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一、概述QPSK调制解调技术是一种数字通信中常用的调制解调方式。
QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的缩写，即正交相移键控。
它通过改变正交载波的相位来传输数字信号，具有传输速率高、频谱利用率高的优点，被广泛应用于无线通信、卫星通信、数字电视等领域。
本文将介绍QPSK调制解调的原理和实现方法，以帮助读者更深入地理解这一技术。
二、QPSK调制原理QPSK调制是通过改变正交载波的相位来传输数字信号。
在QPSK调制中，有两路正交的载波信号，分别记为I通道和Q通道。
对于要传输的数字信号，首先将其分为两个独立的部分，分别用来调制I通道和Q通道的载波。
通过改变正弦载波的相位来表示不同的数字信号，从而实现信号的传输。
QPSK调制可以用以下公式表示：S(t) = Icos(2πfct) - Qsin(2πfct)其中，S(t)代表输出的调制信号，I和Q分别是I通道和Q通道的调制信号，fc代表载波频率。
通过改变I和Q的数值，可以实现不同数字信号的传输。
三、QPSK解调原理QPSK解调是指将接收到的QPSK信号转换为原始的数字信号。
在QPSK解调中，接收到的信号经过信号处理后，被分别送入两个相位解调器，得到两个独立的解调信号。
通过合并两个解调信号，即可得到原始的数字信号。
QPSK解调可以用以下公式表示：I = ∫S(t)cos(2πfct)dtQ = -∫S(t)sin(2πfct)dt通过对接收到的信号进行数学处理，得到I和Q的数值，进而实现信号的解调。
四、QPSK调制解调的实现方法1. QPSK调制实现QPSK调制可以通过数字信号处理器（DSP）来实现。
将要传输的数字信号转换为两个独立的调制信号，即I和Q。
将这两个调制信号送入正交调制器，经过信号处理后得到QPSK信号。
通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
2. QPSK解调实现QPSK解调可以通过相位解调器来实现。
接收到的QPSK信号先经过一系列处理，如信号衰减、滤波等，然后被送入两个相位解调器，分别得到I和Q的解调信号。
QPSK调制与解调原理QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它可以将数字信息通过调制信号的相位变化来传输。
QPSK调制与解调原理相互关联且较为复杂，本文将从以下几个方面进行详细介绍。
一、QPSK调制原理QPSK调制原理是将两个独立的调制信号按照正交的方式进行相位调制，得到复杂的调制信号。
其中，正交基是指两个正交信号的相位差为90度。
QPSK调制涉及到两个正交信号，分别记作I通道和Q通道。
将数字信号分成两个部分，分别映射为I通道和Q通道的调制信号。
具体过程如下：1.数字信号进行二进制编码，比如00、01、10、112. 对于每个二进制码组合，分别映射到I通道和Q通道的调制信号，通常采用正交调制方法进行映射。
I通道和Q通道的调制信号可以使用正弦和余弦函数进行表示，假设调制信号频率为f，那么I通道的调制信号可以表示为：I(t) = A*cos(2πf*t + θI)，Q通道的调制信号可以表示为：Q(t) = A*sin(2πf*t + θQ)。
3.结合I通道和Q通道的调制信号，可以得到复杂的QPSK调制信号为：S(t)=I(t)+jQ(t)，其中j是单位虚数，表示相位90度的旋转。
二、QPSK解调原理QPSK解调的目标是将复杂的调制信号恢复为原始的数字信息。
解调过程主要包含两个环节，分别是载波恢复和解调。
具体过程如下：1. 载波恢复：接收到的调制信号经过放大和频率移位后，通过相干解调方法将信号分为I通道和Q通道两个分支。
在该过程中，需要从已知的参考信号中恢复出原始信号的频率，并根据频率差异对信号进行对齐。
这样，I通道和Q通道的解调信号可以表示为：I'(t) = S(t) *cos(2π*f*t + θ')，Q'(t) = S(t) * sin(2π*f*t + θ')。
2.解调：在解调过程中，需要根据相位信息对I通道和Q通道的解调信号进行处理，得到原始的数字信号。
实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验实验一四相移相键控（QPSK ）调制及解调实验一、实验目的1. 了解QPSK 调制解调原理及特性。
2. 了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。
二、实验内容1. 观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。
2. 观察IQ 调制解调过程中各信号变化。
3. 观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
三、基本原理1. QPSK 调制原理QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。
由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。
我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表，后一信息比特用b 代表。
双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表1-1所示，矢量关系如图1-1所示。
