QPSK调制解调的simulink仿真
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实验报告信息学院(院、系)电子信息工程专业班通信原理教程课QPSK调制和2DPSK的Simulink仿真一、编写QPSK调制程序,任意给定一组二进制数,计算经过这种调制方式的输出信号。
1、实验目的(1)熟悉QPSK调制原理。
(2)学会运用Matlab编写QPSK调制程序。
(3)会画出原信号和QPSK调制信号的波形图。
(4)掌握数字通信的QPSK的调制方式。
2、实验原理QPSK(四相移相键控)是一种常用的多进制调制方式。
QPSK信号的正弦载波有四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。
QPSK信号有00、01、10、11四种状态。
所以,对输入的二进制序列,首先必须分组,每两位码元一组。
QPSK信号实际上是两路正交双边带信号。
首先产生两种不同相位的载波信号f1和f2,直接用输入双比特去选择载波的相位,得到同相支路和正交支路,再将这两路信号叠加,就可以得到QPSK信号。
最后通过信道发送到接收端。
之间的关系通常都按格雷码的规律变化,如表1所QPSK信号四种状态和相位θk示。
表1 QPSK编码规则表中给出的A和B两种编码方式,其矢量图画在图1中。
(a) 方式(b) 方式 图1 QPSK 信号的矢量图QPSK 调制的电路原理图如图2所示。
3、程序设计思想和流程图根据QPSK 信号原理,输入基带信号按A 方式编码表示不同的相位。
结合以前实验的基础,先输入二进制序列作为基带信号,进行QPSK 调制,然后输出调制后的信号。
实验流程图如图3所示。
4、仿真源程序和代码a=[0,0,1,1,0,1,1,0];subplot(2,1,1);stem(a);title('随机信号'); for i=1:length(a)/2 m=a(2*i-1); n=a(2*i); t=i-1:0.01:i; if (m==0)&&(n==0)s=sin(2*pi*(t+fix(t+0.999))); endif (m==1)&&(n==0)s=sin(2*pi*(t+fix(t+0.999))+pi/2); endif (m==1)&&(n==1)s=sin(2*pi*(t+fix(t+0.999))+3*pi/2); endif (m==0)&&(n==1)s=sin(2*pi*(t+fix(t+0.999))+pi);图3 QPSK 流程图endhold on ;subplot(2,1,2);plot(t,s);title('QDPSK 调制后的信号'); end5、仿真结果6、实验总结通过实验,对MATLAB 的基本功能和使用方法更加熟悉了,对数字基带传输系统有了一定的了解,加深了对QPSK 信号的调制原理的认识,理解了如何对他们进行调制,通过使用MATLAB 仿真,对个调制和解调电路中各元件的特性有了较为全面的理解。
QPSK调制解调技术的设计与仿真QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制解调技术是一种常用于数字通信系统中的调制解调方法,它可以实现高效的数据传输。
本文将简要介绍QPSK调制解调技术的设计原理,并通过仿真实例展示其性能。
1.将输入数据序列划分成两个并行的数据流,分别为I分量和Q分量。
2.对于I分量和Q分量,进行二进制相位调制,将每个比特映射到一个相位点上。
3.将I分量和Q分量进行合并,得到复数信号。
4.对复数信号进行带通滤波,抑制带外噪声。
5.将带通滤波后的信号进行模拟调制,得到QPSK信号。
QPSK解调原理:QPSK解调是将接收到的QPSK信号解调为二进制比特流的过程。
具体过程如下:1.将接收到的QPSK信号分为实部和虚部,并进行带通滤波,抑制带外噪声。
2.对实部和虚部信号进行比较,得到原始的二进制数据流。
QPSK的仿真实例:我们将通过MATLAB软件进行QPSK调制解调的仿真。
假设我们有一个长度为N的二进制数据序列,首先,我们将数据序列拆分为两个并行的数据流,即I分量和Q分量。
然后,对这两个数据流进行二进制相位调制,将每个比特映射到一个相位点上。
在这里,我们可以使用带限相移键控(BLMSK)调制来实现QPSK调制。
接下来,将I分量和Q分量合并为复数信号。
然后,对复数信号进行带通滤波,并进行模拟调制,得到QPSK信号。
仿真步骤如下:1.定义二进制数据序列,生成随机的0和1的序列。
2.将二进制数据序列拆分为两个并行的数据流,即I分量和Q分量。
3.对I分量和Q分量进行二进制相位调制,将比特映射到相位点上。
4.合并I分量和Q分量为复数信号。
5.对复数信号进行带通滤波,抑制带外噪声。
6.进行模拟调制,得到QPSK信号。
7.添加高斯噪声,并进行解调。
8.对解调后的信号进行比较,得到原始的二进制数据流。
9.比较原始的二进制数据序列和解调后的数据序列,计算误码率。
通过以上仿真步骤,我们可以得到QPSK调制解调的性能指标,如误码率等。
通信原理课程设计题目:基于SIMULINK的QPSK的调制与解调仿真设计——QPSK的解调设计学院计算机与通信工程学院专业通信工程学号姓名指导老师2015年12月通信原理课程设计评分标准摘要随着移动通信技术的发展,以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK等调制方式,逐渐被许多优秀的调制技术所替代。
本文设计出一个产生QPSK信号的仿真模型,通过此次实验,可以更好地了解QPSK系统的工作原理。
