查阅数字通信的相关教材,完成OQPSK信号通信系统的仿真29页PPT

OQPSK的时域表达式：
• y(t)= I(t)*COSwc(t)+Q(t)*Sinwc(t) • 其中I(t)和Q(t)为两个双电平信号， 所以可以看出OQPSK是两个PSK信号相加 而成。OQPSK的四种相位信息可用这种方 式表示： • 00表示0相位，01表示90相位，11表示 180相位，10表示270相位
0232909090?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翻转的现象
通信原理 MATLAB大作业
• 组员：巨洪亮 刘利 张亮 吴莹莹
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OQPSK 实验仿真
• OQPSK的含义 • 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 上错开了半个码元周期。 •
OQPSK调制解调原理框图
• 在OQPSK中，仅存在90°的相位跃变，而 不存在过零点跃变。所以OQPSK信号的带限不 会导致信号包络经过零点 • 调制框图：
相干解调框图
仿真框图:
输入与输出波形对比
仿真频谱图:
加入噪声波形对比
信噪比为10的误码率：
信噪比为2的误码率与输出波形：
星座图：
误码率波形：
总结：
• 通过本次实验学会了simulink软件的使用。 • 了解了OQPSK的知识。
•
10
11
00Leabharlann 01 （0,1） 90 π/ 2 90 （1,1） π 90 （1,0） 3π/ 2

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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
数字通信系统的仿真
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思

《数字通信第三章》PPT 课件
第3章脉冲编码调制
3.1 脉冲编码调制（PCM）的基本概念
用数字通信系统来传输消息信号具有很多优点，但实 际中由信源设备直接产生的原始信号大多数都是模拟信号， 要想实现数字化传输和交换，首先就要将模拟信号数字化。 在发送端数字化的过程是先将模拟信号抽样，使它成为一 系列在时间上离散的抽样值，然后再将这些样值进行量化 使其在取值上也离散，最后再进行二进制编码，形成数字 信号；在接收端进行相反的变换，把接收到的数字信号还 原成模拟信号。将模拟信号的抽样量化值变换成二进制代 码的过程，就称为脉冲编码调制（PCM）。
第3章脉冲编码调制 在实际中，人们利用压扩技术实现非均匀量化，其原理
如图3-7所示。在进行均匀量化之前，先对信号进行压扩处理， 对大信号进行压缩，对小信号进行放大。由于小信号的幅度 得到较大的放大，从而使小信号的信噪比得到较大改善，这 一处理过程通常称为压缩量化，它是由压缩器完成的。在整 个压扩过程中，PAM信号先经过压缩器压缩，再进行均匀量 化，经过编码后送入信道传输。在接收端为将解码后的PAM 信号恢复为原始信号还须进行扩张处理，扩张特性与压缩特 性相反，从图3-7的（b）图中可以看出，压缩和扩张的特性 曲线是相同的，只是输入和输出坐标互换而已。整个过程实 际上是在编码之前先把信号的动态范围压缩，然后在译码之 后再把信号的动态范围扩张。
Sq 10lgN220nlg26n（dB） （3-5） Nq
这表明，每增加一位编码，量化信噪比大约可以增 加6 dB。
第3章脉冲编码调制
均匀量化的量化信噪比与编码的位数有关，编码位数越 高，输出信噪比就越高。为了保证有足够的量化信噪比，在 均匀量化中就必须靠增加量化级数的方法来实现。例如，话 音信号要求在信号动态范围大于40dB的情况下，量化信噪比 不能低于26dB。由式（3-5）可以算出，此时n≥11。也就是 说，每个样值至少需要编11位二进制码。这一方面使设备的 复杂性增加，另一方面又使二进制码的传输速率过高，占用 频带过宽。而在大信号时信噪比又显得过分地大，造成不必 要的浪费。这就使得我们必须找到一种既能满足量化信噪比 及动态范围指标，同时编码的位数要求又比较少的量化系统， 这就是非均匀量化系统。

