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利用MATLAB实现QPSK调制及解调
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利用MATLAB实现QPSK调制及解调
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1
课程设计说明书
题目:利用 MATLAB 实现 QPSK 调制及解调
姓 名:
院 系: 电气信息工程学院
专业班级: 电子信息工程
学 号:
指导教师:
成 绩:
时间: 年 5 月 6 日至 年 5 月 12 日
2
课 程 设 计 任 务 书
题目 利用 MATLAB 实现 QPSK 调制及解调
专业班级 电子信息工程班 学号 姓名
主要内容、基本要求、主要参考资料等:
主要内容:
已知数字信号 1011000101101011,码元速率为 2400 波特,载波频率为
1200Hz,利用 MATLAB 画出 QPSK 调制波形,并画出调制信号经过高斯信道
传输后解调波形及接收误码率,将其与理论值进行比较。
基本要求:
1、通过本课程设计,巩固通信原理 QPSK 调制的有关知识;
2、熟悉 QPSK 产生原理;
3、熟悉高斯信道的建模及 QPSK 解调原理;
4、熟悉误码率的蒙特卡罗仿真;
5、学会用 MATLAB 来进行通信系统仿真。
主要参考资料:
主要参考资料:
1、王秉钧等. 通信原理[M].北京:清华大学出版社,2006.11
2、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB释义与实现[M].北京:电子工业出
版社,2004.
完 成 期 限: 5.6—5.12
指 导 教 师 签 名 :
课程负责人签名:
年 月 日
3
目 录
一 前言 ...............................................4
1.1QPSK 系统的应用背景简介 ............................4
1.2 QPSK 实验仿真的意义 ...............................4
1.3 实验平台和实验内容................................4
1.3.1 实验平台 ........................................4
1.3.2 实验内容 ........................................4
二、系统实现框图和分析 ................................5
2.1、QPSK 调制部分, ..................................5
2.2、QPSK 解调部分 ....................................6
三、实验结果及分析 ....................................7
3.1、理想信道下的仿真 .................................7
3.2、高斯信道下的仿真 .................................8
3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 ...........9
参考文献: ...........................................11
附录 .................................................12
4
基于 MATLAB 的 QPSK 仿真设计与实现
一 前言
1.1QPSK 系统的应用背景简介
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。在 19 世纪 80 年代初期,人们选用恒定包络数字调
制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有
线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19 世纪 80 年代中期以
后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率
高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动
通信及有线电视系统之中。
1.2 QPSK实验仿真的意义
通过完成设计内容, 复习QPSK调制解调的基本原理,同时也要复习通信系统
的主要组成部分,了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数
学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解,学习数字调制中误码率测试的
标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数,频域用功率谱密
度来描述平稳随机过程的特性等基础知识,来理解高斯信道中噪声的表示方法,
以便在编程中使用。
理解QPSK调制解调的基本原理,并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道
和瑞利衰落信道下传输,以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识
和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项,并锻炼自己的编程能力,
通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真,以及误码率测试,并得出响应波形。在
完成要求任务的条件下,尝试优化程序。
通过本次实验,除了和队友培养了默契学到了知识之外,还可以将次实验作
为一种推广,让更多的学生来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实
现方法。可以方便学生进行测试和对比。足不出户便可以做实验。
1.3 实验平台和实验内容
1.3.1 实验平台
本实验是基于 Matlab 的软件仿真,只需 PC 机上安装 MATLAB 6.0 或者以上版
本即可。
(本实验附带基于 Matlab Simulink (模块化)仿真,如需使用必须安装
simulink 模块)
1.3.2 实验内容
1.构建一个理想信道基本 QPSK 仿真系统,要求仿真结果有
a.基带输入波形及其功率谱
b.QPSK 信号及其功率谱
c.QPSK 信号星座图
2.构建一个在 AWGN(高斯白噪声)信道条件下的 QPSK 仿真系统,要求仿真
5
结果有
a.QPSK 信号及其功率谱
b.QPSK 信号星座图
c.高斯白噪声信道条件下的误码性能以及高斯白噪声的理论曲线,要求所有
误码性能曲线在同一坐标比例下绘制
3 验可选做扩展内容要求:
构建一个先经过 Rayleigh(瑞利衰落信道),再通过 AWGN(高斯白噪声)信
道条件下的条件下的 QPSK 仿真系统,要求仿真结果有
a.QPSK 信号及其功率谱
b.通过瑞利衰落信道之前和之后的信号星座图,前后进行比较
c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪声条件下的误码性能曲线,并和二.2.c 中
所要求的误码性能曲线在同一坐标比例下绘制
二、系统实现框图和分析
2.1、QPSK 调制部分,
原理框图如图 1 所示
f
1(t)=
2
cos(2 )cf t
T
p
f
2(t)=
2
sin(2 )cf t
T
p
图 1
原理分析:
基本原理及系统结构
QPSK 与二进制 PSK 一样,传输信号包含的信息都存在于相位中。的别的载波
极性 NRZ
电平编码器
分 离
器
å
二进制
数据序列
QPSK
信 号 s
(t)
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