正交相移键控,是一种数字调制方式。
四相绝对移相键控(QPSK)技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。
现正广泛地应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信和有线电视系统之中。
论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控(QPSK)的解调概念和原理,了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能,利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制系统进行了仿真,并对QPSK调制性能进行了分析。
从中了解QPSK调制的原理及对现代通信的影响和意义。
关键词:QPSK调制 Simulink仿真 Matlab目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念及基本组成部分 (1)1.3 QPSK系统简介 (2)1.4 课题研究现状 (4)1.5 本文主要研究工作及研究目的 (4)1.5.1 研究工作 (4)1.5.2选题的目的和意义 (5)1.6 本章小结 (5)第2章 QPSK的调制与解调原理 (7)2.1 数字调相 (7)2.1.1 数字基带传输系统 (7)2.1.2 正弦载波数字调制系统 (8)2.2 QPSK调制和解调原理 (10)2.2.1 调制 (8)2.2.2 解调 (9)2.2.3 QPSK的调制原理 (10)2.2.4 QPSK解调的工作原理 (11)2.3 QPSK的产生 (12)2.3.1 QPSK的星座图 (12)2.3.2 QPSK的产生方法 (13)2.4 本章小结 (15)第3章 Matlb/Simulink简介 (13)3.1 Matlab简介 (13)3.2 Simulink简介 (13)3.2.1 Simulink概述 (13)3.2.2 Simulink特点 (14)3.2.3 Simulink常用模块库 (14)第4章基于simulink的QPSK系统仿真分析 (16)4.1 正交调相法产生QPSK信号 (16)4.2 QPSK调制过程主要器件的功能及参数设置 (20)4.2.1 产生需要的信号源 (20)4.2.2 串并变换 (21)4.2.3 单极性信号转双极性信号模块组 (22)4.2.4 调制模块 (23)4.2.5 星座图模块 (24)4.3 simulink仿真结果 (25)4.3.1 仿真波形 (25)4.3.2 仿真星座图 (30)4.4 仿真结果分析 (31)4.4.1 仿真结果 (31)4.4.2 遇到的问题及解决情况 (31)4.4.3 未解决的问题 (32)4.5 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (25)附录系统总框图 (26)第1章绪论1.1 引言数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书基于Matlab/Simulink的QPSK调制解调仿真设计与研究目录摘要 (2)第一章前言 (2)1.1 专业设计任务及要求 (2)1.2 Matlab简介 (2)1.3 Matlab下的simulink简介 (3)1.4 通信系统模型 (3)第二章QPSK调制 (4)2.1 QPSK介绍 (4)2.2 QPSK调制原理 (4)2.2.1 相乘法 (4)2.2.2 选择法 (5)2.3 QPSK调制原理框图 (6)2.4 QPSK调制方式的Matlab仿真 (6)2.5 QPSK调制方式Matlab-simulink仿真 (7)2.5.1 simulink调制建模 (7)2.5.2 simulink调制仿真结果 (8)第三章QPSK解调 (14)3.1 QPSK解调原理 (14)3.2 QPSK解调原理框图 (14)3.3 QPSK解调方式Matlab仿真 (14)3.4 QPSK解调方式的Matlab-simulink仿真 (15)3.4.1 QPSK解调建模 (15)3.4.2 传输信道 (17)3.4.3仿真结果 (17)3.5 仿真结果分析 (20)第四章QPSK通信系统性能分析 (20)第五章结论 (20)参考文献 (21)附录 (21)摘要正交相移键控(QPSK),是一种数字调制方式。
QPSK技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。
论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控QPSK的调制解调概念和原理,利用Matlab中M文件和Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真,对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行了,分析了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能。
【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真第一章前言1.1专业设计任务及要求1了解并掌握QPSK调制与解调的基本原理;2在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统;3学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真,根据实验结果能分析所设计系统的性能。
