1、<p>　　QPSK調制與解調的軟件實現(xiàn)</p><p>　　摘要：隨著移動通信技術的發(fā)展，以前在數字蜂窩系統(tǒng)中采用FSK、ASK、PSK等調制方式，逐漸被許多優(yōu)秀的調制技術所替代，其中四相移相鍵控QPSK技術是無線通信技術中比較突出的一種二進制調制方法。本文主要介紹了QPSK調制與解調的實現(xiàn)原理框圖，重點研究了用MATLAB軟件中的SIMULINK仿真功能對QPSK調制與解調這一過程如何建立仿真模型，

2、通過對仿真模型的運行，得到了信號在QPSK調制與解調調過程中的信號時域變化圖。通過該軟件實現(xiàn)方式，可以大大提高設計的靈活性，節(jié)約設計時間，提高設計效率，從而縮小硬件電路設計的工作量，縮短開發(fā)周期。</p><p>　　關鍵詞：數字蜂窩系統(tǒng)， 四相移相鍵控，調制，解調。</p><p>　　QPSK modulation and demodulation of software implem

3、entation</p><p>　　Abstract：As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent modulation technology su

4、bstitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article primarily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of

5、the principle of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QP</p><p>　　Key words：Digital cellular system, QPSK, modulation, demodulation.</p><p><b>　　目錄</b

6、></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的目的與意義1</p><p>　　1.2 研究背景與現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 數字調制解調技術的概述2</p><p>　　1.4 QPSK技術的概述3</p>&l

7、t;p>　　1.5 本文的主要研究工作4</p><p>　　第二章 QPSK調制解調原理及結構設計5</p><p>　　2.1相移鍵控系統(tǒng)概述5</p><p>　　2.1.1二進制相移鍵控5</p><p>　　2.1.2四相相移鍵控5</p><p>　　2.2 QPSK調制的工作原理6<

8、;/p><p>　　2.3 QPSK解調的工作原理7</p><p>　　2.4 其它QPSK簡介9</p><p>　　第三章 QPSK調制解調的軟件實現(xiàn)10</p><p>　　3.1 SIMULINK功能介紹10</p><p>　　3.2 SIMULINK特點10</p><p>

9、;　　3.3 QPSK調制解調的軟件設計11</p><p>　　3.3.1 QPSK調制解調的軟件實現(xiàn)方框圖11</p><p>　　3.3.2 QPSK調制解調過程主要組件的功能12</p><p>　　3.4 QPSK調制解調仿真過程及其波形圖13</p><p>　　3.4.1 QPSK調制過程及其波形圖13</p&g

10、t;<p>　　3.4.2 QPSK解調過程及其波形圖22</p><p>　　3.5 QPSK調制解調仿真過程正確性的驗證28</p><p><b>　　結束語29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31&

11、lt;/b></p><p><b>　　附錄32</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 選題的目的與意義</p><p>　　隨著通信的發(fā)展，網絡的日益普及，通信網絡已經滲透到社會的各個領域，通信產品也隨處可見。通信技術現(xiàn)已成為人們學習、生

12、活、工作的必備工具，但我們在享受網絡帶給我們的便利的同時，又發(fā)現(xiàn)，速度是如此之慢。于是，如何有效、可靠地把消息傳輸和交換成為了通信領域研究的重點。各種的Internet寬帶接入方式，如前期的ISDN、現(xiàn)在的ADSL以及Cable Modem等等，都相繼產生。而充分利用頻率資源，使用高效調制方式，實現(xiàn)盡量高的接入速率，成為寬帶技術的關鍵所在。本文針對當今寬帶接入技術中應用最為廣泛的QPSK調制技術進行了理論研究，闡述QPSK調制解調的實現(xiàn)

13、過程，并運用軟件實現(xiàn)手段對信號變換過程加以分析，希望有所收獲。</p><p>　　1.2 研究背景與現(xiàn)狀</p><p>　　自1897年意大利科學家GMARCONI首次使用無線電波進行信息傳輸并獲得成功后，在一個多世紀的時間中，在飛速發(fā)展的計算機和半導體技術的推動下，無線通信的理論和技術不斷取得進步，今天，無線移動通信已經發(fā)展到大規(guī)模商用并逐漸成為人們日常生活不可缺少的重要通信方式之一

