(完整版)QPSK调制原理及matlab程序实现

QPSK已调信号生成一、QPSK介绍QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying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/)12(fti］０＜＝ｔ＜＝Ｔ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;clearall;Num=127;data=randi([01],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*20kHzN=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_1fori1=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);fori2=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);forj1=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([-22-22]);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');holdon;