表1-1 双比特码元与载波相位关系双比特码元载波相位a B A 方式 B 方式 0 1 1 00 0 1 1225° 315° 45° 135°0° 90° 180° 270°(1,1)(0,1)(0,0)(1,0)45°(1,0)(1,1)(0,1)(0,0)0°参考相位参考相位(a)(b)图1-1 QPSK 信号的矢量图下面以A 方式的QPSK 为例说明QPSK 信号相位的合成方法。
串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行序列，然后通过基带成形得到的双极性序列（从D/A 转换器输出，幅度为±2/2）。
设两个双极性序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。
双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图1-2中虚线矢量，将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号，其相位编码关系如表1-2所示。
qpsk调制解调
QPSK调制解调是一种数字通信中的技术。
它使用四相移相调制（QPSK）技术将信号加入或从携带信号中抽取出来，从而模拟地传输数据。
由于数字通信系统要求高带宽，QPSK调制解调技术能够实现高效率传输。
QPSK调制解调技术十分重要，尤其是在数字通信应用中。
它是一种码制，即使用不同的二进制编码组合来表示信号。
这种方法使用户可以在较小的带宽范围内传输较大的数据空间。
QPSK调制和解调的过程由两个主要步骤组成，即调制和解调。
首先，进行调制，这意味着把数据和控制信号等信号转换成数字形式（例如二进制），然后生成携带信号。
这种信号用于模拟传输，也就是把数据以某种形式传输到另一端。
接下来，执行解调过程，将携带信号转换成原始信号，并将其重新组合成数据。
QPSK调制解调技术有一些显著优点，例如较小混叠，更大的抗干扰能力以及更好的带宽性能等。
它可以用来传输大量数据，并且数据传输的精确度也很高。
另外，这项技术的实现比较简单，成本也比较低，因此受到了许多用户的欢迎。
QPSK调制解调技术是当今数字通信技术的一大组成部分，它实现了高效的数据传输，并且成本也比较低。
通过其易于实现的特点，该技术被广泛用于各种电信应用中。
QPSK 即4PSK ，正交相移调制。
在看QPSK 之前，先看一下通信系统的调制解调的过程为了方便分析，先假设这里是理想信道，没有噪声，接收端已经载波同步，位同步。
调制后的信号数学模型为：cos()c A w t φ+ 上述的x(t)被调制到了A,ϕ上。
如果调制信息在A 上，就是调幅，如果调制信息在φ上，就是调相。
QPSK 正是通过调整φ的变化，来传输信息。
φ分别取45135225,315︒︒︒︒，，4个相位表示00，01，10，11表示4个信息，调制后的信号表达式为：cos(45),00cos(135),01()cos(225),10cos(315),11c c c c A w t x A w t x s t A w t x A w t x ︒︒︒︒⎧+=⎪+=⎪=⎨+=⎪⎪+=⎩ (cos cos 45sin sin 45),00(cos cos135sin sin135),01()(cos cos 225sin sin 225),10(cos cos315sin sin 315),11c c c c c c c c A w t w t x A w t w t x s t A w t w t x A w t w t x ︒︒︒︒︒︒︒︒⎧-=⎪-=⎪=⎨-=⎪⎪-=⎩sin ),00cos sin ),01()cos sin ),10sin ),11c c c c c c c c w t w t x w t w t x s t w t w t x w t w t x -=-+==--=+= 这样的话，我们调制任何一个信号，都可以转化为调制在同一时刻的两路上的幅度调制后再相加合并为一路输出，而调制模型cos()c A w t φ+中任意的A 和φ，根据正交分解的原理，又可以分解到两个相互正交个坐标轴上，这就是星座映射、IQ 分路的本质原理。
又由于cos()sin()c jw t c c e w t j w t =+，所有我们又经常把需要IQ 分路的调制用c jw t e 这样的复数来表示，也经常说IQ 分别是实部，虚部。
qpsk相干解调介绍
---------------------------------------------------------------------- QPSK是一种数字调制技术，用于将数字信号调制成模拟信号。
相干解调也是数字信号处理的一种技术，用于从接收到的信号中恢复出调制的数字信号。
QPSK的调制方式可以分为两种不同的情况：正交相位移移调制（OQPSK）和差分相移移调制（DQPSK）。
根据调制方式的不同，相干解调有不同的方法，这里主要介绍DQPSK的相干解调方法。
DQPSK相干解调的基本原理是，将接收到的信号分别与正弦波和余弦波进行匹配滤波，从而得到信号的实部和虚部，再通过相位计算，得到与发射信号相同的数字信号。
DQPSK相干解调的步骤如下：
1、接收到信号经过前置放大器放大后，进入混频器，与本地振荡器混频。
2、经过混频器后，信号变为中频信号，再进入低通滤波器进行滤
波。
3、滤波后的信号分别与本地正弦波和余弦波进行匹配滤波，并进行采样量化。
4、通过相位差的计算，将实部和虚部的信号恢复出相位信息。
5、根据相位信息，输入解调器，从而恢复出数字信号。
DQPSK相干解调是一种高效可靠的数字信号处理方法，可以应用于广泛的通信系统中，包括无线电通信、卫星通信、数字电视等领域。
qpsk调制解调QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，常用于无线通信中对数据进行调制与解调。
它利用信号的相位来携带信息，将每个信号符号映射到特定的相位角度上。
