通信系统综合设计(QPSK的抗噪声特性).doc
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1、 摘 要 仿真QPSK系统通过AWGN信道的误符号率(SER)和误比特(BER),发送端采用GRAY编码映射,基带脉冲采用矩形脉冲。每个脉冲抽样点数为8。关键词:I目 录一、设计的目的和意义11.1 引言1二、设计原理22.1 XX原理介绍22.1.1 三级标题22.2 系统框图32.2.1 三级标题3三、详细设计步骤43.1 M文件实现43.1.1 三级标题43.2 SIMULINK实现43.2.1 三级标题4四、设计结果及分析54.1 M文件仿真分析54.1.1 三级标题54.2 SIMULINK仿真分析54.2.1 三级标题5五、心得体会6参考文献715一、设计的目的和意义1.1 课题背
2、景 相移键控(PSK)是在太空计划中早期发展起来的,现广泛用于军事和商用通信系统中。QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。 1.2 课题研究现状 QPSK是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数调制方式,它被广泛应用于各种通信系统中,适合卫星广播。例如,数字卫星电视DVB-S2 标准中,信道噪声门限低至4.5dB,码元传输率达到45MB,采用QPSK 调制方式,同时保证了信号传输的效
3、率和误码性能。 但在2PSK信号相干解调过程中会产生180相位模糊。同样,对4PSK信号相干解调也会产生载波相位模糊问题,并且是0、90、180和270四个相位模糊。当码组0011或0110时,产生180的载波相位跳变 ,这种相位跳变引起包络起伏,当通过非线性部件后,使已经滤除的带外分量又被恢复出来,导致频谱扩展,增加对相邻波道的干扰。为了消除180的相位跳变,在QPSK基础上提出了OQPSK。 OQPSK也称为偏移四相相移键控(offset-QPSK),是QPSK的改进型。它与QPSK有同样的相位关系,也是把输入码流分成两路,然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开
4、了半个码元周期。由于两支路码元半周期的偏移,每次只有一路可能发生极性翻转,不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此,OQPSK信号相位只能跳变0、90,不会出现180的相位跳变。 1.3 研究目的和意义 在通信和信息传输系统、工业自动化或电子工程技术中,调制和解调应用最为广泛。本设计研究了QPSK的调制和解调原理,以及利用Matlab对其调制和解调进行了编译仿真,得到的结论和理论上是一致的。简单而且快捷。同时利用MATLAB中的SIMYULINK对QPSK的通信系统进行了仿真,研究了其传输的特性,及传输中噪声对系统的影响。OQPSK也称为偏移四相相移键控(offset-QPSK),是QPSK
5、的改进型。它与QPSK有同样的相位关系,也是把输入码流分成两路,然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。由于两支路码元半周期的偏移,每次只有一路可能发生极性翻转,不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此,OQPSK信号相位只能跳变0、90,不会出现180的相位跳变。 二、设计原理2.1 4PSK信号的产生与解调原理介绍四进制数字相位调制信号矢量图如图 7 - 39 所示, 载波相位有0、/2、和3/2 , 它们分别代表信息11、 01、 00和10。 式1-12.1.1 三级标题 四进制绝对移相键控利用载波的四种不同相位来表示数字信息。 由于每一种载
6、波相位代表两个比特信息,因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。两个二进制码元中的前一比特用a表示,后一比特用b表示,则双比特ab与载波相位的关系如表所示。双比特ab与载波相位的关系:双比特码元载波下相位()abA方式B方式01100011 0908070225315 451352.2 系统框图 (1)QPSK信号的产生 QPSK信号常用的方式产生方法有直接调相法和相位选择法。相位选择法在一个码元时间间隔Ts,QPSK信号为载波四个相位中的某一个。因此,可以用相位选择法产生QPSK信号,其原理图如图 所示。图中,四相载波产生器输出QPSK信号所需的四种不同相位的载波。输入二进制数据
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