一 设计内容用matlab 的.m 文件或simulink 设计一个QPSK 调制解调传输系统。
包括01码的产生,NRZ 编码,串并变换,QPSK 调制解调,高斯信道,低通滤波器,判决器,并串变换。
二 QPSK 系统描述QPSK 信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。
QPSK 信号的产生方法有两种:第一种是用相乘电路,第二种是选择法。
这里我们采用第一种方法产生 QPSK 信号,输入的基带信号被“串/并变换”电路变成两路码元 a 和 b ,再分别和正交载波相乘。
a(0)、a(1)和 b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“1”,这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢量 s(t)。
QPSK 的解调原理,由于 QPSK 信号可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加,所以用两路正交的相干载波去解调,可以很容易地分离这两路正交的2PSK 信号。
相干解调后的并行码元 a 和 b ,经过并/串变换后,成为串行数据输出。
QPSK 的基本传输模型如下图所示:图1 QPSK 信号传输模型三 系统分析与设计1、QPSK 调制原理在QPSK 调制中,QPSK 信号可以看作两个载波正交的2PSK 调制器构成。
串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列,然后分别对sin(ωc t)和cos(ωc t)调制,相加后得到 QPSK 调制信号。
QPSK 同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调,得到I(t)和Q(t)。
经抽样判决和并/串转换器,将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。
QPSK 调制框图如图2所示。
{an} y(t) δ s (t){an} d(t) {dn}码 型 变 换相乘器 发送滤波器 信道C(w)接收滤波器抽样判决 反码变换n(t)图2 QPSK 调制框图2、QPSK 解调原理在QPSK 解调中,正交支路和同相支路分别设置两个相关器(或匹配滤波器),得到I(t)和Q(t) ,经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。
一设计内容用matlab 的.m 文件或simulink 设计一个QPSK 调制解调传输系统。
包括01码的产生,NRZ 编码,串并变换,QPSK 调制解调,高斯信道,低通滤波器,判决器,并串变换。
二QPSK 系统描述QPSK 信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。
QPSK 信号的产生方法有两种:第一种是用相乘电路,第二种是选择法。
这里我们采用第一种方法产生 QPSK 信号,输入的基带信号被“串/并变换”电路变成两路码元 a 和 b ,再分别和正交载波相乘。
a(0)、a(1)和 b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“1”,这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢量 s(t)。
QPSK 的解调原理,由于 QPSK 信号可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加,所以用两路正交的相干载波去解调,可以很容易地分离这两路正交的2PSK 信号。
相干解调后的并行码元 a 和 b ,经过并/串变换后,成为串行数据输出。
QPSK 的基本传输模型如下图所示:图1 QPSK 信号传输模型三系统分析与设计1、QPSK 调制原理在QPSK 调制中,QPSK 信号可以看作两个载波正交的2PSK 调制器构成。
串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列,然后分别对sin(ωc t)和cos(ωc t)调制,相加后得到 QPSK 调制信号。
QPSK 同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调,得到I(t)和Q(t)。
经抽样判决和并/串转换器,将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。
QPSK 调制框图如图2所示。
{an} y(t) δ s (t){an} d(t) {dn}码 型 变 换相乘器 发送滤波器 信道C(w)接收滤波器抽样判决 反码变换n(t)图2 QPSK 调制框图2、QPSK 解调原理在QPSK 解调中,正交支路和同相支路分别设置两个相关器(或匹配滤波器),得到I(t)和Q(t),经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。
一设计内容用matlab的.m文件或simulink设计一个QPSK调制解调传输系统。
包括01码的产生,NRZ编码,串并变换,QPSK调制解调,高斯信道,低通滤波器,判决器,并串变换。
