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BPSK和QPSK调制解调原理与MATLAB程序

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2.1 PSK 调制方式 PSK原理介绍（以 2-PSK 为例）

移相键控 (PSK)又称为数字相位调制 , 二进制移相键控记作 2PSK。绝对相移是利用载波的相位 ( 指初相 ) 直接表示数字信号的相移方式。二进制相移键控中 , 通常用相位 0 和 π 来分别表示“ 0”或“ 1”。 2PSK 已调信号的时域表达式为 s2psk(t)=s(t)cos ωct, 2PSK 移相键控中的基带信号与频移键控和幅度键控是

有区别的 , 频移键控和幅度键控为单极性非归零矩形脉冲序列 , 移相键控为为双极性数字基带信号 , 就模拟调制法而言 , 与产生 2ASK 信号的方法比较 , 只是对 s(t) 要求不同 , 因此 2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的 DSB 调幅信号。

在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化 时，则产生二进制移相键控 (2PSK)信号。 通常用已调信号载波的 0 °和 180 ° 分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0 。 二进制移相键控信号的时域表达式为

e2PSK(t) =[ an g(t-nT s )] coswt

n 其中 , an 与 2ASK和 1, 2FSK时的不同，在 发送概率为 2PSK调制中，

P

an 应选择双极性。

an= 若 g(t) -1, 是脉宽为 Ts, 高度为 cosω ct, 发送概率为 1-P 1 的矩形脉冲时，则有 发送概率为 P e2PSK(t) =

-cos ω ct, 发送概率为 1-P 由上式 (6.2-28) 可看出，当发送二进制符号 1 时，已调信号 e2PSK(t) 取 0° 相位，发送二进制符号 0 时， e2PSK(t) 取 180°相位。若用 φn 表示第 n 个符号的绝对相位，则有 0° , 发送 1 符号

φ n= 180 °, 发送 0 符号

由于在 2PSK信号的载波恢复过程中存在着 180°的相位模糊， 所以

2PSK信 号的相干解调存在随机的“倒 π”现象，从而使得 2PSK方式在实际中很少采用。

为了解决 2PSK 信号解调过程的反向工作问题， 提出了二进制差分相位键控

(2DPSK)，这里不再详述。 2-PSK调制解调 二进制移相键控信号的调制原理 : 如图 9 所示。 其中图 (a) 是采用模拟调制

的方法产生 2PSK信号，图 (b) 是采用数字键控的方法产生 2PSK信号。

解调器原理 : 如图 10 所示。 2PSK 信号的解调通常都是采用相干解调， 在 相干解调过程中需要用到与接收的 2PSK信号同频同相的相干载波。

双极性不归零 s(t) e2PSK(t) 码型变换 乘法器

cos(wct) (a) 模拟调制产生 2PSK信号 开关电路 0 度 cos(wct) e2PSK(t)

180 度

180 度移相 s(t)

(b) 数字键控的方法产生 2PSK信号

图 9 2PSK 信号的调制原理图

带通 e2PSK(t) 滤波器

a c 低通

相乘器 滤波器

b cos(wct)

d 抽样 e

判决器 输出 定时 脉冲

图 10 2PSK信号的解调原理图

1 1 1 0 0 1 0 0 a

b c d

e 图 11 2PSK 信号相干解调各点时间波形

就键控法来说 , 用数字基带信号 s(t) 控制开关电路 , 选择不同相位的载波输出 , 这时 s(t) 为单极性 NRZ或双极性 NRZ 脉冲序列信号均可。 当基带信号为 0

时候 , 连通开关 0, 产生无差别的载波 , 当所发出的信号为 1 时 , 既连通开关 П改 变载波的相位。在移相键控中还有一种差分移相键 , 他和普通的移相键控区别在 与 , 差分移相键只有在当前传输的码元和上次传输的码元产生差别时才会产生相 位的变化。移相键控相对与幅度键控和移频键控有着更好的抗干扰性 , 也更适合于在信道中传输。

QPSK调制 QPSK信号可以看作两个载波正交 2PSK信号的合成。 用调相法产生 QPSK调制器框图如图 12 所示，QPSK的调制器可以看作是由 两个 BPSK调制器构成，输入的串行二进制信息序列经过串并变换，变成两路速 率减半的序列，电平发生器分别产生双极性的二电平信号 I （t ）和 Q（ t ），然后 对 cosAt ω 和 sinAt ω 进行调制，相加后即可得到 QPSK信号

