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 demodulation

fc=5e6;

%QPSK transmitter

data=5000 ; %码数率为5MHZ %原码个数

rand_data=randn(1,5000);

for i=1:data

if rand_data(i)>=0.5

rand_data(i)=1;

else

rand_data(i)=0;

end

end

%seriel to parallel %同时单极性码转为双极性码

for i=1:data

if rem(i,2)==1

if rand_data(i)==1

I(i)=1;

I(i+1)=1;

else

I(i)=-1;

I(i+1)=-1;

end

else

if rand_data(i)==1

Q(i-1)=1;

Q(i)=1;

else

Q(i-1)=-1;

Q(i)=-1;

end

end

end

% 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)==1

Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1);

Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1);

else

Izero(i)=0;

Qzero(i)=0;

end

end

%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。

%平方根升余弦滤波器

% psf=rcosfir(rf,n_t,rate,fs,'sqrt') rate:过采样率，rf:滚降因子，n_t:滤波器阶数，fs:采样率

%用在调制或发送之前，用在解调或接受之后，用来降低过采样符号流带宽并不引发ISI（码间串扰）

NT=50;

N=2*zero*NT; % =500

fs=25e6;

rf=0.1;

psf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');% psf大小为500

Ipulse=conv(Izero,psf);

Qpulse=conv(Qzero,psf);

%为什么数字信号传输也要过采样，成形滤波？

%答：过采样的数字信号处理起来对低通滤波器的要求相对较低，如果不过采样，滤波的时候滤波器需要很陡峭，指标会很严格

%成形滤波的作用是保证采样点不失真。如果没有它，那信号在经过带限信道后，眼图张不开，ISI非常严重。成形滤波的位置在基带调制之后。

%因为经成形滤波后，信号的信息已经有所损失，这也是为避免ISI付出的代价。换句话说，成形滤波的位置在载波调制之前，仅挨着载波调制。

%即：（发送端）插值（采样）-成形-滤波（LPF)-加载频(载波调制)-加噪声至（接收端）乘本振-低通-定时抽取-判决。

%modulation

for i=1:zero*data+N %采样点数目改变（因为卷积的缘故） t(i)=(i-1)/(fs); %这里因为假设载频与码速率大小相等，所以用载频fc乘以过采样率=采样率。

Imod(i)=Ipulse(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(i));

Qmod(i)=Qpulse(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(i)));

end

sum=Imod+Qmod;

%QPSK receiver

%demodulation

for i=1:zero*data+N

Idem(i)=sum(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(i));

Qdem(i)=sum(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(i)));

end

%matched filter

mtf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');

Imat=conv(Idem,mtf);

Qmat=conv(Qdem,mtf);

%data selection

for i=1:zero*data

Isel(i)=Imat(i+N);

Qsel(i)=Qmat(i+N);

end

%sampler %提取码元

for i=1:data

Isam(i)=Isel((i-1)*zero+1);

Qsam(i)=Qsel((i-1)*zero+1);

end

%decision threshold

threshold=0.2;

for i=1:data

if Isam(i)>=threshold

Ifinal(i)=1;

else

Ifinal(i)=-1;

end

if Qsam(i)>=threshold

Qfinal(i)=1;

else

Qfinal(i)=-1;

end

end

%parallel to serial

for i=1:data

if rem (i,2)==1

if Ifinal(i)==1

final(i)=1;

else

final(i)=0;

end

else

if Qfinal(i)==1