0
1
1
0
? 举例：DPSK调制、解调过程
设源码序列为 ?ak? =11010001011101 ，假设无传输差错
?ak ?
11010001011101
? ? bk bk?1 ? 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 bk ? a k ? bk ?1
?bk ?1?
恢复
?ak ?
01001111001011 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 ak ? bk ? bk?1
4 四相相移键控（QPSK）
? 多进制数字调制的概念、特点
? 用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率和相 位，称为多进制数字调制。分为多进制数字振幅调制、 多进制数字频率调制以及多进制数字相位调制三种基本 方式。 ? 多进制数字调制系统的特点
2
π
0
参考矢量
0 参考矢量
0
?? 2
（a）方式A
(b)方式B
图 二相移相信号矢量图
2 二进制差分相移键控（DPSK）（续）
? 2DPSK信号的产生
在2PSK方式中，由于解调过程中会出现“倒 π”现象，
即相位模糊现象（相干接收 PSK信号需要提供稳定的本地 载波，它的初始相位是 0相或是π相，完全是随机的，因此 很可能使相干载波与接收到的信号载波反相，于是恢复出
4 四相相移键控（QPSK）（续）
? 四相绝对相移键控QPSK
四进制码元又称为双比特码元。它的前一信息用a代表， 后一信息比特称用b代表，双比特码元中两个信息比特ab 提出按照格雷码（即反射码）排列的。它与载波相位的 关系如下表示。矢量图如下。
双比特码元
a
b

参考相位
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45° 135°
11Biblioteka 0001t
01
A方式
第16页/共46页
2） QPSK调制
正交调相法
b(1)
01
11
QPSK信号可视为两个互为
a(0)
正交的2PSK信号的合成。
00
I (t) x
a(1)
10 b(0)
B方式
第21页/共46页
22
改进思路：
Q
01
11
0
I
00
10
QPSK 相位路径 最大相位跳变 180°
第22页/共46页
改进思路：
信号点不作对角线移动 即双比特ab不同时跳变
Q
01
11
0
I
00
10
第23页/共46页
4 OQPSK (偏置或交错QPSK，Offset QPSK)
改进思路：
信号点不作对角线移动 即双比特ab不同时跳变
10
4DPSK
10
11
00
参考相位
01
A方式
11
01
10
4PSK
第33页/共46页
00
t
00
t
2 QDPSK调制
也有正交调相法 和 相位选择法 仅需在QPSK调制器基础上增添差分编码（码变换）
a
输入 串/并 变换
b
差分 编码
将绝对码 ab ⇨相对码 cd
c
载波 振荡
d
x
cosct
移相
2

正 交 调 制
21
OQPSK的正交调制与接收
OQPSK解调 OQPSK信号可采用正交相干解调方式解调，其解调原理如图a所 示。由图a可以看出，OQPSK与QPSK信号的解调原理基本相同，其差 别仅在于对Q支路信号抽样判决后要延迟Tb／2，这是因为在调制时， Q支路信号在时间上偏移了Tb／2，所以抽样判决时刻也相应偏移了 Tb／2，以保证对两支路的交错抽样。
正交相干解调
22
OQPSK的正交调制与接收
产生一个随机序列
23
OQPSБайду номын сангаас的正交调制与接收
上下支路分别经过调制后的信号
24
OQPSK的正交调制与接收
调制后的信号以及加了高斯白噪声的信号
25
OQPSK的正交调制与接收
调制后的信号乘以相干载波后的信号，通过匹配滤波器以及经过抽样
判决后的信号
26
OQPSK的正交调制与接收
相位变化的对比：MSK信号相位连续变化 QPSK信号相位最大跳变π OQPSK信号相位最大跳变π/2
最佳接受性能的比较：在最佳接收的条件下，三 者的误比特率是相同的，都是：
综合来看，MSK的性能最好。
31
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
33
11
QPSK的正交调制与接收
正交相干解调
12
QPSK的正交调制与接收
根据QPSK的调制及解调原理及原理框图，MATLAB程序来仿真这个 系统按以下几个步骤：
调制部分： （1）串/并变换 （2）极性转换 （3）电平产生 （4）两分路分别与载波相乘 （5）合并两路信号 信道部分：加入高斯白噪声 解调部分： （1）接收到的信号分别乘以正弦信号及余弦信号 （2）两路信号分别进行抽样判决 （3）并/串变换

