最新QPSK调制解调的simulink仿真

精品资料精品资料 Q QP PS SK K 调调制制解解调调的的 s si im mu ul li in nk k 仿仿真真 精品资料精品资料 摘要摘要 QPSK 是英文 Quadrature Phase Shift Keying 的缩 略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。四 相相移键控信号简称“QPSK”。在现代通信系统中，调制 与解调是必不可少的重要手段。所谓调制，就是把信号转 换成适合在信道中传输的形式的一种过程。解调则是调制 的相反过程，而从已调制信号中恢复出原信号。本课程设 计主要介绍通过进行 QPSK 调制解调的基带仿真，对实现 中影响该系统性能的几个重要问题进行了研究。针对 QPSK 的特点，调制前后发生的变化，加上噪声后波形出 现的各种变化，通过星座图、眼图、波形图等来观察。程 序设计与仿真均采用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真 平台，最后仿真详单与理论分析一致。 关关 键键 词词 ：： QPSKQPSK 调调 制制 解解 调调 ；；SimulinkSimulink 仿仿 真真 平平 台台；； MATLAB7.0MATLAB7.0；噪声；噪声。。 精品资料精品资料 目录目录 4.QPSK的解调 精品资料精品资料 精品资料精品资料 一、实验目的一、实验目的 1、理解电子信号通信原理。 2、熟悉系统建模方法。 3、配置电子信号，设计相关应用方法。 二、实验内容二、实验内容 1、利用 Matlab-Simulink建立系统模型。 2、信号参数：信息速率 80Hz，载波中心频率 15MHz，采样频率 120MHz。 3、依据相关参数，产生 QPSK 调制信号。 4、设计一种方法完成 QPSK 信号的数据解调。 三、设计原理三、设计原理 1. Simulink 简介 Simulink 是最重要的组件之一，它提供一个建模、仿真和综合分析的集成环境。 在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复 杂的系统。 Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率 高、灵活等优点，并基于以上优点 Simulink 已被广泛应用于控制理论和的复杂仿真和 设计。同时有大量的和硬件可应用于或被要求应用于 Simulink。 Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于 MATLAB 的框图设 计环境，是实现建模、仿真和分析的一个，被广泛应用于、非线性系统、及的建模和 仿真中。Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建 模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建 模型，Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖 动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看 到系统的仿真结果。 Simulink 是用于和的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各 种，包括通讯、控制、、视频处理和， Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模 块 库 来 对 其 进 行 设 计 、 仿 真 、 执 行 和 测 试 。 . 构 架 在 Simulink 基 础 之 上 精品资料精品资料 的其他产品扩展了 Simulink 多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认 任务的相应工具。Simulink 与 MATLAB 紧密集成，可以直接访问 MATLAB 大量的工 具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、的创建、建模环境的定制以及信号参数和 测试数据的定义。 2. QPSK 星座图 QPSK 是 Quadrature Phase Shift Keying的简称，意为正交移相键控，是数字调制的 一种方式。它规定了四种载波相位，分别为 0, 星座图如图 1（a）、（b）所示。 3357 ,, (或者，，，)， 224444 （a）（b） 图 1 QPSK 星座图 3. QPSK 的调制 因为输入信息是二进制序列，所以需要将二进制数据变换成四进制数据，才能和 四进制的载波相位配合起来。采取的办法是将二进制数字序列中每两个序列分成一 组，共四种组合（00,01,10,11），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 每次调制可 传输两个信息比特。图 2的（a）、(b)、(c)原理框图即为 QPSK 的三种调制方式，本次 课程设计主要采用的是正交调制方式.。 精品资料精品资料 （c）脉冲插入法 图 2 QPSK 的主要调制方式 （b）相位选择法 （a）正交调制法 精品资料精品资料 4.4.QPSK 的解调 QPSK 信号可以用两个正交的载波信号实现相干解调，它的相干解调器如图3 所 示，正交路分别设置两个匹配滤波器，得到 I（t）和 Q（t），经电平判决和并转串即 可恢复出原始信息。 图 3 QPSK 相干解调器 四、设计步骤四、设计步骤 1.1.QPSK 调制电路 图 4 QPSK 调制仿真图 精品资料精品资料 2.2.AWGN 信道模型 AWGN 信道模块可以将加性高斯白噪声加到一个实数的或复数的输入信号。当输 入信号是实数时，这个块增加了实的高斯噪声，产生一个实数的输出信号。当输入信 号是复数的，这个模块增加了复数的高斯噪声，产生复数的输出信号。此模块继承它 的输入信号的采样时间。由于输入信号为连续的信号，所以控制信道信噪比的方式选 择控制高斯噪声标准差的方式器变量之间关系为： NoiseVariance  SignalPower SymbolPeriod SampleTime10 Es/No 10 其中 Es/No 为信号能量比噪声功率谱密度。 3.3.QPSK 解调电路 根据图 3的方框图搭建 QPSK 解调电路（图 5）：载波采用调制时的载波信号，解 调后的信号经位定时后判决得到并行二进制序列，再经并转串输出二进制序列。 图 5 QPSK 解调仿真电路 4.4.比特错误率统计 比特错误率统计使用 Error Rate Calculation 模块，该模块可自动比较发送序列与接 收序列并作出比较，进行错误统计，使用 display 模块显示将比特错误率输出。 由于采用 buffer 会产生时延，误码率较高，所以在设计时采用 simulink 里已有的 QPSK 调制模块 QPSK Modulator baseband和解调模块 QPSK Demodulator Baseband对 精品资料精品资料 信号进行调制和解调，信号源采用随机信号源 Random Integer Generator,搭建出 QPSK 的调制解调仿真图，如图 6所示。 图 6 QPSK 系统框图 5.5.主要参数设计 1)Random integer generator 参数：M-ary number—4;Sample time---0.000005; 2)QPSK Modulator Baseband 参数: type---Integer;Phase offset---pi/4； 3)A