14、。隨著數字技術的飛速發(fā)展與應用數字信號處理在通信系統(tǒng)中的應用越來越重要。數字信號傳輸系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數字調制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對基帶信號進行調制，使其頻譜搬移到適合信道傳輸的頻帶上數字調制信號有稱為鍵控信號。在調制的過程中可用鍵控的方法由基帶信號對載頻信號的振幅，頻率及相位進行調制。最基本的方法有三種；正交幅度調制（QAM），頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）隨著大規(guī)模集成電路技術和工藝的進步，數字集成

15、電路的復雜度和功能達到了前所未有的高度，推動了社會的數字化進程，以專用集成電路（ASIC）、數字信號處理器（DSP）和現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）為代表的ＩＣ，已經在工業(yè)生產中得到了大規(guī)模的應用。在技術和工藝進步的基礎上，數字通信中調制解調算法的實現(xiàn)已不再是一件可望不可及的事情?？梢哉f，無論</p><p>　　QPSK是目前衛(wèi)星、微波和有線電視上行通信中最常用的一種單載波調制方</p><

16、;p>　　式，在電路上實現(xiàn)比較簡單，其頻帶利用率高，是BPSK的兩倍，具有較強的抗</p><p>　　干擾性，當發(fā)射功率一定時，和BPSK的誤碼率相同。</p><p>　　1.3 數字調制解調技術的概述</p><p>　　數字信號調制是用基帶數字信號控制高頻載波，把基帶數字信號變換為頻帶數字信號的過程，數字信號的調制設備包括數字信號處理(編碼)單元和調制

17、單元。</p><p>　　首先將模擬信號數字化，然而數字信號序列進行編碼碼流是不能或不適合直接通過傳輸信道進行傳輸的，必須經過某種處理，使之變成適合在規(guī)定信道中傳輸的形式。在通信原理上，這種處理稱為信道編碼，一般包括擾碼，R-S編碼，卷積交織，卷積編碼這幾部分；有關調制單元的調制類型的分類：</p><p>　　(1)按數據類型數字調制可分為二進制調制和多進制調制兩種。</p>

18、;<p>　　(2)按已調信號的結構形式可分為線性調制和非線性調制兩種。</p><p>　　(3)按數字調制方式分為調幅、調頻和調相三種基本形式。</p><p>　　數字通信解調設備的構成如圖1．2所示，主要包括解調單元、信碼再生單元和譯碼單元。其中，載波同步和定時同步是解調器的2個核心單元，它們直接決定著解調器的誤碼性能。</p><p>　　在

19、傳統(tǒng)的數字通信系統(tǒng)中，接收機的解調單元都是用模擬處理方法和器件實現(xiàn)的。其中，共同之處在于使用了模擬濾波器、鑒相器(乘法器)和壓控振蕩器(VCO)。這種傳統(tǒng)的模擬解調單元電路體積大、形式復雜；調試周期長而且受人為因素影響大：器件內部噪聲大，易受環(huán)境影響，可靠性差；因此，這種傳統(tǒng)的接收機不能完全發(fā)揮數字通信的優(yōu)勢，不能實現(xiàn)數字信號處理的最佳接收。</p><p>　　解調單元的載波同步和定時同步將完全在數字部分完成，

20、而模數轉換器的位置決定了接收機的數字化程度。在全數字解調中，幾乎所有的模擬解調單元和器件都可以對應地找到它的數字化形式，如數字濾波器(FIR或IIR)、全數字乘法器和數控振蕩器等。但全數字解調并不是簡單的將模擬解調中的器件全部數字化，它具有以下的特點：</p><p>　　(1)電路結構簡單，易于調試；</p><p>　　(2)可以使用復雜的算法，從而實現(xiàn)最佳的接收；</p>

