仿真）。

7、在给定信噪比情况下，分析多径延时大小对系统性能有没有影响？画出系统误码率与多径延时大小之间的关系。

二、设计过程1）概念理解：QPSK即四进制移向键控（Quaternary Phase Shift Keying），它利用载波的四种不同相位来表示数字信息，由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。

两个二进制码元中的前一个码元用a表示，后一个码元用b 表示。

2）调制：QPSK信号可以看作两个载波正交2PSK信号的合成，下图表示QPSK正交调制器。

二进制数据序列分离器极性NRZ电平编码器原理分析：由randint函数产生一个1x20的二进制随机矩阵，作为基带信号data；然后转换成极性码（极性NRZ电平编码器）；然后按奇偶次序抽出随机数后组成1x10的矩阵（分离器）；将这两个矩阵中码元宽度增大为原来的2倍（采用增加点数）；如图在a路Idata与余弦载波相乘，b路同理；最后代数相加，此时便产生QPSK调制信号作为输出。

3）解调：解调原理图如下所示。

φ1（t ）同相信道门限＝0φ2（t ）正交信道门限＝0 原理分析：同相支路和正交支路分别采用相干解调方式解调，得到()I t 和()Q t ，经过低通滤波器（LPF ）抽样判决和并/串交换器，将上下支路得到的并行数据恢复成串行数据demodata （1x20），此过程在复接器实现，此时便得到QPSK 解调信号(应该和基带信号一样)。

(完整word版)通信原理课程设计——QPSK信号的调制解调(word文档良心出品)