I(t) 电平产生 Acos(wt)

载波 二进制信息 发生器 输出 QPSK 信号

串并转换

电平产生 移相 90度 Q(t) Asin(wt)

图 12 QPSK调制器框图 QPSK解调

QPSK 信号的解调原理如图 3-5 的方框图所示。 解调是从已调信号中提

取信号的过程，在某种意义上解调是调制的逆过程。由于 QPSK 信号可以看作是两正交 2PSK 信号的叠加，故用两路正交的相干载波去解调， 这样能 够很容易地分离出这两路正交的 2PSK 信号。相干解调后的两路并行码元 a 和 b 经过“并 /串”转换后成为串行数据输出。

相乘 低通 抽判 cos 0t a

载波

s(t) 提取 定时 A(t)

/2 提取 并 / 串

-sin 0t

b

相乘 低通 抽判 图 3-5 QPSK 信号解调原理方框图 BPSK调制解调程序

%构造载波，产生 8 个码元，生成已调信号 %

a=randsrc(1,8,[0:1]);% 产生 8 个随机的二进制数 l=linspace(0,2*pi,50);% 利用 linspace 函数创建数组 ,2pi 长度取点 50 个模拟一个码元 f=sin(2*l);% 生成载波 t=linspace(0,10*pi,400);% 定义时轴 length 为 10pi,取点 400 个，代表 8 个码元的总取样点数

out=1:400;% 规定已调信号 length b=1:400;% 规定基带信号 length w=1:400;% 规定载波 length %生成 PSK 信号 % for i=1:8 if a(i)==0 for j=1:50 out(j+50*(i-1))=f(j); % 若码元为 0 则将载波输出

end else for j=1:50 out(j+50*(i-1))=-f(j); % 若码元为 1 则将载波反相输出 end end end %输出载波和基带信号 % for i=1:8 for j=1:50 b(j+50*(i-1))=a(i); %b 作为调制信号输出

作为载波输出 end end subplot(3,3,1),plot(t,b),axis([0 10*pi -0.5 1.2]), xlabel('t'),ylabel(' 幅度 '),title(' 基带信号 ');grid on; subplot(3,3,2),plot(t,w),axis([0 10*pi -1.2 1.2]), xlabel('t'),ylabel(' 幅度 '),title(' 载波 '); grid on; subplot(3,3,3),plot(t,out),axis([0 10*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel(' 幅度 '),title('PSK 波形 ');grid on; %已调信号加入高斯白噪声 % noise=awgn(out,80,'measured') ; %产生噪音并加入到已调信号 out 中 ,信噪比 80 subplot(334); plot(t,noise); ylabel(' 幅度 ');title(' 噪音 +信号 '); xlabel('t'); axis([0 10*pi -1.2 1.2]); grid on; %信号通过 BPF% Fs=400; % 抽样频率 400HZ t=(1:400)*10*40/Fs; % 时轴步进 [b,a]=ellip(4,0.1,40,[10,25]*2/Fs); % 设计 IIR-BPF sf=filter(b,a,noise); % 信号通过该滤波器 subplot(335); plot(t,sf); % 画出信号通过该 BPF 的波形 xlabel('t'); ylabel(' 幅度 ');title(' 通过 BPF 后的波形 '); axis([0 10*pi -1.2 1.2]);grid on; %信号经过相乘器 %

f=[f f f f f f f f]; %%调整载波函数的长度，与 BPF 输出函数统一 length s=sf.*f;% 信号与载波相乘

s=(-1).*s; subplot(336); plot(t,s);% 画出信号通过该相乘器的波形 xlabel('t'); ylabel(' 幅度 ');title(' 通过相乘器后波形 '); axis([0 10*pi -1 1]);grid on; %信号通过 LPF% Fs=400; % 抽样频率 400HZ

t=(1:400)*10*pi/Fs; [b,a]=ellip(4,0.1,40,[10]*2/Fs); %时轴步进

% 设计 IIR-LPF sf=filter(b,a,s); %信号通过该滤波器

subplot(337); plot(t,sf); % 画出信号通过该低通滤波器的波形

xlabel('t'); ylabel(' 幅度 ');title(' 通过 LPF 后的波形 ');