21、<p>　　(3)便于計算機輔助設計，實現(xiàn)電子設計自動化(EDA)；</p><p>　　(4)易于集成和大規(guī)模生產，價格低廉。</p><p>　　1.4 QPSK技術的概述</p><p>　　QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控，是一種數字調制方式。四相相移調制是利用載波的四種不同

22、相位差來表征輸入的數字信息，是四進制移相鍵控。QPSK是在M=4時的調相技術，它規(guī)定了四種載波相位，分別為45°，135°，225°，275°，調制器輸入的數據是二進制數字序列，為了能和四進制的載波相位配合起來，則需要把二進制數據變換為四進制數據，這就是說需要把二進制數字序列中每兩個比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱為雙比特碼元。每一個雙比特碼元是由兩位二進制信息比

23、特組成，它們分別代表四進制四個符號中的一個符號。QPSK中每次調制可傳輸2個信息比特，這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。解調器根據星座圖及接收到的載波信號的相位來判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。</p><p>　　在數字信號的調制方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數字信號調制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。 在HFC網絡架構中，從用戶線纜調制解調器發(fā)往上行通道

24、的數據采用QPSK方式調制，并用TDMA方式復用到上行通道。 在有線電視系統(tǒng)中，衛(wèi)星（大鍋）輸出的就是QPSK信號。在實際的調諧解調電路中，采用的是非相干載波解調，本振信號與發(fā)射端的載波信號存在頻率偏差和相位抖動，因而解調出來的模擬I、Q基帶信號是帶有載波誤差的信號。這樣的模擬基帶信號即使采用定時準確的時鐘進行取樣判決，得到的數字信號也不是原來發(fā)射端的調制信號，誤差的積累將導致抽樣判決后的誤碼率增大，因此數字QPSK解調電路要對載波誤差

25、進行補償，減少非相干載波解調帶來的影響。此外，ADC的取樣時鐘也不是從信號中提取的，當取樣時鐘與輸入的數據不同步時，取樣將不在最佳取樣時刻進行所得到的取樣值的統(tǒng)計信噪比就不是最高，誤碼率就高，因此，在電路中還需要恢復出一個與輸入符號率同步的時鐘，來校正固定取樣帶來的樣點誤差，并且準確的位定時信息可為數字解調后的信道糾錯解碼提供正確的時鐘。校正辦法是由定時恢復和</p><p>　　1.5 本文的主要研究工作<

26、;/p><p>　　本文研究的主要內容是利用軟件來實現(xiàn)QPSK的調制與解調。本次課題利用的軟件是MATLAB軟件中自帶的SIMULINK仿真功能模塊來進行對QPSK調制與解調過程的設計和仿真。其主要內容包括：</p><p>　　1.研究QPSK的調制原理和解調原理；</p><p>　　2.利用SUMULINK設計QPSK調制和解調仿真模型；</p>&

27、lt;p>　　3.分析QPSK的調制解調過程信號的時域變化過程；</p><p>　　第二章 QPSK調制與解調原理及結構設計</p><p>　　2.1相移鍵控系統(tǒng)概述</p><p>　　相移鍵控是目前擴頻系統(tǒng)中大量使用的調制方式，也是和擴頻技術結合最成熟的調制技術，原則上看是一種線性調制。從基帶變換到中頻以及射頻，中間的頻譜搬移和信號放大需要一個要求較高

28、的線性信道，因而，設計要求較高。</p><p>　　相移鍵控系統(tǒng)中，有待傳輸的基帶數字脈沖控制著載波相位的變化，從而形成振幅與頻率不變，而相位取離散值變化的己調波。</p><p>　　2.1.1二進制相移鍵控</p><p>　　對于二迸制相移鍵控BPSK(Binary Phase Shift Keying) 來說，就是二進制的數字信號0和1分別用載波的0和π來

29、表示。其表達式由公式(2-1)給出：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中，為二進制數字，</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　2.1.2四相相移鍵控</p><p>　　四相相移鍵控QPSK是MPSK的一種

30、特殊情況。它是利用載波四個不同的相位來表征數字信息的調制方式。QPSK信號可以表示為：</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　式中，是載波的角頻率，是第k個碼元的載波相位取值，是一個發(fā)送碼元的持續(xù)時間，它將取可能的四種相位之一，甙t)是發(fā)送碼元的波形函數。是可以取區(qū)問(0，2x)任何離散值的隨機變量，可取的個數由調制方式的進制來決定。在Q

