Matlab QPSK基带仿真问题求助

下面是一路信号的QPSK基带仿真的程序：

n=1e4;

M=4;

Tx=randint(n,1,M);

h=modempskmod(M); %产生调制QPSK句柄

y=modulate(h,Tx); %用QPSK句柄调制Tx信号

EbNo=10；

yNoise=awgn(y,EbNo,'measured'); %加噪声

g=modempskdemod(M); %产生解调句柄

Rx=demodulate(g,yNoise); %解调信号

num_biterr=biterr(Tx,Rx); %计算错误的比特数

Pb=num_err/n; %计算错误的比特概率

早在本世纪初人们就了解通讯的重要性从电子时代初期开始,随着技术的不断发

展,本地通讯与全球通讯的壁垒被打破,从而导致我们所生存的世界变得越来越小,人们

分享知识和信息也更加容易贝尔和马可尼可谓通讯事业的鼻祖,他们所完成的开拓性工

作不仅为现代信息时代奠定了基础,而且为未来电讯发展铺平了道路

传统的本地通讯借助于电线传输,因为这既省钱又可保证信息可靠传送而长途通

讯则需要通过空间电波传送信息从系统硬件设备方面考虑这很方便省事,但是从传送信

息的准确性考虑,却导致了信息传送不确定性增加,而且由于常常需要借助于大功率传送

设备来克服因气象条件,高大建筑物以及其他各种各样的电磁干扰

各种不同类型的调制方式能够根据系统造价,接收信号品质要求提供各种不同的解

决方案,但是直到不久以前它们大部分还是属于模拟调制范畴,频率调制和相位调制噪声

小,而幅度调制解调结构要简单的多最近由于低成本微控制器的出现以及国内移动电话

和卫星通信的引入,数字调制技术日益普及数字式调制具有采用微处理器的模拟调制方

式的所有优点,通讯链路中的任何不足均可借助于软件根除,它不仅可实现信息加密,而

且通过误差校准技术,使接收到的数据更加可靠,另外借助于DSP,还可减小分配给每

个用户设备的有限带宽,频率利用率得以提高

如同模拟调制,数字调制也可分为频率调制,相位调制和幅度调制,性能各有千秋

由于频率,相位调制对噪声抑制更好,因此成为当今大多数通讯设备的首选方案,下面将

对其详细讨论

数字调频数字调频数字调频数字调频

对传统的模拟频率调制(FM)稍加变化,即在调制器输入端加一个数字控制信号,

便得到由两个不同频率的正弦波构成的调制波,解调该信号很简单,只需让它通过两个滤

波器后就可将合成波变回逻辑电平信号通常,这种调制方式称为频移键控(FSK)

数字调相数字调相数字调相数字调相

数字相位调制(或相移键控—PSK)与频率调制很相似不过它的实现是通过改变发

送波的相位而非频率,不同的相位代表不同的数据PSK最简单的形式为,利用数字信

号对两个同频,反相正弦波进行控制,不断切换合成调相波解调时,让它与一个同频正

弦波相乘,其乘积由两部分构成:2倍频接收信号的余弦波;与频率无关,幅度与正弦波

相移成正比的直流分量因此采用低通滤波器滤掉高频成分后,便得到与发送波相应的原

始调制数据仅从概念上难以描述清楚,稍后我们将对上述结论进行数学证明

正交相移调制正交相移调制正交相移调制正交相移调制

如果对上述PSK概念进一步延伸,可推测调制的相位数目不仅限于两个,载波应该

能够承载任意数目的相位信息,而且如果对接收信号乘以同频正弦波就可解调出相移信

息,而它是与频率无关的直流电平信号正交相移调制(QPSK)正是基于该原理利用

QPSK,载波可以承载四种不同的相移,分别代表四个不同的二进制代码数据初看这似

乎毫无意义,但现在这种调制方式却使同一载波能传送4比特的信息而非原来的2比特,

从而使载波的频带利用率提高了一倍

相位调制以及QPSK调制的解调:

有欧拉公式:

把两个正弦波相乘,得:

2

cos

tjtjee

t

ωω

ω

+

=

j

ee

t

tjtj

2

sin

ωω

ω

=

QPSK调制器

2

从上式可以看出,两个同频正弦波(一个为输入信号,另一个为接收混频器本振信号)相

乘,其乘积为一个幅度只有输入信号一半,频率加倍的高次谐波迭加一个幅度为1/2的直

流偏置

类似地,sinωt与cosωt相乘的结果为:

只有二次谐波,无直流成分

现在可以推断,sinωt与任意相移的同频正弦波sin(ωt+ )相乘,其乘积—解调波,

均含有输入信号的二次谐波,同时还包括一个与相移 有关的直流成分

证明如下:

上述等式验证了前面推断的正确性,即包含于载波中的相移可用同频的本振正弦波对其相

乘,然后通过一低通滤波器滤波,便解调出与相移多少相对应的不同的直流电压不幸的

是,上式仅限于两相限应用,因为它不能把π/2与-π/2相移区分开因此,为了准确地解

调出分布于四个相限的相移信息,接收端需要同时采用正弦型和余弦型本振信号对输入信

号做乘积,滤掉高次谐波再进行数据重构其证明过程即上述数学证明的延伸,如下所示:

因此,如果把相移量±π/4和±3π/4的载波与同频正弦型和余弦型本振信号做乘积便会得到

4种不同的输出状态(见图1)时域波形如图2所示

t

eee

j

ee

j

ee

t

tjtjtjtjtjtj

ωω

ωωωωωω

2cos

2

1

2

1

4

2

22

sin

202

2 =

+

=

×

=

--等式1

t

j

ee

t

tjtj

ωωω

ωω

2sin

4

cossin

22

=

=×

2

)(2cos

2

cos

24

4

22

)sin(sin

)2(

)2()()()2(

)()(

ω

ωω

ω

ω ωω ωω ω

ω ωωω

+

=

+

+

=

+

=

×

=+×

+

+

+ +

t

eee

eeee

j

ee

j

ee

tt

tjjj

tjttjttjtj

tjtjtjtj

2

sin

2

)2sin(

22

)2sin(

4

22

)sin(cos

)2()()()2(

)()(

ω

ω

ωω

ω ω

ω ωωω

+

+

=

+

+

=

+

=

×

+

=+×

+ +

+ +

t

eet

j

eeee

j

eeee

tt

jj

jjjtj

tjtjtjtj

QPSK调制器

3

上述理论很容易被接受,根据它,从载波中获得信息很简单,只要在接收端混频器

输出加上一级低通滤波器,再对数据重新组合,便能将它们变为相应的逻辑电平信号然

而在实际应用中,要得到与输入信号准确同步的本振信号并非易事如果本振信号的相位

相对于输入信号在变化,则相量图中的信号会旋转变化,其大小等于两者的相位差更进

一步,如果本振信号的相位与频率相对输入信号均在变化,则相量图中的相量会不断地旋

转变化因此,解调电路前端输出均有一级A/D变换器,由本振信号的相位和频率变化

引起的任何误差均可在后级DSP中得到修正

利用单片硅锗工艺的优势,上述所有前端电路都能集成从而保证了可靠性MAX2450

就是一个很好的验证,它是一种集成的,超低功耗正交调制解调器MAX2450仅仅是

MAXIM公司众多内置移相器,本地振荡器和混频器集成电路之一其解调输出信号可直

接与双路高速A/D变换器相连(如MAX1002,MAX1003),再后接DSP

由于MAX2450是专为35MHZ~80MHZ中频(IF)应用设计的,高达25GHZ的射

频(RF)信号可先利用MAX2411A进行下变频MAX2411A是一种内置低噪声放大器

(LNA),本振的高频上下变频器,其LNA的输出可与镜像抑制滤波器相连接还有一

种更有效的方案,即利用一个直接变频调谐IC将射频信号一次变频到基带信号MAX2102

和MAX2105就属于这类IC,它们能把高达2150MHZ的射频直接向下变为I,Q基带信

号,相对于多级变换而言,成本更低

当然,上述产品只是MAXIM公司日益增多的射频IC中的一部分借助于5种高频

工艺,MAXIM正在开发超过70个品种的标准高频集成电路,另外还有52种专用集成电

路电路(ASIC)也正在开发过程中MAXIM公司在高频,无线,光纤,电缆以及仪器

领域正扮演越来越重要的角色

clear;

close all;