axis([0 10*pi -1 1]);grid on; %抽样判决 % b=0.26; % 设置判决门限

for i=1:8 for j=1:50 if sf(j+50*(i-1))>b sf(j+50*(i-1))=1; % 若 sf> 判决门限，说明此时码元为

1

else

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bpskqpsk的matlab仿真

bpskqpsk的matlab仿真

实验一无线信道特性及其分析方法一、实验作业1.在程序运行的过程中，任取一段Display1的数据和Display4的数据，分析其是否满足QPSK的调制过程；图一程序运行中的一段数据截图Display1的数据为00 11 11 11对应双极性序列为11 -1-1 -1-1 -1-1Display2的数据为pi/4 5*pi/4 5*pi/4 5*pi/4故由四相调制QPSK相位关系知，以上满足QPSK调制过程。

2.调试嵌入的f_convert.m，看看临时变量L的取值为多少。

答：临时变量L的值为8。

3.运行过程中，分别截取Signal Trajectory of QPSK Signal，11,BeforeRayleigh Fading1 和12,After Rayleigh Fading模块输出的QSPK的相位转移图和瑞利信道前后的星座图，进行解释。

图二Signal Trajectory of QPSK Signal图三瑞利信道前的星座图图四瑞利信道后的星座图答：QPSK调制相位跳变最大为±pi，最小为±pi/2由图二知仿真满足要求。

图三和图四知，信号通过瑞利信道后星座图出现失真。

因信号受瑞丽信道的干扰在星座图上出现相位和幅度失真，且不同时刻，失真大小不一。

实验二典型通信系统的搭建和分析四、实验作业1.对比Probe1/ Probe2/ Probe3处的数据，说明采用BSPK和QPSK调制前后，比特周期和符号周期之间的关系。

调制前 Probe1: W:16,Tf:[1.6e-005 0]Probe2: W:16,Tf:[1.6e-005 0] QPSKProbe3: W:16,Tf:[1.6e-005 0] BPSKProbe1/2/3处的数据Probe1 W:16 Tf:[1/6e-005 0]Prope2 W:8 Tf[1.6e-005 0]Prope2 W:16 Tf[1.6e-005 0]BPSK调制前后比特周期和符号周期没有变化，且符号周期等于比特周期。

通信原理课程设计BPSK调制与解调

通信原理课程设计BPSK调制与解调

摘要数字通信系统是当代通信领域的主流，在社会生活各个方面占据重要地位。

BPSK作为数字通信系统中的一种简单基础的调制解调方法，抗干扰能力强，容易仿真实现。

本文通过BPSK 的仿真，希望学习到数字通信的基础知识，为以后的学习打下基础。

本文介绍了数字化调制解调技术的现状发展与其应用，通信系统仿真软件MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink；然后介绍了BPSK数字调制解调的理论基础，包括数字带通传输分类以与重点分析了BPSK数字调制和解调的原理。

本文在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB强大的仿真功能,在Simulink仿真环境下设计了BPSK调制解调系统仿真模型，给出各路观察波形，证实了解调算法的可行性。

关键词：BPSK；调制解调器；MATLAB；蒙特卡洛分析；目录一、课程设计目的与容31.1、课程设计的目的31.2课程设计的容3二、BPSK仿真设计思路42.1 相移键控系统概述42.2数字带通传输分类42.3 BPSK信号调制/解调原理42.3.1 BPSK信号调制原理42.3.2 BPSK 信号解调原理6三、Matlab软件简介8四、BPSK调制解调的MATLAB仿真84.1 BPSK调制的数学模型84.2 BPSK解调的原理84.3 实验程序94.4 仿真波形图：错误!未定义书签。

五、总体系能分析 18六、设计总结20七、参考文献20致21一、课程设计目的与容1.1、课程设计的目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关 PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。

本课程设计主要研究8PSK信号的调制解调原理性能分析。

通过完成本课题的设计，拟达到以下目的：1．学习如何利用计算机仿真方法和技术对通信系统的理论知识进行验证，并学会搭建简单的系统模型；2．掌握MATLAB7.0的基础知识，熟悉MATLAB进行通信系统仿真中各个常用模块的使用方法；3．通过系统仿真加深对通信课程理论知识的理解。

qpsk信号matlab仿真程序 -回复

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qpsk信号matlab仿真程序-回复如何使用MATLAB编写并仿真QPSK信号。