31、PSK調制系統(tǒng)中，發(fā)送端可取的相位值為四個。</p><p><b>　　將上式展開，得到：</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　令，，則兩者的取值是隨機的離散值，和選定的相位有關，在星座圖的映射中對應同相和正交分量，反映其在映射圖中的矢量位置。對于四種相位的選擇，存在π/2體系和n

32、=π/4體系。π/2體系對應n=0，π/2，π，3π/2四個離散值。π/4體系對應n=π/4，3π/4，5π/4，7π/4四個離散值。</p><p>　　從式(2_4)可以看出，四相調制的波形，可以看成是對兩個正交載波進行二進制幅度調制的信號之和。從和的取值，容易發(fā)現(xiàn)兩者具有一定的矢量約束關系，保證兩者合成的矢量點在落在同一圓周上。這個關系意味著，系統(tǒng)的非線形失真對QPSK系統(tǒng)的可靠性影響很小。</p&g

33、t;<p>　　2.2 QPSK調制的工作原理</p><p>　　QPSK信號有00、01、10、11四種狀態(tài)。所以,對輸入的二進制序列,首先必須分組,每兩位碼元一組。然后根據組合情況,用載波的四種相位表征它們。QPSK信號實際上是兩路正交雙邊帶信號,可由圖2.1所示方法產生。</p><p>　　圖2.1 QPSK調制原理圖</p><p>　　由

34、圖1，可以看出，QPSK是由兩路BPSK信號構成，且兩路信號相互正交的,即相位差相差90°，兩路BPSK信號相加，即得到QPSK信號。圖2.1是比較常用的QPSK調制方式。</p><p>　　2.3 QPSK解調的工作原理</p><p>　　QPSK信號是兩個正交的2PSK信號的合成,所以可仿照2PSK信號的相平解調法,用兩個正交的相干載波分別檢測A和B兩個分量,然后還原成

35、串行二進制數字信號,即可完成。原理圖如圖2.2所示.</p><p>　　圖2.2 QPSK解調原理圖</p><p>　　相干解調中，正交路和同相路分別設置兩個相關器(或匹配濾波器)，得到I(t) 和Q(t)，經電平判決和并一串變換后即可恢復原始信息。當然，如果調制端是差分編碼的，那么解調中并串變換后還需一個差分解碼。</p><p>　　假如已調信號為，I(t)

36、 和Q(t) 分別為和正交路，為載波頻率，那么相干解調后，同相路相乘可得</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　正交路為</b></p><p><b>　　(2-6) </b></p><p>　　經過低通濾波器后，可得</p>

37、;<p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　經過判決電路后，由上式，不難得到如下表所示結果（同相路和正交路是經過極性轉換的，1對應于二進制數據1，-1對應于二進制數據0）。</p><p>　　解調過程中涉及到信號的采樣、數字下變頻、載波同步、位同步等關鍵技術。</p><p>　　信號的采樣是模擬信號與數字信號

38、之間的一個通道，是數字化解調過程中一個及其關鍵的步驟。</p><p>　　數字下變頻DDC(Digital Down Converter)是隨著數字信號處理技術的發(fā)展而出現(xiàn)的，目前大量使用在數字中頻技術中，它的根本任務就是實現(xiàn)數字中頻到基帶信號的變換。數字下變頻的組成與模擬下變頻器類似，包括數字混頻器、數字控制振蕩器(NCo)和低通濾波器(LPF)三部分組成。影響數字下變頻器性能的主要因素有兩個：一是表示數字本

39、振、輸入信號以及混頻乘法運算的樣本數值的有限字長所引起的誤差；二是數字本振相位分辨率不夠而引起數字本振樣本數值的近似取值。也就是說，數字混頻器和數字本振的數據位數不夠寬，存在尾數截斷的情況；數字本振相位的樣本值存在近似的情況。它主要涉及數控振蕩器NCO，抽取濾波器(即積分．清洗濾波器)等技術。</p><p>　　在數字通信系統(tǒng)中，解調器的任務是恢復出傳輸來的原始數據系列。解調器的構成方案通?？梢苑譃閮深悾和浇?/p>

