QPSK抗噪声性能干扰仿真

Q P S K抗噪声性能干扰

仿真

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

通信系统综合设计题目 QPSK抗噪声性能仿真

摘要

基于MATLAB的调制解调方案，包括串并转换、电平转换、载波调制、信号合成、相干解调、抽样判决，和并串转换一系列系统的设计。对QPSK的星座图和调制解调进行了仿真，并对系统性能进行了分析，进而证明QPSK调制技术的

优越性。仿真QPSK系统通过AWGN信道的误符号率(SER)和误比特率(BER)，发送端采用GRAY编码映射，基带脉冲采用矩形脉冲，每个脉冲抽样点数为8。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，进而分析QPSK误符号率和误比特率。

关键词：QPSK 调制解调相干解调格雷码 MATLAB仿真误比特率

Abstract

the article will introduce the QPSK modulation and demodulation principle, then proposed one kind based on the MATLAB modulation and demodulation of the program, including the string and the conversion, conversion, carrier modulation, signal synthesis, coherent demodulation, sample sentences and string conversion, and a series of system design, the QPSK constellation diagram and the modulation and demodulation of the simulation, and the SER&BER of the system are analyzed, and then proved the superiority of QPSK modulation technology.

Keyword: QPSK Modulation and Demodulation Coherent Demodulation Gray Code

Matlab modulation Symbol Error Rate

一、设计的目的和意义 0

1.1 课题背景 0

1.2 课题研究现状 0

1.3 研究目的和意义 (1)

1.4 各章节分布 (1)

二、设计原理 (3)

2.1 4PSK信号的产生与解调原理介绍 (3)

2.1.1 相移键控系统概述 (3)

2.1.2 QPSK信号的产生 (4)

2.2 QPSK调制与解调的软件实现 (9)

2.2.1 SIMULINK功能介绍 (9)

三、详细设计步骤 (10)

3.1 M文件实现 (10)

3.1.1 QPSK抗噪声性能仿真的详细设计步骤 (12)

3.2 SIMULINK实现QPSK抗噪声性能仿真 (13)

四、设计结果及分析 (16)

4.1 M文件仿真分析 (16)

4.1.1 QPSK抗噪声性能仿真源程序截图： (16)

4.2 SIMULINK仿真分析 (15)

4.2.1 调用Simulink中的ex2的脚本源程序 (15)

五、心得体会 (16)

参考文献 (16)

一、设计的目的和意义

1.1 课题背景

在现代通信领域里，随着人民生活水平的提高，对于通信的质量及效率有着明显的要求，尤其是近几年，我国迅速步入了全民”3G”时代，通信业务需求的快速增长，高效的调制解调技术已经成为研究和发展的方向。而相移键控（PSK）是在太空计划中早期发展起来的，现广泛用于军事和商用通信系统中。QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。

1.2 课题研究现状

QPSK是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数调制方式，它被广泛应用于各种通信系统中,适合卫星广播。例如，数字卫星电视DVB-S2 标准中，信道噪声门限低至4.5dB，码元传输率达到45MB，采用QPSK 调制方式，同时保证了信号传输的效率和误码性能。

但在2PSK信号相干解调过程中会产生180°相位模糊。同样，对4PSK信号相干解调也会产生载波相位模糊问题，并且是0°、90°、180°和270°四个相位模糊。当码组0011或0110时，产生180°的载波相位跳变，这种相位跳变引起包络起伏，当通过非线性部件后，使已经滤除的带外分量又被恢复出来，导致频谱扩展，增加对相邻波道的干扰。为了消除180°的相位跳变，在QPSK基础上提出了OQPSK。

OQPSK也称为偏移四相相移键控（offset-QPSK），是QPSK的改进型。它与QPSK有同样的相位关系，也是把输入码流分成两路，然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。由于两