在QPSK调制中，使用两个正交的载波信号进行调制，分别称为I （In-phase）和Q（Quadrature）信号。
这两个信号的相位差为90度，在时钟周期中，可以将一个符号期划分为四个相位，每个相位代表不同的数据。
QPSK调制的实现步骤如下：1. 将原始数据分为两个数据流，分别称为I路和Q路。
可以通过多种方式将原始数据分为两个流，如交织、分组等。
2. 将每个数据流转换为数字信号，通常情况下为二进制（1或0）。
对于I路和Q路，每个二进制位代表不同的相位。
3. 将每个二进制位映射到对应的相位上。
通常情况下，可以使用星座图来代表每个相位的位置。
在QPSK调制中，星座图有四个点，每个点代表一个相位。
4. 将映射之后的信号与I和Q信号进行叠加，得到最终的QPSK调制信号。
调制信号可以通过将I和Q信号分别乘以正弦和余弦函数得到。
QPSK调制的解调步骤如下：1. 接收到QPSK调制的信号，将信号与正弦和余弦函数进行乘法运算，得到I路和Q路信号。
2. 对I路和Q路信号进行采样，获取每个符号周期内的采样值。
通常情况下，采样点与信号的相位有关。
3. 根据采样点的位置，将每个符号周期内的信号归类到相应的区域。
可以使用星座图来辅助识别相位。
4. 将每个区域映射为二进制数据，并重新组合为解调后的原始数据流。
QPSK调制具有以下优点：1. 高效性：QPSK调制可以在每个符号周期内携带两个比特的信息，与BPSK相比，传输效率提高了一倍。
2. 低复杂度：QPSK调制相对于其他高阶调制技术（如16-QAM、64-QAM）来说，实现起来更简单。
它仅需要两个正交的载波来进行调制，降低了硬件的复杂性。
3. 抗噪性好：由于QPSK调制的相位差为90度，使得它对于噪声的干扰具有较好的抵抗能力。
qpsk调制解调
QPSK调制解调是指在无线通信中应用的一种调技术，也叫作四相
移相 keying（QPSK）。
QPSK是具有相同带宽的其他数字调制技术的改
进版本之一。
它的特点是使用双极平衡阶段调制，同时发出四个相位
状态：00，01，11和10。
QPSK的优势在于能够提高信号性能，同时减
少射频功率的消耗。
在QPSK调制中，每个符号代表2bits，比如发送码 0110，则表示
两个符号，分别对应00和11，即：00 11，此时输出调制信号将位于
45度和135度位置上。
比特流中每个符号都会被调制，用sin和cos
波形表示原始信号。
QPSK调制解调的过程包括调制和解调两个步骤。
调制步骤是将每
个符号（00或11）映射到特定的位置上，通常是45度和135度；接着，将原始信号映射到新的位置上以产生调制信号。
解调步骤是反过来，将接收到的调制信号映射回原始位置，解调后可得到原始比特流。
QPSK调制解调的另一个优势是它在信号传输和处理方面占用较少
的带宽资源。
它通过4倍时间复用将比特流进行压缩，使得比特流可
以更容易地被传输和处理。
另外，QPSK还具有灵活的抗干扰特性，可
以有效抵抗传输噪声，大大提高了信号质量。
总之，QPSK调制解调是一种应用于无线通信的高效率数字调制技术。
它以双极平衡阶段引入四个相位状态进行调制，每个状态分别表
示00，01，11和10。
QPSK能够提高信号性能，有效抵御干扰，同时
节省带宽资源，是一种非常具有经济效益的数字调制技术。
qpsk调制解调QPSK调制解调技术是目前数字通信系统中使用最多的一种调制技术。
它是一种采用四相关键技术(4-QAM)的半无连接数字调制系统，它可以通过在幅度和相位上将信号分解为复合的双边带的形式来传输和处理，从而实现空间复用的功能。
本文将介绍QPSK调制解调技术，包括在调制和解调上的原理、优缺点及应用情况等。
QPSK调制是一种非常容易实现的调制技术，它可以使用模拟调制器或计算机控制模拟调制器实现。
调制技术主要是指通过对数据流进行处理，将数字信号转换为可以在无线传输信道上传输的模拟信号。
QPSK调制就是一种将数据流拆分成若干四级调制，然后使用两个脉冲模拟调制器和相位偏移器来调制信号，从而实现数据的传输的技术。
QPSK调制在调制时需要将数据流拆分成4个等级：（00，01，10，11），然后将不同的等级调制为不同的脉冲例如幅度A和相位P，从而获得不同的调制信号，最终使得调制信号不会出现相互干扰。
同时，QPSK调制可以提高调制带宽的效率，当信号通过传输信道时，可以更好的保证信号的传输质量。
由于QPSK调制可以提高调制带宽的效率，所以它也是用于数字通信系统和数字电视系统中的最佳调制技术之一。
它可以更加有效地实现多路复用效果，可以大大提高系统的信号传输和处理能力，从而实现更高的数据传输速率。
此外，QPSK调制还可以有效的减少因信号反射造成的噪声，提高系统的信噪比。
QPSK调制解调也有一些缺点，其中最明显的是调制系统的复杂性，因为它需要使用脉冲模拟调制器和相位偏移器，所以需要更多的硬件设备，而且由于信号在传输过程中可能会受到环境干扰，这可能会影响调制和解调的性能。
因此，QPSK调制解调技术虽然有一定的优点，但由于其复杂性和存在的一些缺点，不能有效地提高系统的性能。
但是，它在无线电通信中应用最广泛，它的优点主要体现在可以提高系统的容量、降低系统噪声、提高信噪比、提高调制带宽的效率、减少信号反射所造成的噪声等等。
QPSK 调制：四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息,是四进制移相键控.QPSK 是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°， 135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载 波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数 字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01,10，11，其中每一组称 为双比特码元.每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进 制四个符号中的一个符号。