二QPSK系统描述QPSK 信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。
QPSK 信号的产生方法有两种:第一种是用相乘电路,第二种是选择法。
这里我们采用第一种方法产生QPSK 信号,输入的基带信号被“串/并变换”电路变成两路码元 a 和b,再分别和正交载波相乘。
a(0)、a(1)和b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“1”,这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢量s(t)。
QPSK 的解调原理,由于QPSK 信号可以看作是两个正交2PSK 信号的叠加,所以用两路正交的相干载波去解调,可以很容易地分离这两路正交的2PSK信号。
相干解调后的并行码元 a 和b,经过并/串变换后,成为串行数据输出。
QPSK 的基本传输模型如下图所示:图1 QPSK信号传输模型三系统分析与设计1、QPSK调制原理在QPSK调制中,QPSK信号可以看作两个载波正交的2PSK调制器构成。
串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列,然后分别对sin(ωc t)和cos(ωc t)调制,相加后得到QPSK 调制信号。
QPSK同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调,得到I(t)和Q(t)。
经抽样判决和并/串转换器,将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。
QPSK调制框图如图2所示。
图2 QPSK 调制框图2、QPSK 解调原理在QPSK 解调中,正交支路和同相支路分别设置两个相关器(或匹配滤波器),得到I(t)和Q(t) ,经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。
图3 QPSK 相干解调框图从发射机发射的已调信号经过传输媒介传播到接收端,接收机接收到的已调信号为:S QPSK (t)=I(t)cos(ωc t )+Q(t)sin(ωc t )I(t)、Q(t)分别为同相和正交支路,ωc 为载波频率,那么相干解调后,同相支路相乘可得: I i (t)=S QPSK (t) cos(ωc t )=[I(t) cos(ωc t )+Q(t) sin(ωc t )] cos(ωc t ) =I(t) cos 2(ωc t )+=S(t)cos(ωc t)-sin(ωc t)Q(t)I(t)A(t)串/并变 换相乘电路π/2相移相干载 波产生相加电路相乘电路I(t)-sin(ωc t)cos(ωc t)s(t)相乘低通 抽判π/2载波提取定时 提取相乘低通判决并/串 Q(t)A(t)正交支路相乘可得:Q q(t)=S QPSK(t)sin(ωc t)=[I(t) cos(ωc t)+Q(t) sin(ωc t)] sin(ωc t)=I(t) sin(ωc t)* cos(ωc t)+ Q(t) sin2(ωc t)=经低通滤波器可得:I i(t)=Q q(t)=四各功能模块主要界面1、信源的产生在搭建QPSK调制解调系统中直接使用贝努力信号发生器产生01比特序列,每两比特代表一个符号。
基于simulink的QPSK调制解调一、摘要在21世界信息飞速发展的时代,各个国家对通信行业的支持更是不遗余力。
当前我国3G行业正值蓬勃发展,国家又在大力倡导三网融合。
好的技术能够快速地传递用户信息,并且有着高的准确性(即非常低的误码率)和可靠性。
QPSK 调制解调技术以其高的解调速率、低的误码率,在CDMA领域得到广泛应用。
本文设计本文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况,以及正交相移键控(QPSK)的调制解调概念和原理,传输比特错误率和符号错误率的计算,了解Simulink 中涉及到QPSK的各种模块的功能。
这次QPSK调制解调采用了正交调制和相干解调,包含了串并转换、电平转换、载波调制、信号合成、相干解调、抽样判决,和并串转换一系列系统的设计,并利用Matlab中的Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真,对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行分析,进而验证了QPSK调制技术的优越性。
【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真ABSTRACTIn the 21st world of the rapid development of the information age, each country to communication industry is spare no effort to support. The 3 g industry in our country as vigorous development, the country should be advocated and three nets fusion. Good technology can quickly transfer user information, and has a high accuracy (that is, very low bit error rate) and reliability. QPSK demodulation