一、QPSK信号的调制解调一、题目要求利用matlab软件设计并仿真下面的无线通信系统要求：1、输入信号为比特流形式，比特速率通常为100kbps数量级。

2、载波频率自定。

通常为MHz数量级。

3、信道为多径信道（仿真中2径即可），信道中噪声为加性高斯白噪声。

4、信噪比自行设定。

5、画出图中各点波形。

6、画出系统误码率与接收端信噪比SNR的关系（蒙特卡洛仿真）。

7、在给定信噪比的情况下，分析多径延时大小对系统性能有没有影响？画出系统误码率与多径时延大小之间的关系。

二、设计思路1、利用matlab随机函数产生随机0、1的数字信号，频率为100kbps，变成极性码，把得到的数字信号分成两路进行正交调制。

2、载波频率选择为1Mhz，进行调制，即每个码元由10个正弦波调制,每个码元选取100个点表示，即抽样频率为10Mhz。

3、相乘调制后得到的两路信号相加得到的信号，通过天线发送出去。

4、在无线信道中会有高斯白噪声和信号的多径（仿真中2径）时延产生影响。

5、接收端接收到信号后，进行带通滤波，采用巴特沃斯滤波器，将带外噪声滤掉。

6、对信号进行解调，分别乘以cos和sin两路本地载波，得到的结果用低通滤波器滤波，得到解调的信号。

7、对解调得到的信号判决，大于零为+1，小于零为-1，传给信宿。

8、对比判决后的信号和原始极性码，求出误码率。

9、改变在无线信道中加入的高斯白噪声和信号的信噪比，从-19dB到10Db,分别对应的误码率，画出曲线。

10、改变多径（二径）时延，从一个dt到20dt，分别对应的误码率，画出曲线。

三、模块设计1、发送端产生1000个随机0、1数字信号，并按照奇偶分成两路，a 点波形%%%%%%%%%%%%%%%%%% 朱尤祥 09通信三班 090610131 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%f=100000，信号频率100kbps；fc=1000000 ;载频1Mhzclear allnum=1000 ;%取num个抽样点n=100 ;%每个间隔取n个点，来恢复波形和延时f=100000 ;fc=1000000 ;dt=1/f/n ;%时间间隔即为每个码元宽度除以nt=0 :dt (1/f*num-dt) ;%总码元时间N=length(t) ;%长度t1=0 :dt (1/f*num/2-dt) ;%串并转换，时间减半m=1 ;%延时t2=0 :dt (1/f*num/2+(m-1)*dt) ;%串并之后，延时mfor recycle=1 :10data=randint(1,num,2) ;%num个抽样点datanrz=data.*2-1 ;%变成极性码%串并转换，将奇偶位分开idata=datanrz(1:2(num-1));%奇qdata=datanrz(2:2:num);%偶ich=zeros(1,num*n/2); %初始化波形信号for i=1:num/2ich((i-1)*n+1:i*n)=idata(i);endfigure(1)subplot(121)plot(t1,ich);axis([0,1/f*num/2,-1.5,1.5]);title(‘数字信源的一路信号，奇数’);for ii=1:N/2a(ii)=cos(2*pi*fc*t(ii));endidata1=ich.*a; %奇数位的抽样值与cos函数相乘得到其中的一路信号qch=zeros(1,num*n/2); for j=1:num/2qch((j-1)*n+1:j*n)=qdata(j); endsubplot(122)plot(t1,qch);axis([0,1/f*num/2,-1.5,1.5]);title(‘数字信源的另一路信号，偶数’); for jj=1:N/2b(jj)=sin(2*pi*fc*t(jj)) ; endqdata1=qch.*b ;%偶数位的抽样值与sin 函数相乘得到其中的另一路信号1x 10-3数字信源的一路信号，奇数x 10-3数字信源的另一路信号，偶数2、载波频率为1Mhz ，为b 点的波形(放大后)figure(2)carrier=cos(2*pi*fc*t1) ;plot(t1,carrier) ;title(‘fc=1Mhz 的载波’) ;2fc=1Mhz的载波x 10-43、将两路信号相加，得到发送端发送的信号，即c点波形(放大后) s=idata1+qdata1 ;%将奇偶相加figure(3)plot(t1,s),title(‘调制信号，即是两路合并发送的信号’)3调制信号，即是两路合并发送的信号x 10-44、在信道中加入了高斯白噪声和由于二径时延信号的合成，直射波的幅度取0.7，反射波的幅度取0.3。

(完整word版)毕设—QPSK的调制解调

目录摘要 0ABSTRACT (1)第1章绪论 (3)1.1课题背景、目的及意义 (3)1.2课题的主要内容 (5)1.3本论文的结构安排 (5)第2章调制解调技术 (6)2.1常见的调制解调技术 (6)2.2QPSK技术 (6)2.2.1 QPSK原理 (6)2.2.2 QPSK实际应用 (11)2.3比较联系 (12)2.4QPSK应用前景 (13)第3章MATLAB简介 (14)3.1M ATLAB概貌 (14)3.1.1 MATLAB的发展 (14)3.1.2 Matlab的主要功能 (15)3.2M ATLAB的优势及特点 (16)3.2.1 Matlab的优势 (16)3.2.2 Matlab 语言的特点 (16)第4章QPSK调制解调设计 (18)4.1设计步骤 (18)4.2QPSK的调制解调 (20)4.3QPSK在高斯噪声情况下调制解调 (23)4.4QPSK抗噪声性能仿真 (27)第五章结论与总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1 代码 (33)附录2 外文文献及翻译 (43)外文文献 (43)中文翻译 (49)附录3 毕业设计任务书 (52)附录4 开题报告 (55)华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告 ..................... 错误!未定义书签。