QPSK 中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。
解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。
图2-1 QPSK 相位图以π/4 QPSK 信号来分析，由相位图可以看出： 当输入的数字信息为“11"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+4ππ2cos c t f A (2-1) 当输入的数字信息为“01"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+43ππ2cos c t f A (2-2）当输入的数字信息为“00"码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+45ππ2cos c t f A （2—3） 当输入的数字信息为“10”码元时，输出已调载波⎪⎭⎫ ⎝⎛+47ππ2cos c t f A （2—4） QPSK 调制框图如下：图2-2 QPSK 调制框图其中串并转换模块是将码元序列进行I/Q 分离，转换规则可以设定为奇数位为I ，偶数位为Q 。
例：1011001001:I 路：11010；Q 路：01001电平转换模块是将1转换成幅度为A 的电平,0转换成幅度为-A 的电平。
如此，输入00则)452cos(2)2sin()2cos(ππππ+=+-=t f A t f A t f A QPSK cc c ，输入11,则)42cos(2)2sin()2cos(ππππ+=-=t f A t f A t f A QPSK c c c ，等等。
qpsk调制解调QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 是一种常用的数字调制和解调技术，用于在数字通信系统中传输数字信息。
它是一种相位调制方式，其中两个相位（0度和90度）分别代表两个比特的二进制0和1。
QPSK是一种高效的调制技术，能够有效地在有限的频谱资源中实现高达2倍的数据传输速率。
接下来，我们将详细介绍QPSK调制解调的原理、应用和一些相关的注意事项。
QPSK调制：QPSK调制使用正交信号分量来表示数字信息，其中两个正交分量分别称为I (In-phase) 和Q (Quadrature)。
正交分量的相位差为90度。
整个调制过程可以分为三个主要步骤：编码、映射和载波调制。
首先，将输入的数字信息进行编码，将每一个数字比特映射为一个复数符号。
通常使用二进制比特来表示数字信息，每两个比特对应一个符号。
例如，00表示符号0，01表示符号1，10表示符号2，11表示符号3。
接下来，使用映射表将编码后的符号映射到相应的相位值。
在QPSK调制中，我们有四个离散的相位值来表示不同的符号：0度、90度、180度和270度。
映射表将二进制比特对应到这四个相位值中的一个。
例如，00映射到0度相位，01映射到90度相位，以此类推。
最后，将映射后的符号与两个相位调制载波相乘。
通常，I分量与余弦载波相乘，Q分量与正弦载波相乘。
这样可以生成一个叠加了两个不同相位的调制信号。
QPSK解调：解调过程与调制过程相反。
首先，接收到的调制信号会经过信道传输，并且会受到一定的噪声干扰。
然后，解调器会对接收到的信号进行解调，以恢复原始的数字信息。
解调过程也可以分为三个主要步骤：载波同步、解调和解码。
首先，解调器需要进行载波同步，以找到接收信号中的两个正交相位信号。
这通常通过使用差分解调器和相位锁定环路等技术来实现。
通过比较接收信号中的两个正交分量的相位差，可以准确地恢复出原始信号的相位信息。
接下来，将解调后的信号映射回原始的二进制比特。
QPSK已调信号生成一、QPSK介绍QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying 的缩写，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
其有抗干扰性强、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。
二、实验平台和实验内容１、实验平台本实验是MATLAB环境中生成基本QPSK已调信号，只需要MATLAB12.0。
２、实验内容1.基带信号为周期127bits伪随机序列，信息比特速率：20kbps，载波频率：20kHz（速率及频率参数现场可调整）；2.在MATLAB环境中编写M代码搭建QPSK调制系统模型；3.观测基带时域波形、已调信号时域波形；4.观测基带发射星座图；5.观测已调信号的功率谱（优先）或频谱；三、实现框图及其原理分析１、原理分析及其结构QPSK与二进制PSK一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。
载波相位取四个等间隔值之一，如л/4, 3л/4,5л/4,和7л/4。
相应的E为发射信号的每个符号的能量，T为符号持续时间，载波频率f等于nc/T，nc为固定整数。
每一个可能的相位值对应于一个特定的二位组。
例如，可用前述的一组相位值来表示格雷码的一组二位组：10，00，01，11。
Ｓｉｎ（ｔ）＝2E/tｃｏｓ［２]4/+∏i］０＜＝ｔ＜＝Ｔ)1-ft∏2(其中，i＝１，２，３，４。
2、框图四、实验结果与分析图一基带信号为周期为127bits的伪随机序列。