technology with its high demodulation rate, low error rate, in CDMA areas to be widely applied. The paper presents the design of this paper mainly introduces the photograph is shift keying (QPSK) profile, and positive photograph shift keying (QPSK) modulation demodulation concept and principle, transmission bit error rate and symbol error rate calculation, understand involved in Simulink QPSK various modules function. The QPSK modulation demodulation adopted orthogonal modulation and coherent demodulation, contains the string and conversion, level conversion, carrier modulation, signal synthesis, coherent demodulation, sampling judgment, and string conversion a series of system design, and use the Matlab Simulink module for QPSK modulation demodulation system simulation, the QPSK white gaussian noise channel in the performance analysis, and then verify the QPSK modulation technology superiority.【Key words 】Matlab QPSK Simulink Simulation二、设计目的和意义(1)通过完成专业方向的设计内容,加深对通信原理理论的理解,熟悉通信系统的基本概念,复习正交相位偏移键控(QPSK)调制解调的基本原理和误比特率的计算方法,了解调制解调方式中最基础的方法。
QPSK调制解调的simulink仿真与性能分析一、设计目的和意义
学会使用MATLAB中的simulink仿真软件,了解其各种模块的功能,用simulink 实现QPSK的调制和仿真过程,得到调制信号经高斯白噪声信道,再通过解调恢复原始信号,绘制出调制前后的频谱图,分析QPSK在高斯信道中的性能,计算传输过程中的误码率。
通过此次设计,在仿真中形象的感受到QPSK的调制和解调过程,有利于深入了解QPSK的原理。
同时掌握了simulink的使用,增强了我们学习通信的兴趣,培养通信系统的仿真建模能力。
二、设计原理
(一)QPSK星座图
QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的简称,意为正交移相键控,是数字调制的
一种方式。
它规定了四种载波相位,分别为
0,
2
π
, π,
3
2
π
(或者
4
π
,
3
4
π
,
5
4
π
,
7
4
π
),
星座图如图1(a)、(b)所示。
图1 QPSK星座图
(二)QPSK的调制
因为输入信息是二进制序列,所以需要将二进制数据变换成四进制数据,才能和四进制的载波相位配合起来。
采取的办法是将二进制数字序列中每两个序列分成一组,共四种组合(00,01,10,11),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(a)(b)
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每次调制可传输两个信息比特。
图2的(a)、(b)、(c)原理框图即为QPSK的三种调制方式,本次课程设计主要采用的是正交调制方式。
(a)正交调制法
(b)相位选择法
(c)脉冲插入法
图2 QPSK的主要调制方式
(三)QPSK的解调
QPSK信号可以用两个正交的载波信号实现相干解调,它的相干解调器如图3所示,正交路分别设置两个匹配滤波器,得到I(t)和Q(t),经电平判决和并转串即可恢复出原始信息。
图3 QPSK相干解调器
三、详细设计步骤
(一)QPSK调制电路
查阅资料,熟悉simulink的工作环境,理解simulink的模块功能,根据图2(a)的方框图搭建QPSK调制电路(图4):采用Buffer和Demux将信号源进行串并转换,Unipolar to Bipolar实现电平转换。
图4 QPSK调制仿真图
(二)AWGN信道模型
AWGN信道模块可以将加性高斯白噪声加到一个实数的或复数的输入信号。
当输入信号是实数时,这个块增加了实的高斯噪声,产生一个实数的输出信号。
当输入信号是复数的,这个模块增加了复数的高斯噪声,产生复数的输出信号。
此模块继承它的输入信
号的采样时间。
由于输入信号为连续的信号,所以控制信道信噪比的方式选择控制高斯噪声标准差的方式器变量之间关系为:
/10SignalPower SymbolPeriod
Variance SampleTime 10s o
E N Noise ⨯=⨯
其中Es/No 为信号能量比噪声功率谱密度。
(三)QPSK 解调电路