摘要在21世界信息飞速发展的时代，各个国家对通信行业的支持更是不遗余力。

当前我国3G行业正值蓬勃发展，国家又在大力倡导三网融合。

各个运营商都在极力扩展自己的业务。

这也在为客户服务方面有了更高的要求、更高的质量。

众所周知，调制解调技术是信号传输的基本和核心。

好的技术能够快速地传递用户信息，并且有着高的准确性（即非常低的误码率）和可靠性。

QPSK调制解调技术以其高的解调速率、低的误码率，在CDMA领域得到广泛应用。

此项研究，对通信行业的发展有着积极推进的作用，利于提高我国通信行业的技术水准，以便于更好的为国家和人民服务。

QPSK调试与解调程序

clear allclose all%参数fcarr=2e3; % Carrier frequency(Hz)B=1e3; % Rate of symbol(Baud)nsamp=16; % oversample ratefs=nsamp*B; % Sampling frequency(Hz)Fn=fs/2; % Nyquist frequencyTs=1/fs; % Sampling TimeM=4;NumBit=2000; % Number of bits in one frame NumMont=100;SNR_dB=10; % 只能输入一个信噪比值SNR=10.^(SNR_dB/10);DataTX=randint(1,NumBit); %产生ZR信号signal=mapping(DataTX,M);%产生NZR信号\for i=1:nsamp*length(signal) , %Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1); if rem(i,nsamp)==1signalsam(i)=signal(fix((i-1)/nsamp)+1);elsesignalsam(i)=0;endenddelay=8;%延迟rolloff=0.25;%滚降因子n_o=5;%滤波器阶数，或取50N=2*nsamp*n_o;psf=rcosfir(rolloff,n_o,fs/B,fs,'sqrt');signal_I=conv(real(signalsam),psf);%成型波signal_Q=conv(imag(signalsam),psf);%成形波for i=1:nsamp*length(signal)+N,t(i)=(i-1)/fs;s_I(i)=signal_I(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fcarr*t(i));s_Q(i)=signal_Q(i)*sqrt(2)*(-sin(2*pi*fcarr*t(i)));endsignal_tx=s_I+s_Q;% 经过信道Es=1; % Eg=1, Es本来等于Eg/2，但是前面的载波幅度为sqrt(2)，所以这里的Es=1EsN0_dB=10*log10(nsamp)+SNR_dB; % 计算出Es/N0的值，单位是dB N0=1/[10^(EsN0_dB/10)];noise=randn(1,length(signal_tx))*sqrt(N0);%noise=0;signal_tx_n=signal_tx+noise; % 带有噪声的信号% %QPSK receiver% %demodulationfai0=30*pi/180;%fai0=15*pi/180;%fai0=45*pi/180;fai0=0;v=+0.00002;f_cL=fcarr-v*B;%f_cL=fcarrfor i=1:nsamp*length(signal)+N,s_rI(i)=signal_tx_n(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*f_cL*t(i)+fai0); s_rQ(i)=signal_tx_n(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*f_cL*t(i)+fai0)); end%matched filtermf=rcosfir(rolloff,n_o,nsamp,fs,'sqrt');signal_rI=conv(s_rI,mf);signal_rQ=conv(s_rQ,mf);%data selectionfor i=1:nsamp*length(signal)Isel(i)=signal_rI(i+N);Qsel(i)=signal_rQ(i+N);end%samplefor i=1:length(signal),signal_rI_s(i)=Isel((i-1)*nsamp+1);signal_rQ_s(i)=Qsel((i-1)*nsamp+1);endtemp=signal_rI_s+j*signal_rQ_s;rbit=demapping(temp,M);figureplot(signal,'kx');title('原始信号星座图');axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2]);grid onfigure(2)plot(temp,'kx');title('接收端信号星座图')axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2]);grid on[number_of_errors,bit_error_rate] = biterr(DataTX,rbit)function output=mapping(input,M)% Íê³ÉÓ³Éäscale=log2(M);if M==2Constel=[-1,1]; % BPSK for i=1:length(input)output(i)=Constel(input(i)+1);endelseinput=reshape(input,scale,length(input)/scale);if M==4Constel=[-1,1];for i=1:size(input,2)I_out(i)=Constel(input(1,i)+1);Q_out(i)=Constel(input(2,i)+1);endoutput=(I_out+j*Q_out)/sqrt(2);endif M==16Constel=[-3,-1,1,3];for i=1:size(input,2)if input([1 2],i)==[0 0]'I_out(i)=-3;elseif input([1 2],i)==[0 1]'I_out(i)=-1;elseif input([1 2],i)==[1 1]'I_out(i)=1;elseif input([1 2],i)==[1 0]'I_out(i)=3;endif input([3 4],i)==[0 0]'Q_out(i)=-3;elseif input([3 4],i)==[0 1]' Q_out(i)=-1;elseif input([3 4],i)==[1 1]' Q_out(i)=1;elseif input([3 4],i)==[1 0]' Q_out(i)=3;endendoutput=(I_out+j*Q_out)/sqrt(10);endendfunction output=demapping(input,M)% 解映射% 生成调制星座集if M==2for i=1:length(input)if real(input(i))>0output(i)=1;elseif real(input(i))<0output(i)=0;endendelseif M==4constel=[1+j 1-j -1+j -1-j];for i=1:length(input)if real(input(i))>0 & imag(input(i))>0output(2*i-1:2*i)=[1 1];elseif real(input(i))>0 & imag(input(i))<0output(2*i-1:2*i)=[1 0];elseif real(input(i))<0 & imag(input(i))<0output(2*i-1:2*i)=[0 0];elseif real(input(i))<0 & imag(input(i))>0output(2*i-1:2*i)=[0 1];endendelseif M==16constel=[-3+3j -1+3j 1+3j 3+3j -3+j -1+j 1+j 3+j -3-j -1-j 1-j 3-j -3-3j -1-3j 1-3j 3-3j]./sqrt(10);bitstream={[0 0 1 0] [0 1 1 0] [1 1 1 0] [1 0 1 0]...[0 0 1 1] [0 1 1 1] [1 1 1 1] [1 0 1 1]...[0 0 0 1] [0 1 0 1] [1 1 0 1] [1 0 0 1]...[0 0 0 0] [0 1 0 0] [1 1 0 0] [1 0 0 0]};for i=1:length(input)[distance index]=sort(abs(input(i)-constel),'ascend');output([(i-1)*4+1:i*4])=bitstream{index(1)};endend。

