4piqpsk调制解调

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。

实验五π/4DQPSK调制及解调实验一、实验目的了解π/4DQPSK调制解调的原理及特性。

二、实验器材1、主控&信号源模块、10号、11号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图π/4DQPSK调制框图11# 软件无线电解调π/4DQPSK解调四、实验步骤实验项目一π/4DQPSK调制1、关电，按表格所示进行连线。

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【π/4DQPSK数字调制解调】→【星座图观测及“硬调制”】。

3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。

4、实验操作及波形观测。

（1）示波器探头CH1接10号模块TP8(NRZ-I)，CH2接10号模块TP9(NRZ-Q)，观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形。

（2）示波器探头CH1接10号模块TP8(NRZ-I)，CH2接10号模块TH7(I-Out)，对比观测路信号成形前后的波形。

（3）示波器探头CH1接10号模块TP9(NRZ-Q)，CH2接10号模块TH9(Q-Out)，对比观测Q路信号成形前后的波形。

（4）示波器探头CH1接10号模块TH7(I-Out)，CH2接10号模块TH9(Q-Out)，调节示波器为XY模式，观察π/4DQPSK星座图。

（5）示波器探头CH1接10号模块TH7(I-Out)，CH2接10号模块TP3(I)，对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形。

（6）示波器探头CH1接10号模块TH9(Q-Out)，CH2接10号模块TP4(Q)，对比观测Q 路成形波形的载波调制前后的波形。

（7）示波器探头CH1接10模块的TP1，观测I路和Q路加载频后的叠加信号。

实验项目二π/4DQPSK非相干解调1、关电，保持实验项目一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【π/4DQPSK数字调制解调】→【星座图观测及“硬调制”】。

大学生本科毕业设计（论文）题目：PI/4—QPSK信号的调制与解调专业电子与通信工程类别计算机模拟日期05年5月摘要在以前的数字蜂窝系统中，往往采用FSK、ASK、PSK等调制方式.随着数字蜂窝系统的发展，对调制和数字蜂窝系统的技术要求越来越高，许多优秀的调制技术应运而生，其中PI/4—QPSK 技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法。

本文首先介绍了数字相位调制的一般原理；然后对PI/4—QPSK的调制原理进行了阐述，并对影响调制性能的滤波器进行了分析与研究;最后重点研究了PI/4—QPSK的三种解调方法并通过用Matlab对这一过程进行编程,得出信号在不同信噪比下模拟传输的时域图、频域图及功率谱密度曲线等，并在相同信道条件下通过眼图和误码率曲线图对PI/4—QPSK的三种解调方法进行了性能比较，得出了基带差分解调性能最差、中频差分解调性能次之、鉴频器解调性能最优的结论。

关键词PI/4—QPSK；同相信道；正交信道；调制；差分解调(完整word版)PI4-QPSK信号的调制与解调AbstractPrevious digital honeycomb system often adopt modulation way of FSK, ASK，PSK etc. Along with development of digital honeycomb system the tec- hnical criterion of modulation and demodulation will be adjusted to meet hig—her requirement. A lot of excellent modulation technology has emerged as the times require, the PI/4—QPSK is one of the most outstanding technology in radio communication。

实验三 π/4DQPSK 调制解调实验一、实验目的1、掌握π/4-DQPSK 调制解调原理。

2、理解π/4-DQPSK 的优缺点。

二、实验内容1、观察π/4-DQPSK 调制过程各信号波形。

2、观察π/4-DQPSK 解调过程各信号波形。

三、实验仪器1、移动通信实验原理实验箱 一台2、20M 双踪示波器一台四、实验原理1、π/4-DQPSK 调制原理π/4-DQPSK 是对QPSK 信号特性的进行改进的一种调制方式。

改进之一是将QPSK 的最大相位跳变±π，降为±3π/4，从而改善了π/4-DQPSK 的频谱特性，改进之二是解调方式，QPSK 只能用于相干解调，而π/4-DQPSK 既可以用相干解调也可以采用非相干解调。