根据图3的方框图搭建QPSK 解调电路(图5):载波采用调制时的载波信号,解调后的信号经位定时后判决得到并行二进制序列,再经并转串输出二进制序列。
图5 QPSK 解调仿真电路
(四)比特错误率统计
比特错误率统计使用Error Rate Calculation 模块,该模块可自动比较发送序列与接收序列并作出比较,进行错误统计,使用display 模块显示将比特错误率输出。
由于采用buffer 会产生时延,误码率较高,所以在设计时采用simulink 里已有的QPSK 调制模块QPSK Modulator baseband 和解调模块QPSK Demodulator Baseband 对信号进行调制和解调,信号源采用随机信号源Random Integer Generator,搭建出QPSK 的调制解调仿真图,如图6所示。
图6 QPSK系统框图
(五)主要的参数设计
1)Random integer generator参数:M-ary number—4;Sample time---0.000005;
2)QPSK Modulator Baseband参数: Input type---Integer;Phase offset---pi/4;
3)AWGN参数:Mode---Variance from mask;Variance 1;
4)QPSK Demodulator Baseband参数:Output type---Integer;Phase
offset---pi/4;
5)Error Rate Calculation参数:Receive delay---0;Output data---port;
6)载波(Sine Wave)参数:Frequency---2*pi*30000000;Phase---正弦0(余弦
pi/2);
四、设计结果及分析
(一)信号调制解调后的时域波形图
由于仿真时示波器采样时间过少时会造成波形失真,而信号频率很高时仿真时间过长,所以采用数据低传输速率,载波也采用低频信号进行模拟仿真。
如图7。
图7 QPSK调制时域波形图
从模拟仿真图中可以看出QPSK调制过程产生了四种相位,与理论相符合。
(二)数据源的频谱图
图8 数据源的频谱图
(三)QPSK调制后的频谱
图9 QPSK调制后的频谱
(四)QPSK解调后的频谱
图10 QPSK解调后的频谱
上面调制解调结果显示,完成QPSK信号在高斯通道上的调制,传输,解调过程,调制过程中采用上变频进行调制后再在高斯通道上传输,再通过下变频解调出QPSK调制信号,最后解调,通过Error Rate Calculation 模块统计出在高斯标准差 =0时,无噪声时,误比特率为0.63%;标准差Variance=0.8时,Es/No =-6.0dB时,误比特率为4.5%;高斯标准差Variance=2,Es/No =-10dB时,误比特率为18.8%。
(五)星座图
(a)未经高斯信道的星座图
(b)经高斯通道的星座图
图11 QPSK星座图
从两星座图比较可以得出,经过高斯通道后,信号发生了误码,但大部分还是保留
了原来的特性。
(六)误码曲线图
本次课程设计主要采用matlab的bertool工具下的Bit Error Rate Analysis Tool 模块进行误码统计的,设置如图11所示,该工具能够直接绘制出Simulink仿真的误码曲线图。
得到的误码曲线图如图12所示。
图11 bertool设置图
图12 高斯通道下的QPSK误码曲线图
QPSK的误码主要来源于高斯信道的噪声干扰,以及信号的码间串扰。
其次由于位定时不准确也会造成抽样判决错误,导致信号与原始信号不同,产生误码。
五、体会
这次课程设计让我深刻体会到数字信号的QPSK调制传输及解调过程,利用Simulink专业库Communications Blockset中的Modulation模块库所提供的“QPSK Modulator Baseband”“QPSK Demodulator Baseband”等模块实现QPSK的系统设计,并输出误码率,信道中的噪声为高斯白噪声。
三周的课程设计很快结束了,不仅检验了我所学的通信原理的基本知识,同时让我熟悉了Matlab的simulink仿真的一些基本操作。
刚开始时连正弦信号在scope中显示都很难做到,正弦信号的参数设计也是一大难题,经过查阅资料,终于弄清楚最基本的模块的用法。
这次设计中遇到的最大的问题是数据源的串转并和并转串模块,此模块花费很多时间去设计,最终设计出的串转并和并转串模块虽不理想(存在延时)但是实现了数据的串转并和并转串。
各个模块参数的设计是设计中最难的一部分,因为一个参数设计不对会导致结果错误。
最终经过不断的查找资料请教老师,终于完成了QPSK的调制与解调。
最后感谢我的指导老师刘伟老师,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样,以及热情回答我的每一个问题,这给了我很大的帮助,才使得我完成这门课程设计。
六、参考文献
曹志刚,现代通信原理,清华大学出版社,2011年
沈辉,SIMULINK系统仿真与控制,北京大学出版社,2003年
薛定宇,基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术及应用,清华大学出版社,2011年张德丰,MATLAB/Simulink建模与仿真实例精讲,机械工业出版社,2010年
樊昌信曹丽娜,通信原理,国防工业出版社,2010年
李晓峰,通信原理,清华大学出版社,2008年
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