图二：已调信号时域波形带宽为7104 HzB点信号的星座图映射，00、01、10、11组合分别映射成-1-j,-1+j,1-j,1+j。
五、实验源码clc;clear all;Num=127;data=randi([0 1],1,Num);figure(1)plot(data)title('基带时域波形');f=20000; %载波频率20kHzRb=20000; %码元速率20kHzTs=1/f;Ns=8000;sample=1*Ns; %每个码元采点数为8000,采样频率为8000*20kHz N=sample*length(data)/2; %总采样点数data1=2*data-1; %正/负极性变换,产生二进制不归零双极性码元%-------------------------将信息源分成两路，分别对信号进行抽样-------------data_1=zeros(1,N); %定义一个长度为N的空数据data_1for i1=1:Num/2data_1(sample*(i1-1)+1:sample*i1)=data1(2*i1-1); %对奇数码元进行采样enddata_2=zeros(1,N);for i2=1:Num/2data_2(sample*(i2-1)+1:sample*i2)=data1(2*i2); %对偶数码元进行采样enda=zeros(1,N);b=zeros(1,N);for j1=1:Na(j1)=cos(2*pi*f*(j1-1)*Ts/Ns); %对余弦载波抽样每个周期采N个点 b(j1)=-sin(2*pi*f*(j1-1)*Ts/Ns); %对正弦载波抽样每个周期采N个点end%---------------------------调制---------------------------data_a=data_1.*a; %a路用余弦调制data_b=data_2.*b; %b路用正弦调制data_c=data_a+data_b;figure(2)subplot(3,1,1)plot(data_a)title('QPSK已调实部时域信号');subplot(3,1,2)plot(data_b)title('QPSK已调虚部时域信号');subplot(3,1,3)plot(data_c);title('QPSK已调信号时域波形');%---------------------绘制调制后波形的频谱图-------------------data_modul1= data_1(1:502000)+1i*data_2(1:502000);data_modul=data_a+1i*data_b;%调制后总的信号figure(3)plot(data_modul1,'o');axis([-2 2 -2 2]);title('星座图');figure(4)QPSK=10*log10(abs(fftshift(fft(data_modul,2048))).^2); %信号的频率值SFreq=linspace(-Rb*sample/2,Rb*sample/2,length(QPSK)); %信号的频率谱范围plot(SFreq,QPSK);title('QPSK已调信号频谱图');xlabel('Frequency');ylabel('Amplitude');hold on;。
qpsk解调的方法QPSK解调的方法QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，常见于数字通信系统中。
在接收端，需要通过解调来还原出原始信号。
本文将介绍QPSK解调的方法。
一、QPSK简介1.1 QPSK的原理QPSK是一种基于正交载波的数字调制技术。
它将原始数据分为两个比特一组，并根据正交载波的相位差异来表示不同的数据符号。
1.2 QPSK调制方式QPSK有四种不同的相位状态，分别为0度、90度、180度和270度。
每个相位状态代表两个比特，共有四种不同的组合方式。
因此，QPSK 可以传输2比特/符号。
二、QPSK解调原理2.1 解调器结构在接收端，需要使用解调器来还原出原始信号。
解调器主要由两个部分组成：载波恢复电路和符号判决电路。
载波恢复电路用于恢复接收到的信号中所带载波的频率和相位信息。
符号判决电路则用于根据接收到的信号确定发送方所传输的数据符号。
2.2 解调过程解调过程可以分为以下几个步骤：（1）载波恢复在接收端，需要使用本地的正交载波来与接收到的信号进行混频，得到一个中频信号。
中频信号经过低通滤波后，可以得到基带信号。
（2）符号判决接下来，需要对基带信号进行符号判决。
符号判决电路将基带信号分为实部和虚部，并根据它们的相对大小来确定发送方所传输的数据符号。
（3）解码最后一步是解码。
由于QPSK每个符号代表两个比特，因此需要将接收到的数据流按照两个比特一组进行分组，并根据不同的组合方式来还原出原始数据。
三、QPSK解调方法3.1 直接解调法直接解调法是一种简单直观的QPSK解调方法。
它只需要使用一个鉴相器和一个差分器即可完成解调过程。
具体步骤如下：（1）将接收到的信号与本地正交载波进行混频，得到一个中频信号。
（2）将中频信号分别与正弦和余弦载波进行乘积运算，得到实部和虚部信号。
（3）将实部和虚部信号输入鉴相器，得到输出信号。
（4）将输出信号输入差分器，得到解调后的数据流。
QPSK调制与解调原理QPSK，即四相移键调制（Quadrature Phase Shift Keying），是一种数字通信调制方案。
它使用4个相位状态来表示每个数据符号，每个相位状态代表两个比特的信息。
QPSK调制和解调是无线通信系统中常用的一种数字调制和解调技术。
1. 数据编码：将输入的数字信号转化为二进制码流，通常采用差分编码（Differential Encoding）或格雷码（Gray Coding）编码方式。