Fd=1;%消息序列的采样速率

Fs=3Fd;%以调信号的采样速率

M=4;%4比特调制，qpsk

SNR=0:12;%去信噪比从0到12

SNR1=0:01:12;%步进为01

for n=1:length(SNR)%对每一snr计算一次

Eb_N0=10^(SNR(n)/10);%换算10进制

sgma=sqrt(1/(4Eb_N0));%噪声信号的平方差开根号

x=randint(10000,1,M);%产生10000个输入符号

y=dmodce(x,Fd,Fs,'psk',M);%调制

ynoise=y+sqrt(Fs/Fd)sgma(randn(length(y),1)+1irandn(length(y),1));%经过信道加噪声

z=ddemodce(ynoise,Fd,Fs,'psk',M);%解调

[numbers,pm(n)]=symerr(x,z);&求误符号率

end

for m=1:length(SNR1)%此循环用于画出理想的误符号率曲线

Eb_N0=10^(SNR1(m)/10);

pm1(m)=erfc(sqrt(log2(M)Eb_N0)sin(pi/M));

end

semilogy(SNR,pm,'-',SNR1,pm1);%纵坐标取对数

xlabel('信噪比SNR/db');

ylabel('误码率(pe)');

legend('仿真误码率曲线','理论误码率曲线');

姓名：甄文晔； 学号：20181214260； 学院：通信工程学院

嵌牛导读调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。

嵌牛鼻子BPSK、QPSK、16QAM调制解调原理及仿真分析

嵌牛提问BPSK、QPSK、16QAM调制解调原理是什么？

嵌牛正文

    BPSK调制的理论分析如下：设载波为 ，基带信号为：

    则一路 BPSK信号经调制后可表示为：

    BPSK调制原理图如图24所示：

    BPSK信号调制框图如图25所示：

    BPSK信号的解调通常都采用相干解调，解调器原理如图26所示，在相干解调过程中需要用到和接收的2PSK信号同频同相的想干载波。

    4个已调信号中都有 和 ，完全可以采用IQ调制来实现，只要在IQ调制之前增加一个映射即可。QPSK调制实现原理框图如图27所示。

    输入数据、IQ数据和4个载波相位之间的映射关系如表21所示。

    假定输入数据为0110110001101100，对应的波形图如图28所示。

    QPSK调制星座图如图29所示。

    QPSK解调原理如图210所示。

    根据前面所讲IQ调制原理，低通滤波后，IQ信号波形就可以恢复出来，只要在每个码元的中间时刻进行采样判决，就可以恢复出数据。

    16QAM调制原理如图211所示。

    输入数据与IQ数据的映射关系如表72所示。

    假设输入信号为10000110101111011100，对应的16QAM波形图如图。

    16QAM解调原理如图213所示。

    根据前面所讲的IQ调制的解调原理，低通滤波后，IQ信号波形就可以被恢复出来，只要在每个码元的中间时刻进行采样判决，就可以恢复出数据。

    本次性能仿真主要针对上述三种不同的调制方式即BPSK、QPSK和16QAM在叠加高斯白噪声情况下，三者的误码率情况。由图214所示，不同条件下三种调制方式的星座图，从上到下依次为BPSK调制、QPSK调制和16QAM调制，由于收到噪声的影响，星座点开始发散。

    从图215可以看出，BPSK的误码率性能最好，16QAM的误码率性能最差。结合图214的星座图可以发现，随着数字信号调制阶数的提高，星座图中点间距变小，数字抗干扰能力变差，对信道质量要求也变高。

你这个框图和实际的系统差距还比较大。

你可以参考下simulink里面的demo，

2012b的matlab下，输入：

showdemo commqpsktxrx

这个加QQ也说不清楚的，还是要自己先弄清楚，也才能知道该问些什么。

下列关于QPSK调制和解调的描述，正确的是（）。

AQPSK信号可以采用正交调制法或相位选择法产生。

BQPSK正交调制时需要同时产生同相载波和正交载波分别与同相和正交分量相乘，而正交和同相分量不相关。

CQPSK可以采用非相干解调法解调

DQPSK正交解调时抽样判决模块需要比较同相和正交支路的输出结果进行判决。

正确答案：QPSK信号可以采用正交调制法或相位选择法产生。

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