3 QPSK的调制
3.1 QPSK调制原理
QPSK的调制有两种产生方法相乘电路法和选择法。
3.1.1 相乘法
输入信号是二进制不归零的双极性码元，它通过―串并变换‖电路变成了两路码元。变成并行码元后，每个码元的持续时间是输入码元的两倍。用两路正交载波去调制并行码元，如图3.1.1。
图 3.1.1 相乘法
3.1.2 选择法
输入基带信号经过串并变换后用于控制一个相位选择电路，按照当时的输 入双比特ab，决定选择哪个相位的载波输出，如图3.1.2。
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图 3.1.2 选择法
3.2 QPSK调制原理框图
图 3.2 调制原理框图
QPSK的调制中，QPSK信号可以看成是两个载波正交的2PSK信号调制器构成。原理分析如下：基本原理和系统结构QPSK与二进制PSK一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。个别的载波相位取四个等间隔值之一，如л/4、3л/4、5л/4、7л/4。相应的，可将发射信号定义为：
????0?f?Tb?2E/fcos?2?ft?(2i?1)?，(F)? ?4??St?0,其他?其中，i＝1，2，3，4；E是发射信号的每个符号的能量，T为符号的持续时间，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。下面介绍QPSK信号的产生和检测。如图为典型的QPSK发射机框图。输入的二进制数据序列首先被不归(NRZ)电平编码转换器转换为极性形式，即负号1和0分别用
Eb和-
Eb表示。该二进制波形被分接器分成两
个分别由输 入序列的奇数位偶数位组成的彼此独立的二进制波形，这两个二进制波形分别用a1(t)和a2(t)表示。此时，在任何一信号时间间隔内a1(t)，和a2(t)的幅度恰好分别等于Si1和Si2，即由发送的二位组决定。这两个二进制波形a1(t)和a2(t)被用来调制一对正交载波：
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?(t)?12cos(2?Tft),?(t)?2/Tsin(2?T2t12ftt)。
这样 就得到一对二进制PSK信号。?(t)和?(t)的正交性使这两个信号可以被独立地检测。最后，将这两个二进制PSK信号相加，从而得期望的QPSK。
3.3 QPSK调制方式的Matlab仿真
I 路信号是用余弦载波，由2进制数据流的奇数序列组成；Q路信号用正弦载波，由2进制数据流的偶数序列组成。下面的a是Idata，b就是Qdata，它们分布与各自的载波相乘分别输出 I 路信号和 Q 路信号。I
路信号加上Q路信 7 号就是QPSK输出信号。当 I 路载波信号是0相位时为1，是180°相位时为0；当Q路载波信号是0相位时为1，是180°相位时为0。
图 3.3 Matlab仿真图
3.4 QPSK调制方式Matlab-simulink仿真 3.4.1 simulink调制建模
如下图3.4.1-1：
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图 3.4.1-1 调制框图
（1)产生需要的信号源
在搭建QPSK调制解调系统中使用伯努力信号发生器产生随机的01比特序列，每两比特代表就一个符号。Bernoulli Binary Generator模块利用伯努利分布的原理，相应得到参数为p的伯努利分布。伯努利分布的均值1 - p和方差p(1 –p)的。一个零概率参数指定p。本次实验中的p设置为0.5，即0和1等概。采样时间可根据需要进行设置，例如测误码率时采样时间设为0.01s，如下图 3.41-2：
图 3.4.1-2 信号源参数设置
（2）串并变换
我们先通过使用buffer 这个模块来实现将信号源信号转变为两路信号。Buffer 模块可以重新分配缓冲区块的输入样本，用到了Demux，可以将一个复
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合输入转化为多个单一输出，即可以输出多个采样率较低的帧信号。但会产生与缓冲区容量相同的时延。所以，我们可以设置buffer的参数容量为2，如下图3.4.1-3：
图 3.4.1-3 buffer的参数设置
（3）单极性信号转化为双极性信号
因为QPSK的调制信号要求的是双极性信号，所以用伯努利随机生成二进制Generator模块产生的信号必须经过转化才能够被使用。利用加法模块和常数产生模块将1和0的序列各自减去1/2，再利用比例运算模块乘以2，就得到了1和-1的双极性序列。
（4）调制模块
分别将两路信号乘以相位相差л/ 2的载波，然后相加。载波由正弦信号发生器产生。正弦波模块的参设置为可基于时间的模式，时间设为使用仿真时间，我们设载波信号的幅度为1，载波频率可根据需要来进行设置，两路载波同频正交，相位相差л/ 2。我们设上支路的相位为0，下支路的相位为л/ 2，如下图:
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