第一步：QPSK信号概述QPSK（Quadrature Phase-Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，用来传输数字数据。

QPSK信号通过在正交载波上调制不同相位的信号，将两个比特的编码映射到四个不同的相位状态上。

这种编码方式能有效提高信号传输效率，使得传输速率加倍。

第二步：设置QPSK信号参数在MATLAB中，可以通过设置一些参数来定义QPSK信号的性质。

首先，需要定义符号速率（Symbol Rate），即每秒传输的符号数量。

此外，还需要定义载波频率和采样频率。

根据信号的要求，可以选择不同的参数。

例如，我们可以设置符号速率为1KHz，载波频率为10KHz，采样频率为100KHz，即每个符号对应100个样本点。

这些参数可以根据实际需求进行调整。

第三步：生成QPSK调制信号使用MATLAB的通信系统工具箱，可以方便地生成QPSK调制信号。

我们可以使用qammod函数来实现这个功能。

qammod函数的语法如下：y = qammod(x, M, phase_offset)其中，x是待调制的数据序列，M表示调制级别（对于QPSK来说，M=4），phase_offset表示相位偏移（一般为0）。

例如，假设我们有一组数据序列x，长度为N。

我们可以使用以下代码生成QPSK调制信号：symbol_rate = 1000; 符号速率为1KHzcarrier_freq = 10000; 载波频率为10KHzsample_freq = 100000; 采样频率为100KHzt = 0:1/sample_freq:(N-1)/symbol_rate; 生成时间序列x = randi([0, 1], 1, N); 随机生成长度为N的数据序列qpsk_signal = qammod(x, 4, 0); 生成QPSK调制信号在生成调制信号后，我们可以使用plot函数将信号绘制出来，以便进行可视化分析。

qpsk调制误码率曲线matlab绘制

qpsk调制误码率曲线matlab绘制

QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制是一种常见的数字调制方式，它可以使信号在传输时能够更有效地利用频谱资源。

在数字通信系统中，QPSK调制被广泛应用于各种应用场景中，因其具有高效利用频谱和抗干扰能力强等特点而备受青睐。

在QPSK调制中，误码率是一个非常重要的性能指标，它直接影响到系统的可靠性和稳定性。

对QPSK调制的误码率曲线进行分析和绘制是十分重要的。

1. QPSK调制原理QPSK调制是一种采用正交载波的调制方式，它将两路独立的数字信号分别调制到正交的载波上，然后再将两路调制信号叠加在一起进行传输。

在QPSK调制中，每个符号携带两个比特信息，分别代表实部和虚部，因此可以实现在单位频谱带宽内传输两倍的数据量。

QPSK 调制的信号点图形式如下图所示：（此处插入QPSK调制信号点图）2. QPSK调制误码率QPSK调制的误码率是指在传输过程中由于信道噪声或其他干扰因素引起的信号错误率。

误码率通常用比特错误率（BER）来表示，即单位时间内传输的比特中出现错误的比例。

QPSK调制的误码率曲线是描述在不同信噪比条件下系统性能的重要指标，它反映了系统在不同信噪比条件下的可靠性和稳定性。

通常情况下，我们可以通过理论分析或仿真实验来得到QPSK调制的误码率曲线。

3. Matlab绘制QPSK调制误码率曲线Matlab是一款功能强大的科学计算软件，它提供了丰富的绘图函数和工具，可以方便地进行误码率曲线的绘制。

在Matlab中，我们可以利用通信工具箱中的相关函数和工具来实现QPSK调制误码率曲线的分析和绘制。

下面我们将结合实际代码示例来演示如何使用Matlab 进行QPSK调制误码率曲线的绘制。

```matlab设置信号点数目M = 4;设置信噪比范围EbN0dB = 0:10;EbN0 = 10.^(EbN0dB/10);计算误码率ber = berawgn(EbN0,'qam',M);绘制误码率曲线semilogy(EbN0dB,ber,'linewidth',2);grid on;xlabel('Eb/N0 (dB)');ylabel('Bit Error Rate');title('QPSK Modulation BER Curve');```4. 结论通过Matlab的仿真分析和绘图，我们可以得到QPSK调制的误码率曲线。