QPSK调制解调完整程序(配有自己的注释)

QPSK调制解调完整程序（配有注释）clc;clear all;%假定接收端已经实现载波同步，位同步（盲信号解调重点要解决的问题：载波同步（costas环（未见到相关代码）），位同步（Gardner算法（未见相关代码）），帧同步）% carrier frequency for modulation and demodulationfc=5e6;%QPSK transmitterdata=5000 ; %码数率为5MHZ %原码个数rand_data=randn(1,5000);for i=1:dataif rand_data(i)>=0.5rand_data(i)=1;elserand_data(i)=0;endend%seriel to parallel %同时单极性码转为双极性码for i=1:dataif rem(i,2)==1if rand_data(i)==1I(i)=1;I(i+1)=1;elseI(i)=-1;I(i+1)=-1;endelseif rand_data(i)==1Q(i-1)=1;Q(i)=1;elseQ(i-1)=-1;Q(i)=-1;endendend% zero insertion ，此过程称为成形。

成形的意思就是实现由消息到波形的转换，以便发射，脉冲成形应该是在基带调制之后。

zero=5; %sampling rate 25M HZ ,明白了，zero为过采样率。

它等于采样率fs/码速率。

for i=1:zero*data % 采样点数目=过采样率*原码数目 if rem(i,zero)==1Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1);Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1);elseIzero(i)=0;Qzero(i)=0;endend%pulse shape filter，接着，将进行低通滤波，因为随着传输速率的增大，基带脉冲的频谱将变宽%如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波，后面加载频的时候可能会出现困难。

QPSK调制解调课设完整版

2012专业综合课程设计————————————通信专业姓名：***班级：0902402学号：090240212题目：利用matlab 设计并仿真数字通信系统一、题目要求利用matlab 软件设计并仿真下面的无线通信系统要求：1、输入信号为比特流形式，比特速率通常为100kbps 数量级。

2、载波频率自定。

通常为MHz 数量级。

3、信道为多径信道（仿真中2径即可），信道中噪声为加性高斯白噪声。

4、信噪比自行设定。

5、画出图中各点波形。

6、画出系统误码率与接收端信噪比SNR 的关系（蒙特卡洛仿真）。

7、在给定信噪比情况下，分析多径延时大小对系统性能有没有影响？画出系统误码率与多径延时大小之间的关系。

二、设计过程 1）概念理解：QPSK 即四进制移向键控（Quaternary Phase Shift Keying ），fed cb a数字信源 QPSK 调制带通滤波QPSK解调信宿载波本地载波它利用载波的四种不同相位来表示数字信息，由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。

两个二进制码元中的前一个码元用a 表示，后一个码元用b 表示。

2）调制：QPSK 信号可以看作两个载波正交2PSK 信号的合成，下图表示 QPSK 正交调制器。

原理分析：由randint 函数产生一个1x20的二进制随机矩阵，作为基带信号data ；然后转换成极性码（极性NRZ 电平编码器）；然后按奇偶次序抽出随机数后组成1x10的矩阵（分离器）；将这两个矩阵中码元宽度增大为原来的2倍（采用增加点数）；如图在a 路Idata 与余弦载波相乘，b 路同理；最后代数相加，此时便产生QPSK 调制信号作为输出。

3）解调：分离器极性NRZ 电平编码器二进制数据序列解调原理图如下所示。