2.符号映射：将二进制码流分组成符号序列，并将每个符号映射到一个特定的相位状态。
QPSK调制使用4个相位状态，通常为0°、90°、180°和270°，每个相位状态代表两个比特。
3.符号调制：将每个符号的相位状态转化为实际的连续信号。
在QPSK调制中，每个符号的相位状态转化为两个正交的正弦波分量，分别称为正交载波。
4.输出连续信号：将两个正交载波相加得到输出连续信号，其频谱包含两个正交载波频谱的叠加。
QPSK解调原理如下：1.信号接收：接收到被噪声和干扰影响的QPSK信号。
2.信号分解：将接收到的信号分解为两个正交载波的信号分量。
3. 相位检测：使用相干解调器对分解后的信号进行相位检测。
相位检测方法有多种，常用的方法包括差分相移键控解调（Differential PSK Demodulation）和最大似然相位估计（Maximum Likelihood Phase Estimation）。
4.解调器输出：解调器输出检测到的相位状态对应的二进制码流。
根据调制时的映射方式，每个相位状态可以恢复为两个比特的信息。
1.高效利用频谱：QPSK调制方式可以有效地利用频谱，每个符号携带两个比特的信息，相对于BPSK调制方式能提供更高的数据传输速率。
2.抗噪性能较好：QPSK调制相对于BPSK调制，分配相同的频带宽度，可以提供更好的抗噪声干扰性能。
因为接收端可以将噪声和干扰误差均衡地分配到四个相位状态上。
实验九、QPSK 、QDPSK 调制与解调一、 实验目的1、 掌握QPSK 调制与解调的基本原理及实现方法。
2、 掌握QDPSK 调制与解调的基本原理及实现方法。
3、 分析QPSK 、QDPSK 系统的有效性和可靠性。
二、 实验原理为提高通信的有效性， 最常用的办法的是采用多进制的数字调制。
MPSK 和MDPSK 就是多进制的数字相移键控即多相制信号， 前者称为多进制绝对相移键控， 后者称为多进制相对（差分）相移键控，它们都用M 个相位不同的载波来表示 M 个不同的符号。
一般来说，有M 2n ，因此，一个符号可以代表n bit 的二进制码元。
1、QPSK 信号分析QPSK （Quadrature Phase Shift Keying ，正交相移键控）又叫四相绝对相移键控 （4PSK ），它利用载波的四种不同相位来表征数字信息。
由于每一种载波相位代表2bit 信息，故每个四进制符号又被称为双比特码元。
把组成双比特码元的前一信息比特记为 a 码，后一信息比 特记为b 码，为使接收端误码率最小化，双比特码元（ a ，b ）通常按格雷码（Gray code ） 方式排列，即任意两个相邻的双比特码元之间只有一个比特发生变化 。
图9.1给出了双比特与载波相位的对应关系，其中图（ a ）表示A 方式，图（b ）表示B 方式。
(an表9.1双比特码元与载波相位之间的对应关系双比特码元载波相位 nabA 方式B 方式 0 0 90° 235° 0 1 0° 135° 11270°45 °码元（a ， b ） ―► <0,0)图9.1 QPSK 信号相位矢量图（a ） A 方式（/2系统） （b ）B 方式（/4系统）根据相位矢量图，得到 双比特码元与载波相位之间的对应关系，如表 A 方式的QPSK 信号可表示为ns(t) cos( c t n ) COS ( c t — )，n 0,1,2,3 2B 方式的QPSK 信号可表示为2n 1 s(t) cos( c t n ) cos( c t)， n 0,1,2,34由于QPSK 信号普遍采用正交调制（又称 IQ 调制）法产生，故 QPSK 信号统一表示为s(t) cos( c t n ) I cos c t Q sin c t这样，将a 码送入I 路，b 码送入Q 路，然后将I 路信号与载波cos c t 相乘，Q 路信号与正 交载波sin c t相乘，之后通过加法器相加，即可得到QPSK 信号。
qpsk调制升余弦相关解调介绍如下：
QPSK（四相相移键控）调制是一种数字调制方式，它将输入的二进制数据转换成四进制的相位信息。
升余弦滤波器是一种有限脉冲响应滤波器，其传递函数的表达式为H ( f ) = { T s , 0 ⩽∣f ∣⩽ 1 − α 2 T s T s 2 { 1 + c o s [ π T s α ( ∣f ∣− 1 − α 2 T s ) ] } , 1 − α 2 T s < ∣f ∣⩽ 1 + α 2 T s 0 , ∣f ∣> 1 + α 2 T s H(f)=\left{ \right.H(f)=⎩⎪⎨⎪⎧Ts,0⩽∣f∣⩽2Ts1−α2Ts {1+cos[απTs(∣f∣−2Ts1−α)]},2Ts1−α<∣f∣⩽2Ts1+α0,∣f∣>2Ts1+α。
其中，α \alphaα为大于0小于1的滚降因子。
滚降因子的取值对系统的性能有着重要的影响，首先α \alphaα的大小直接影响了系统占用的带宽。
QPSK信号的解调可以使用升余弦滤波器进行。
首先，接收端接收到QPSK信号后，通过匹配滤波器进行信号的匹配，然后通过抽样判决器进行抽样判决，最后通过解调器进行解调。
Q P S K调制解调完整程序(配有自己的注释)QPSK调制解调完整程序（配有注释）clc;clear all;%假定接收端已经实现载波同步，位同步（盲信号解调重点要解决的问题：载波同步（costas环（未见到相关代码）），位同步（Gardner算法（未见相关代码）），帧同步）% carrier frequency for modulation and demodulationfc=5e6;%QPSK transmitterdata=5000 ; %码数率为5MHZ %原码个数rand_data=randn(1,5000);for i=1:dataif rand_data(i)>=0.5rand_data(i)=1;elserand_data(i)=0;endend%seriel to parallel %同时单极性码转为双极性码for i=1:dataif rem(i,2)==1if rand_data(i)==1I(i)=1;I(i+1)=1;elseI(i)=-1;I(i+1)=-1;endelseif rand_data(i)==1Q(i-1)=1;Q(i)=1;elseQ(i-1)=-1;Q(i)=-1;endendend% zero insertion ，此过程称为成形。