40、調和異步解調。兩者的區(qū)別在于，同步解調需要一個相干同步的本地載波。一般地說，同步解調性能較為優(yōu)良。但是，對于抑制載波分量的調制信號來說，要從接收的信號中恢復出參考載波，必須進行相應的處理。</p><p>　　在數字通信中，除了載波同步外，還需要位同步。因為消息是一串連續(xù)的碼元系列，解調時必須知道碼元的起止時刻，即碼同步。位同步可分為自同步和外同步兩種。自同步是直接從接收的信號中提取位同步信息，而外同步是在發(fā)射端

41、專門發(fā)射導頻信號。例如，在基帶信號頻譜的零點，插入所需的導頻信號，在接收端，利用窄帶濾波器，就可以從解調后的基帶信號中提取所需的同步信息。插入導頻也可以使數字信號的包絡，隨同步信號的某種波形而變化。在相移或頻移鍵控時，在接收端只要進行包絡檢波就可得到同步信號。</p><p>　　2.4 其它QPSK簡介</p><p>　　上面說的QPSK調制方式，當基帶信號經過脈沖成形時(如升余弦滾降

42、信號)，QPSK信號將失去恒包絡的性質，當發(fā)生幅度為π的相移時(每個符號間的兩位都改變)，將會導致信號包絡瞬間過零點。任何一種在過零點的硬限幅或非線性放大，都將由于信號在低電壓時的失真而在傳輸過程中帶來已被濾除的旁瓣，這顯然是并不希望的。為了防止旁瓣再生和頻譜擴展，必須使用效率較低的線性放大器放大QPSK信號。因而，產生了一種改進型的QPSK信號，OQPSK，即交錯或參差QPSK。它的原理是讓兩路信號I(t)和Q(t)錯開，讓在任意時刻

43、只有兩個比特中的一個改變它的值，這樣符號間的相移都只限制在±90°，消除了180°相位跳變帶來的負面影響。因為180°相位跳變消除了，所以OQPSK信號的帶限不會導致信號包絡經過零點。帶限處理會造成一定程度的ISI, 特別是在90°相位點。但是，包絡的變化小多了，因此對OQPSK的硬限幅或非線性放大不會再生出像在QPSK中那么多的高頻旁瓣。</p><p>　　還

44、有一種QPSK調制方式，被稱作π/4QPSK，它是OQPSK和QPSK的折衷，它的符號間的最大相位跳變是±135°，因此，π/4QPSK比QPSK有更好的恒包絡性質，但是對包絡的變化比OQPSK更敏感。但是，π/4QPSK的最吸引人的地方是它能夠非相干解調，可使接收端設計簡化。</p><p>　　第三章 QPSK調制與解調的軟件實現(xiàn)</p><p>　　3.1 SIM

45、ULINK功能介紹</p><p>　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Si

46、mulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數字信號處理的復雜仿真和設計。同時有大量的第三方軟件和硬件可應用于或被要求應用于Simulink。</p><p>　　3.2 SIMULINK特點

47、</p><p>　　1 豐富的可擴充的預定義模塊庫 </p><p>　　2 交互式的圖形編輯器來組合和管理直觀的模塊圖； </p><p>　　3 以設計功能的層次性來分割模型，實現(xiàn)對復雜設計的管理； </p><p>　　4 通過Model Explorer 導航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號、參數、屬性，生成模型代碼； </

48、p><p>　　5 提供API用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成； </p><p>　　6 使用Embedded MATLAB? 模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調用MATLAB算法； </p><p>　　7 使用定步長或變步長運行仿真，根據仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以

49、編譯C代碼的形式來運行模型； </p><p>　　8 圖形化的調試器和剖析器來檢查仿真結果，診斷設計的性能和異常行為； </p><p>　　9 可訪問MATLAB從而對結果進行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號參數和測試數據； </p><p>　　10 模型分析和診斷工具來保證模型的一致性，確定模型中的錯誤。</p><p>　　3.

