基于simulink设计QPSK调制解调器毕业设计

基于simulink设计QPSK调制解调器

摘 要

本文介绍了一种基于simulink设计的QPSK调制解调器，现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从模拟调制到数字调制，从二进制发展到多进制调制，虽然调制的方式多种多样，但都是朝着使通信系统更高速、更可靠的方向发展。一个系统的通信质量，很大程度上依赖于所采用的调制方式。在数字通信中，常采用频移键控（FSK）和相移键控（PSK）这两种方法对数字信号进行调制解调，从而达到传递数字信息的目的。

目前，相移键控（PSK）一般采用四相和多相制。相移键控(PSK)是一个数字调制方案，传递数据，改变或者调制阶段的载波信号。所有的数字调制方案利用有限的许多独特的信号来代表数字数据。用PSK有限数目的阶段，每个阶段分配一个唯一的二进制数字模式。一般情况下，各相位编码的比特数相等。每一个模式的位元符号的形式是特定的阶段。这种解调器，其目的是特别为使用的symbol-set调制器，决定阶段的接收信号和返回的符号，它也就代表了调制解调的输出数据，从而恢复到原始数据。这就要求接收器能够比较接收信号的参考信号——这样一个系统被称为相干(或被称为CPSK)。本文就四相制移相键控（QPSK）技术的概念，应用和原理方面进行了详细介绍。并且对QPSK 进行了系统仿真和实现方面也做了详尽的阐述。

摘要300字左右，请按群共享中的提示修改中英文摘要 关键词：相移键控；四相移键控；QPSK调制；相干解调

I

Simulation design of QPSK modem based on

simulink

Abstract

This paper describes a design based on simulink QPSK modems, modern communication systems require communication distance, large communication capacity, better transmission quality. As one of the key technologies of modem technology it has been an important direction for researchers. From analog modulation to digital modulation, binary-ary modulation development, although modulation variety of ways, but they are moving in make communications systems more speed, more reliable direction. The communication quality of a system depends heavily on the modulation scheme used. In digital communication, often using frequency shift keying (FSK) and phase shift keying (PSK) both methods of digital signal modulation and demodulation, so as to achieve the purpose of transmitting the digital information.

At present, phase shift keying (PSK) generally use the four-phase and multiphase system. Phase shift keying (PSK) is a digital modulation scheme, data transfer, or changing the phase of the modulated carrier signal. All digital modulation scheme uses a limited number of unique signals to represent digital data. PSK with a limited number of stages, each stage is assigned a unique binary digital mode. In general, an equal number of bits of each phase encoding. In the form of a pattern of bits per symbol is a specific stage. Such a demodulator, which is designed

specifically for the purpose of using the symbol-set modulator, a received signal and determines the phase of the return symbol, which also represents the modulation and demodulation of the output data, thereby recovering the original data. This requires the receiver to the received signal, the reference signal comparison - of such a system is called coherent (or called CPSK). Concepts and principles applied aspects of this paper, the four-phase system phase-shift keying (QPSK) technology is described in detail. And for QPSK, system simulation, and implementation also made a detailed statement.

Keywords: phase shift keying; quadrature phase shift keying; QPSK

II

modulation; coherent demodulation

III

前 言

随着经济危化的不断发展，人们对通信的要求也越来越高。近年来，软件无线电作为解决通信体制兼容性问题的重要方法受到各方面的注意。它的中心思想是在通用的硬件平台上，用软件来实现各种功能，包括调制解调类型、数据格式、通信协议等。通过软件的增加、修改或升级就可以实现新的功能，充分体现了体制的灵活性、可扩展性等。其中软件的增加、高频谱效率的调制解调模块是移动通信系统的关键技术，它的软件化也是实现软件无线电的重要环节。

本文主要研究―MATLAB的QPOSK通信系统仿真‖利用MATLAB软件SUMLINK仿真实现QPSK调制方式。QPSK调制系统目前正广泛地应用在无线通信领域，它具有较高的频谱利用率，较强的抗干扰性，在电路上实现也较为简单。使用SUMLINK对QPSK调制、解调进行模拟。具体解决了二进制信息在QPSK调制过程中的串-并变换，解调过程中对已调信号的滤波、抽样判决、并-串变换一系列问题。 通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。在QPSK调制方式以后，还会出现进制更多的调制方式。而我们着重要解决的问题也从如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率。阐述QPSK调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析，希望有所收获。

自1897年意大利科学家GMARCONI首次使用无线电波进行信息传输并获得成功后，在一个多世纪的时间中，在飞速发展的计算机和半导体技术的推动下，无线通信的理论和技术不断取得进步，今天，无线移动通信已经发展到大规模商用并逐渐成为人们日常生活不可缺少的重要通信方式之一。随着数字技术的飞速发展与应用数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统。频带传输系统也叫数字调制系统，该系统对基带信号进行调制，使其频谱搬移到适合信道传输的频带上数字调制信号有称为键控信号。在调制的过程中可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅，频率及相位进行调制。最基本的方法有三种；正交幅度调制（QAM），

IV

频移键控（FSK）和相移键控（PSK）随着大规模集成电路技术和工艺的进步，数字集成电路的复杂度和功能达到了前所未有的高度，推动了社会的数字化进程，以专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）为代表的IC，已经在工业生产中得到了大规模的应用。在技术和工艺进步的基础上，数字通信中调制解调算法的实现已不再是一件可望不可及的事情。可以说，无论是通信系统的内在要求（即算法复杂性决定接收的质量），还是外在条件（技术和工艺）都在促使通信系统的调制解调向数字化发展。

通信的目的是传输消息。消息具有不同的形式，例如:符号、文字、话音、音乐、数据、图片、活动图像等等。因而，根据所传递消息的不同，目前通信业务可分为电报、电话、传真、数据传输即可视电话等。如果从广义的角度看，则广播、电视、雷达、导航、遥测、遥控等也可以列入通信范畴。

QPSK是目前卫星、微波和有线电视上行通信中最常用的一种单载波调制方式，在电路上实现比较简单其频带利用率高，是BPSK的两倍，具有较强的抗干扰性，当发射功率一定时，和BPSK的误码率相同。

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