成形的意思就是实现由消息到波形的转换，以便发射，脉冲成形应该是在基带调制之后。
zero=5; %sampling rate 25M HZ ,明白了，zero为过采样率。
它等于采样率fs/码速率。
for i=1:zero*data % 采样点数目=过采样率*原码数目if rem(i,zero)==1Izero(i)=I(fix((i-1)/zero)+1);Qzero(i)=Q(fix((i-1)/zero)+1);elseIzero(i)=0;Qzero(i)=0;endend%pulse shape filter，接着，将进行低通滤波，因为随着传输速率的增大，基带脉冲的频谱将变宽%如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波，后面加载频的时候可能会出现困难。
%平方根升余弦滤波器% psf=rcosfir(rf,n_t,rate,fs,'sqrt') rate:过采样率，rf:滚降因子，n_t:滤波器阶数，fs:采样率%用在调制或发送之前，用在解调或接受之后，用来降低过采样符号流带宽并不引发ISI（码间串扰）NT=50;N=2*zero*NT; % =500fs=25e6;rf=0.1;psf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');% psf大小为500Ipulse=conv(Izero,psf);Qpulse=conv(Qzero,psf);%为什么数字信号传输也要过采样，成形滤波？%答：过采样的数字信号处理起来对低通滤波器的要求相对较低，如果不过采样，滤波的时候滤波器需要很陡峭，指标会很严格%成形滤波的作用是保证采样点不失真。
如果没有它，那信号在经过带限信道后，眼图张不开，ISI非常严重。
成形滤波的位置在基带调制之后。
%因为经成形滤波后，信号的信息已经有所损失，这也是为避免ISI付出的代价。
换句话说，成形滤波的位置在载波调制之前，仅挨着载波调制。
%即：（发送端）插值（采样）-成形-滤波（LPF)-加载频(载波调制)-加噪声至（接收端）乘本振-低通-定时抽取-判决。
%modulationfor i=1:zero*data+N %采样点数目改变（因为卷积的缘故） t(i)=(i-1)/(fs); %这里因为假设载频与码速率大小相等，所以用载频fc乘以过采样率=采样率。
Imod(i)=Ipulse(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(i));Qmod(i)=Qpulse(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(i)));endsum=Imod+Qmod;%QPSK receiver%demodulationfor i=1:zero*data+NIdem(i)=sum(i)*sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(i));Qdem(i)=sum(i)*(-sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(i)));end%matched filtermtf=rcosfir(rf,NT,zero,fs,'sqrt');Imat=conv(Idem,mtf);Qmat=conv(Qdem,mtf);%data selectionfor i=1:zero*dataIsel(i)=Imat(i+N);Qsel(i)=Qmat(i+N);end%sampler %提取码元for i=1:dataIsam(i)=Isel((i-1)*zero+1);Qsam(i)=Qsel((i-1)*zero+1); end%decision thresholdthreshold=0.2;for i=1:dataif Isam(i)>=thresholdIfinal(i)=1;elseIfinal(i)=-1;endif Qsam(i)>=thresholdQfinal(i)=1;elseQfinal(i)=-1;endend%parallel to serialfor i=1:dataif rem (i,2)==1if Ifinal(i)==1final(i)=1;elsefinal(i)=0;endelseif Qfinal(i)==1final(i)=1;elsefinal(i)=0;endendend% 绘图figure(1)plot(20*log(abs(fft(rand_data)))); axis([0 data -40 100]);grid on;title('spectrum of input binary data');figure(2)subplot(221);plot(20*log(abs(fft(I))));axis([0 data -40 140]);grid on;title('spectrum of I-channel data');subplot(222);plot(20*log(abs(fft(Q))));axis([0 data -40 140]);grid