50、3 QPSK調制與解調的軟件設計</p><p>　　3.3.1 QPSK調制與解調的軟件實現(xiàn)方框圖</p><p>　　本課題采用MATLAB自帶的SIMULINK來設計QPSK調制與解調的仿真過程，仿真的方框圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 QPSK調制與解調simulink實現(xiàn)過程</p><p>　　如圖4.1所示，上

51、半部分是QPSK調制的過程，是將二進制伯努利隨即信號調制成為QPSK信號，而下半部分是其解調過程，是將上半部分的QPSK已調信號進行解調。</p><p>　　3.3.2 QPSK調制解調過程主要組件的功能</p><p><b>　　1串/并傳換器</b></p><p>　　功能:此模塊組是實現(xiàn)將一路串信號轉按照奇數位輸出一路信號，然后按照

52、偶數位輸出另一路信號，即所謂的串/并傳換器。</p><p>　　2 單極性信號轉雙極性信號模塊組</p><p>　　功能:此模塊組是實現(xiàn)將單極性伯努利二進制隨機信號轉換成雙極性信號。</p><p>　　3 正弦相干載波產生器</p><p>　　功能：此模塊組是實現(xiàn)給輸入的信號加相干正弦載波。</p><p>&

53、lt;b>　　4 抽樣判決器</b></p><p>　　功能：此模塊組是實現(xiàn)對輸出信號進行抽樣判決的作用。</p><p><b>　　5并/傳轉換器</b></p><p>　　功能：此模塊組是實現(xiàn)將奇數位信號和偶數位信號合并成一路串信號，即所謂的并/串轉換器。</p><p>　　3.4 QPSK

54、調制解調仿真過程及其波形圖</p><p>　　3.4.1 QPSK調制過程及其波形圖</p><p>　　本課題QPSK調制解調過程的信號源選定為伯努利二進制隨機信號。</p><p>　　其參數如圖3.2所示,波形如圖3.3所示:</p><p>　　圖3.2 伯努利二進制信號發(fā)生器參數</p><p>　　圖3.

55、3輸入數字信號序列</p><p>　　對輸入基帶數字信號有串并變換電路分為兩個并行序列，分別如下圖3.4所示。其中圖3.4a 中是輸入序列的奇數序列，圖3.4b是實序列的偶數序列:</p><p>　　圖3.4a 經過串并轉換的序列</p><p>　　圖3.4b經過串并轉換的序列</p><p>　　隨后兩路信號分別經過單/雙極性轉換器將

56、此前的單極性信號轉換為雙極性信號。其兩路轉換后相對應的波形如圖3.5a和圖3.5b所示：</p><p>　　圖3.5a 經過單/雙極性轉換后的序列</p><p>　　圖3.5b 經過單/雙極性轉換后的信號</p><p>　　所加相干載波的波形分別為3.6a和3.6b所示:</p><p>　　圖3.6a 0相位正弦載波信號</p&

57、gt;<p>　　圖3.6b π相位正弦載波信號-</p><p>　　此時，經過雙極性轉換的信號一路與相位為0的正弦載波相干，另一路則與相位為π的正弦載波相干。</p><p>　　信號相干后的波形如圖分別為圖3.7a和圖3.7b所示：</p><p>　　圖3.7a 經載波相干后的信號</p><p>　　圖3.7b經載波相

58、干后的信號</p><p>　　其中與信號相干的0相位正弦載波和π相位正弦載波的參數分別如圖3.8a和圖3.8b所示：</p><p>　　圖3.8a 0相位相干正弦載波參數</p><p>　　圖3.8b π相位相干正弦載波參數</p><p>　　相干后的兩路信號在經過一個相加模塊，就得到了QPSK信號。</p><p

59、>　　經調制后的QPSK信號如圖3.9所示：</p><p>　　圖3.9 經調制后的QPSK信號</p><p>　　3.4.2 QPSK解調過程及其波形圖</p><p>　　QPSK信號通過加兩路相位分別為0和π的正弦載波進行相干解調。</p><p>　　解調后信號的波形分別如圖3.10a和3.10b所示：</p>

