【QPSK调制解调的基本原理】
QPSK，全称为正交相移键控，是一种数字调制技术，它通过改变载波信号的相位来传递信息。在QPSK中，载波的相位可以在四个等间隔的相位点上变化，即0°、90°、180°和270°，每个相位点对应一个二进制码元组合，通常使用格雷码来避免相邻码元切换时相位跳跃过大导致的错误。例如，0°对应二进制的10，90°对应00，180°对应01，270°对应11。这种调制方式的优点在于能够在相同的带宽内传输两路独立的二进制信息流，从而提高了频谱利用率。
【MATLAB仿真QPSK系统】
在MATLAB中实现QPSK调制和解调，主要涉及以下几个步骤：
1. **数据生成**：生成二进制数据序列，可以使用randi函数生成随机二进制序列。
2. **NRZ编码**：将二进制数据转化为不归零(NRZ)电平编码，MATLAB中可以直接赋值实现。
3. **分接与映射**：将NRZ序列分为两个独立的序列，分别对应载波的两个正交分量。然后将二进制序列映射到相应的相位。
4. **载波调制**：使用`cos`和`sin`函数生成两个正交载波，根据分接后的序列相乘，得到I和Q两路信号。
5. **加噪声**：模拟高斯白噪声或瑞利衰落信道，可以使用`awgn`函数添加AWGN，对于瑞利衰落，通常需要用到rayleighchan函数。
6. **解调**：进行匹配滤波和相干解调，恢复出原始的I和Q信号，然后根据星座图进行判决。
7. **误码率计算**：比较解调后的二进制序列与原始数据，统计误码数量并计算误码率。
【MATLAB仿真目标】
1. **理想信道仿真**：生成基带输入波形，QPSK信号的功率谱和星座图。
2. **AWGN信道仿真**：在高斯白噪声环境下，同样得到QPSK信号的功率谱和星座图，同时计算误码性能并绘制误码率曲线。
3. **瑞利衰落信道仿真**：先通过瑞利衰落信道，再通过AWGN信道，对比信号星座图的变化，计算并绘制误码性能曲线。
【实验挑战与收获】
通过MATLAB仿真QPSK系统，不仅可以复习通信系统的基本概念，如调制、解调、误码率和信道模型，还能加深对正交调制的理解，掌握MATLAB编程技巧。此外，实验提供了优化程序的机会，有助于提升编程能力，并鼓励学生探索不同调制方式的原理和实现。这种仿真方法不仅节省了实际实验成本，也使得学生可以在各种条件下测试和比较QPSK系统的性能。