π/4-DQPSK 已用于美国的IS-136数字蜂窝系统，日本的（个人）数字蜂窝系统（PDC ）和美国的个人接入通信系统（PACS ）。

设π/4－DQPSK 信号为：()）（k c k t t S ϕω+=cos 式中，k ϕ为kTs t Ts k ≤≤-)1(之间的附加相位。

上式可展开成：()k c k c k t t t S ϕωϕωsin sin cos cos -=当前码元的附加相位k ϕ是前一码元附加相位1-k ϕ与当前码元相位跳变量k ϕ∆之和， 即：k k k ϕϕϕ∆+=-1k k k k k k k k U ϕϕϕϕϕϕϕ∆-∆=∆+==---sin sin cos cos )cos(cos 111 k k k k k k k k V ϕϕϕϕϕϕϕ∆+∆=∆+==---sin cos cos sin )sin(sin 111其中，1111sin ,cos ----==k k k k V U ϕϕ，上面两式可改写为：k k k k k V U U ϕϕ∆-∆=--sin cos 11k k k k k U V V ϕϕ∆+∆=--sin cos 11这是π/4-DQPSK 的一个基本关系式。

【最新整理，下载后即可编辑】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 c c 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。

实验一QPSK 调制实验一、实验目的1、掌握QPSK 的调制解调原理。

2、掌握QPSK 的软件仿真方法。

3、掌握QPSK 的硬件设计方法。

二、预习要求1、掌握QPSK 的编解码原理和方法。

2、熟悉matlab 的应用和仿真方法。

3、熟悉DSP 和FPGA 的开发方法。

三、实验原理1、QPSK 调制的工作原理多相相移键控（MPSK ），特别是四相相移键控（QPSK ）是目前移动通信、微波通信和卫星通信中最常用的载波传输方式。

四相相移键控（QPSK ）信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号，其信号表达式为：)cos()(i c i t A t S θω+= i ＝1，2，3，4 0≤t ≤TsTs 为四进制符号间隔，{i θ:i=1,2,3,4}为正弦波载波的相位，有四种可能状态。

如以下矢量图所示：如图为QPSK 的相位图，QPSK 的相位为（－3π/4，－π/4，π/4，3π/4）。

对于QPSK ：)sin cos cos (sin )sin()(i c i c i c i t t A t A t S θωθωθω+=+= 0≤t ≤Ts由于21cos ±=i θ 21sin ±=i θ所以：)cos )(sin )((2)(t t Q t t I A t S c c i ωω+=21cos )(±==i t I θ21sin )(±==i t Q θQPSK 正交调制器方框图如图所示：I图QPSK 正交调制器方框图在kTs ≤t ≤(k+1) Ts(Ts=2Tb)的区间，QPSK 产生器的输出为：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=-+-=--+=+++=+=----11),43c os(11),4c os(11),43c os(11),4c os()(1111n n c n n c n n c n n c a a t A a a t A a a t A a a t A t s πωπωπωπω2、QPSK 的相干解调的基本工作原理 QPSK 的相干解调方框图如图所示：图QPSK 的相干解调方框图当调制信号为I ＝1，Q ＝1时，由调制原理，调制输出信号为tt t S c c i ωωcos sin )(+=，在没有噪声和延时的理想状态时，解调器的输入tt t S t r c c i ωωcos sin )()(+==，则I 检测器的输出为：tt t t t t r c c c c c ωωωωωsin cos sin sin sin )(+=t t t t c c c c ωωωω2sin 212cos 21212sin 21)2cos 1(21+-=+-=则Q 检测器的输出为：tt t t t t r c c c c c ωωωωωcos cos cos sin cos )(+=t t t t c c c c ωωωω2sin 212cos 21212sin 21)2cos 1(21++=++=用截止频率小于2c ω的低通滤波器对I 检测器的输出滤波后得到1/2,即为逻辑1；对Q 检测器的输出滤波后得到1/2,即为逻辑1。