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基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx
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基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 (2).docx
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基于 MATLAB的 OQPSK调制解调实现
摘 要 本课程设计的目标在于深切理解 OQPSK 调制与解调的基本原理,学会使用
MATALB软件中的 M 文件来实现 OQPSK 的调制与解调以及分析加入不同噪声时对信
号的影响程度。首先产生一个数字基带信号,接下来调用 MATLAB中的相应函数对这
个基带信号进行调制,然后分析调制后的波形:,记录结果后对调制后的信号进行解调,
观察解调结果并做好记录,最后在信号中加入噪声并观察其时频图的变化,分析信噪比
的噪声对调制结果的影响。本课程设计的实验开发/运行平台为 windowsXP/windows7,
程序设计使用 MATLAB语言。通过调试运行,基本完成设计目标,达到调制与解调的目
的。
关键词: MATLAB;M 文件;OQPSK;调制与解调;噪声
1 引 言
数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位
MATLAB 的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。在数字信号通信过程中,噪声
的影响往往比较大,同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率,而 OQPSK 也
是一种恒包络调制技术,其频谱特性好,既保留着 2PSK 的高抗噪声性能、高频带利用
率和高功率利用率,又有效地减弱了 2PSK 的“反相工作”缺陷,在通信研究中有着非
常重要的意义,特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。 MATLAB 作为
当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言,在控制系统的分析、仿真与
设计方面得到了非常广泛的应用,随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟,越来
越受到通信领域人士的欢迎,其在通信领域的应用也将更加广泛。
1.1 课程设计目的
熟悉 OQPSK 的基本原理,掌握 MATLAB中 M 文件的使用及相关函数的调用方法,
在此基础上通过编程实现 OQPSK 的调制与解调,并通过加入的噪声来判断所设计的系
统性能。这次课程设计不仅让我对 OQPSK 有了更加深入的了解,而且学会了如何利用
MATLAB中的 M 文件来实现通信系统方面的应用,最重要的是,自己能够独立完成一
个小项目了,有了这方面的经验,我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。
熟悉 MATLAB中 M 文件的使用方法,并在深切理解 OQPSK 调制解调原理的基础
上,编写出 OQPSK 调制解调程序。绘制出 OQPSK 信号解调前后在时域和频域中的波
形,并观察解调前后频谱有何变化以加深对 OQPSK 信号解调原理的理解。分别对信号
叠加不同噪声,并进行解调,绘制出解调前后信号的时频波形,分析不同噪声对信号传
输造成的影响大小。
先产生随机信号,然后对信号进行调制和解调,在调制和解调过程中加入高斯白
噪声,观察现象。
OQPSK,即 Offset Quadrature Phase Shift Keying 的缩写,中文意思为偏置正交相移
键控,是 QPSK(正交相移键控,又有 4PSK 之称)的改进,有关 QPSK 的资料请参考
《通信原理(第六版)》
[1]
,这里就不多赘述了。OQPSK 与 QPSK 相同的是相位关系,
即:把输入信号分为两路,然后正交调制。所不同的是,OQPSK 把同相和正交两支路
的码流在时间上错开了半个码元周期。因为两支路码元上偏移了半个周期,每次只能有
一路可能发生极性翻转。所以,OQPSK 信号能跳变的相位只能是 0 、+90 、-90 ,不会
o
o
o
发生 180 的跳变,OQPSK 与 QPSK 相比,信号的包络波动幅度有限,经过限幅放大后
o
的频带范围也要小,所以性能也更加优良。其星座映射图如下(图 2-1)所示:
OQPSK 的产生原理方框图如下(图 2-2)所示:输入的数据信号是二进制不归零
双极性码元,它被“串/并变换”电路变成两路码元a 和 b 后,其每个码元的持续时间是
输入码元的 2 倍,且 b 路码元在产生后马上增加了一个 Ts/2(半个周期)的延时电路。
由 a 路码元和经延时后的 b 路码元相加的信号即为 OQPSK 调制信号。
OQPSK 信号的解调原理图如下(图 2-3)所示,OQPSK 信号可以看作是两个正交
信号 2PSK 信号 a 和 b,且 b 路信号在时间上延迟了半个周期 Ts/2后再与 a 路信号的叠加,
所以用两路正交的相干载波和一个 Ts/2 延时器就可以分离这两路延迟正交的 2PSK 信
号,且 b 路信号应该先延时 Ts/2 再进行抽样判决。这样产生的两路并行信号 a 和 b,经
过“并/串变换”后,成为串行数据输出,即解调信号。
3 仿真实现过程
3.1 OQPSK 调制信号的产生
首先利用函数 x = randint(a,1,[0 3])产生一串四进制数字基带信号,其中 a,1 表示生
成一个含 a 个元素的行向量,在这里可以直接表示为生成 a 个数字基带信号码元。[0 3]
表示产生的随机数的范围是 0~3。基带信号产生后可以利用 fft(x,1024)对其进行傅里叶
变换,得到基带信号的频谱图。再利用函数 oqpskmod(x)对基带信号进行调制,由于
MATLAB中的 oqpskmod(x)函数功能有限,此时的调制信号还不能用波形图表示出来,
需要自己编写部分代码(见附录),所以使用调制信号的星座图代替调制信号图,使用
函数 scatter(y)可生成星座图。代码编写完成后即可得到相应的 OQPSK 调制波形图,同
样使用 fft(n,1024)函数来产生波形信号的频谱图,其中 n 为调制信号,即在调制信号中
取 1024 个点进行傅里叶变换。调制波形图出来以后进行加噪声处理,此处利用的是
awgn(n,snr)函数, snr 为信噪比的值,先设定 snr 为 1。随后产生加入噪声后的调制信号
频谱图。下面先介绍几个关键变量及重要函数,然后将展示出调制过程中出现的比较重
要的图形。在这里为了更清晰地看出调制后信号的波形图、频谱图,及方便解调时对比
加入噪声后出现的错码位置,只选取 8 个基带信号。
a=8; %基带信号码元个数
x = randint(a,1,[0 3]); % 随机产生 a 个四进制数
y =oqpskmod(x);% 进行 oqpsk 调制
scatterplot(y) %解调信号的星座图
%载波频率
%抽样频率
s=0;
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- 初一灬2023-12-18资源很不错,内容和描述一致,值得借鉴,赶紧学起来!
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