on;title('spectrum of Q-channel data');subplot(223);plot(20*log(abs(fft(Izero))));axis([0 zero*data -20 140]);grid on;title('spectrum of I-channel after zero insertion');subplot(224);plot(20*log(abs(fft(Qzero))));axis([0 zero*data -20 140]);grid on;title('spectrum of Q-channel after zero insertion');figure(3);subplot(221);plot(psf);axis([200 300 -0.2 0.6]);title('time domain response of pulse shaping filter');grid on;subplot(222);plot(20*log(abs(fft(psf))));axis([0 N -350 50]);grid on;title('transfer function of pulse shaping filter'); subplot(223);plot(20*log(abs(fft(Ipulse))));axis([0 zero*data+N -250 150]);grid on;title('spectrum of I-channel after impulse shaping filter'); subplot(224);plot(20*log(abs(fft(Qpulse))));axis([0 zero*data+N -250 150]);grid on;title('spectrum of Q-channel after pluse shaping filter');figure(4)subplot(211);plot(20*log(abs(fft(Imod))));axis([0 zero*data+N -250 150]);grid on ;title('spectrum of I-channel after modulation');subplot(212);plot(20*log(abs(fft(Qmod))));axis([0 zero*data+N -250 150]);grid on;title('spectrum of Q-channel after modulation');figure(5)subplot(221);plot(20*log(abs(fft(Idem))));axis([0 zero*data -200 150]);grid on;title('spectrum of I-channel after demodulation'); subplot(222);plot(20*log(abs(fft(Qdem))));axis([0 zero*data+N -200 150 ]);grid on;title('spectrum of Q-channel after demodulation');subplot(223);plot(20*log(abs(fft(Imat))));axis([0 zero*data -400 200]);grid on;title('spectrum of I-channel after matched filter'); subplot(224);plot(20*log(abs(fft(Qmat))));axis([0 zero*data -400 200]);grid on;title('spectrum of Q-channel after matched filter');figure(6)subplot(221);plot(20*log(abs(fft(Isam))));axis([0 data -40 150]);grid on;title('spectrum of I-channel after sampler');subplot(222);plot(20*log(abs(fft(Qsam))));axis([0 data -40 150 ]);grid on;title('spectrum of Q-channel after sampler');subplot(223);plot(20*log(abs(fft(Ifinal))));axis([0 data -40 150]);grid on;title('spectrum of I-channel after decision threshold'); subplot(224);plot(20*log(abs(fft(Qfinal))));axis([0 data -40 150]);grid on;title('spectrum of Q-channel after decision threshold'); figure(7)plot(Isel,Qsel);axis([-1.6 1.6 -1.6 1.6]);grid on;title('constellation of matched filter output'); figure(8)plot(Isam,Qsam,'X');axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2]);grid on;title('constellation of sampler');figure(9)plot(20*log(abs(fft(final))));axis([0 data 0 100]);grid on;title('aspectrum of final received binary data');。
