(完整word版)基于MATLAB的QPSK仿真报告.pdf

**基于MATLAB的QPSK调制与解调仿真** **一、系统框图与工作原理** QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相移键控）是一种数字调制技术，它通过改变载波信号的相位来传输信息。在MATLAB中进行QPSK的仿真通常涉及以下步骤： 1. **码元生成**：随机生成二进制数据流，这里使用`rand`函数生成0和1的概率为0.25的随机序列，模拟二进制信息。 2. **串/并变换**：将串行数据转换为并行数据，通常用于两个正交分量的生成。 3. **QPSK调制**：利用两路正交的载波（例如，`coswt`和`sinwt`）分别对I（In-phase）和Q（Quadrature）分量进行调制。每个码元可以表示为4种可能的相位状态之一：0°、90°、180°或270°。 4. **脉冲成型与升余弦滤波**：为了改善信号的频谱特性，通常会使用升余弦滤波器进行脉冲整形。 5. **信道模型**：在AWGN（Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声）和Rayleigh衰落信道中模拟信号传输。AWGN信道代表均匀的随机噪声，而Rayleigh信道则模拟多径传播造成的衰落效应。 6. **相干解调**：接收端，使用相同的载波进行相干解调，通过`coswt`和`sinwt`函数。 7. **低通滤波**：去除高频噪声和杂散信号。 8. **抽样判决**：根据接收到的信号幅度，进行抽样判决，恢复出原始的二进制码元。 9. **并/串变换**：将并行码元还原为串行形式。 **二、仿真流程** 在MATLAB中，实现这一流程的代码通常包括循环结构，以生成指定数量的码元，如图3.2所示。在循环内，计算误码率和误比特率，当误码达到一定数量（如100个）时，终止仿真并输出结果。 **三、仿真结果分析** 1. **AWGN信道仿真**：在高斯白噪声环境中，观察QPSK信号受到噪声影响的程度，表现为星座图的点位移和功率谱密度的改变。 2. **Rayleigh信道仿真**：在Rayleigh衰落信道中，信号会因为多径传播而产生更严重的失真，星座图的分布更加分散。 3. **比较分析**：图3.3展示了在AWGN和Rayleigh信道下的误码率（BER）和误比特率（ BER）与理论值的对比。在Rayleigh信道中，误码率和误比特率显著高于AWGN信道，这表明Rayleigh信道对通信质量的影响更大。 **四、结论** 通过对MATLAB中QPSK调制解调的仿真，我们可以观察到噪声和信道条件对信号质量的影响，以及不同信道下误码率和误比特率的差异。仿真结果与理论值的吻合程度验证了仿真模型的准确性。此外，这些仿真对于理解通信系统的性能、优化信道编码和设计抗干扰策略具有重要意义。