仿真设计的挑战和解决方案
我们将讨论通信系统仿真设计中所面临的一些挑战，并提供一些解决方案和技巧。
总结和展望
最后，我们将总结本课程的内容，并展望通信系统仿真设计在未来的发展和 应用前景。
《通信系统仿真设计》 PPT课件
这个PPT课件将向您介绍通信系统仿真设计的基本原理和流程，常用的工具和 软您将了解到通信系统仿真设计的重要性，以及为什么这项技术 对于现代通信领域至关重要。
仿真设计的定义和意义
我们将深入探讨仿真设计的概念，并讨论它在通信系统设计中的实际应用和 影响。
通信系统仿真的基本原理和流程
我们将介绍通信系统仿真的基本原理，以及进行仿真设计时应遵循的流程和步骤。
常用的通信系统仿真工具和软 件
我们将向您介绍一些常用的通信系统仿真工具和软件，以及它们的功能和特 点。
仿真设计案例分析
我们将通过一些具体的案例分析，展示通信系统仿真设计在实际项目中的应 用和效果。

QPSK解调原理： 在QPSK解调中，常采用的解调方式是相干解调
已调信号为
同相路相乘可得到下式
正交支路为:
经过低通滤波得到：
因为同相路和正交路是经过极性转换的，即:1对应二进制数据中的1，-1对应 二进制数据中的0，由上ห้องสมุดไป่ตู้，经过判决电路后就可以得到如下表所示的结果。
QPSK的星座图 QPSK 信号可以用星座图表示，也成为矢量图。它表明了各个符 号 (11,00,01 ， 10)间的相位和幅度关系，四个双比特符号分别表示 QPSK信号的四个相位，相邻两个相位相互正交。在这些相位偏移 关系中，01对应11, 00对应01等，相位偏移90度.或者是00对11相位 偏移180度。
OQPSK信号的产生方法相对于QPSK的产生方法仅仅在Q支路上增加了一个 Ts/2(半个周期)的延时电路。
OQPSK信号的解调同QPSK解调原理基本相同，因为在调制时Q支路信号 在时间上延迟了半个周期，所以在解调端的Q支路上也应该延时Ts/2再进行抽 样判决，从而保证对两个支路能进行正确的交错抽样，然后经过并/串变换来 恢复原始信号。
subplot(2,4,6); plot(f1,10*log10(abs(d_NRZ1f).^2/T)); axis([fx1,fx2,fy1,fy2]); xlabel('频率(Hz)'); ylabel('功率谱密度(dB/Hz)'); title('上支路基带信号功率谱图'); grid; figure(3); subplot(2,4,1); plot(t,d_NRZ1(1:Lt)); axis([tx1,tx2,ty1,ty2]); xlabel('时间(S)'); ylabel('幅度'); title('上支路基带信号时域波形图'); grid; dd2=sigexpand(d2,2*fc*N_sample); gt1=ones(1,2*fc*N_sample); d_NRZ2=conv(dd2,gt1); d_NRZ2DLY=[ones(1,N_sample*fc),d_NRZ2(1:endN_sample*fc)]; %进行延时，在前面添-1

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
通信系统仿真
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。

第 5章
数字通信系统的仿真
5.2.3 脉冲信号
图5-6是脉冲信号产生的仿真框图， 方波脉冲信号的产生 由Bernoulli Binary Generator（伯努利二进制发生器）来产生，
仿真开始时， 模块送出一个采样周期为30的随机方波信号，
在系统仿真模块中使用了一个upedge（上升沿）模块来提取信
波、 方波和锯齿波。 信号的参数可表示为赫兹或者弧度每秒。
表5-2所示为Signal Generator（信号发生器）的主要参数。 图
5-5所示为方波信号的时域图和频域图。
第 5章
数字通信系统的仿真
图5-4 方波信号产生的仿真框图
第 5章
数字通信系统的仿真
第 5章
数字通信系统的仿真
图5-5 方波信号的时域图和频域图
和连续时间压控振荡器， 这两种压控振荡器的差别在于， 前
者对输入信号采用离散方式进行积分， 而后者则采用连续积 分。 本书主要讨论连续时间压控振荡器。 为了理解压控振荡器输出信号的频率与输入信号幅度之间 的关系， 对公式（5-1）进行变换， 取输出信号的相角Δ为
Δ=2π 2 fct 2 kc u( ) d
号发生器产生的方波信号的上升沿， 并且由upedge模块来激
发zero-order hold（零阶保持器）。
第 5章
数字通信系统的仿真
图5-6 脉冲信号产生的仿真框图
第 5章
数字通信系统的仿真
零阶保持器的采样时间决定了输出脉冲的脉宽。 本例中
是15。 表5-3所示是 Bernoulli Random Binary Generator(伯努利
优点是实现简单。 在数字调制过程中， 语音信号首先通过一