60、<p>　　圖3.10a 0相位載波相干后信號</p><p>　　圖3.10b π相位載波相干后信號</p><p>　　其兩路正弦載波的參數分別與圖7和圖8相一致。</p><p>　　經過載波相干后的信號通過低通濾波器進行低通濾波處理。</p><p>　　其低通濾波后的信號的波形分別如圖3.11a和3.11b所示<

61、/p><p>　　圖3.11a 低通濾波后的信號</p><p>　　圖3.11b低通濾波后的信號</p><p>　　此時信號經過抽樣判決后將模擬信號轉換為數字信號序列</p><p>　　經抽樣判決后信號的波形分別如圖3.12a和3.12b所示：</p><p>　　圖3.12a 經抽樣判決后信號</p>

62、<p>　　圖3.12b 經抽樣判決后信號</p><p>　　然后將這兩路雙極性信號轉換成單極性二進制信號，轉換后的單極性二進制信號分別如圖3.13a和3.13b所示：</p><p>　　圖3.13a 經極性轉換后的信號</p><p>　　圖3.13b經極性轉換后的信號</p><p>　　最后通過并/串轉換器將信號放置其奇

63、數位，將另信號放置其偶數位，轉換成一路二進制單極性信號，此時的信號即是QPSK信號解調后最終的信號。</p><p>　　信號的解調信號如圖3.14所示：</p><p>　　圖3.14 信號的解調信號</p><p>　　3.5 QPSK調制解調仿真過程正確性的驗證</p><p>　　為了最后能夠更好的驗證此次課題的正確性，本人將QPSK

64、調制與解調過程放置于一個系統(tǒng)中。所以從理論上來說，信號源發(fā)送的伯努利二進制隨機信號經過調制之后，再經過解調，結果得到信號應該與信號源發(fā)送的伯努利二進制隨機信號相一致。經驗證，解調后的波形和調制前的波形是相一致，波形如圖3.15所示：</p><p>　　圖3.15發(fā)送信號與調制解調后信號</p><p>　　由圖3.15可見，解調后的波形和調制前的波形是一致的（其調制解調過程中會有一定的延

65、遲），因此可以證明此次QPSK調制解調的SIMULINK實現(xiàn)過程是正確的。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　經過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了《QPSK調制與解調的軟件實現(xiàn)》的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了

66、很多知識也有很多感受，從對MATLAB與SIMULINK等相關軟件很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了現(xiàn)代通信技術的神奇與魅力。      </p><p>　　雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之

67、處，但我可以自豪的說，這里面的每一個模塊組的搭建與設計，都有我的勞動。當看著自己的設計的，成天相伴的系統(tǒng)能夠正常完整的運行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。</p><p>　　這次做論文的經歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次

68、的經歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本設計在劉密歌老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設計和調試，無不凝聚著劉老師的心血和汗水，在四年的本科學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向劉密歌老師表示深深的感謝和崇高的敬意。</p>

69、<p>　　不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向西安文理學院機電系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們四年來的辛勤栽培。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 樊昌信

70、曹麗娜編著。通信原理。國防工業(yè)出版社。2009年1月</p><p>　　[2] 張志涌 楊祖櫻編著。MATLAB教程。北京航空航天大學出版社。2006年9月</p><p>　　[3] 張肅文編著。高頻電子線路。高等教育出版社。2008年2月</p><p>　　[4] 周建興等編著。MATLAB從入門到精通。人民郵電出版社。2008年11月</p>

71、<p>　　[5] 郭文彬 桑林編著。通信原理—基于matlab的計算機仿真。北京郵電大學出版社。2006年6月</p><p>　　[6] 王正林等編著。MATLAB/simulink與控制系統(tǒng)仿真。電子工業(yè)出版社。2008年7月</p><p>　　[7] 曹志剛 錢亞生?，F(xiàn)代通信原理。清華大學出版社。2008年03月</p><p>　　[8] 張

72、輝，曹麗娜 編著。現(xiàn)代通信原理與技術。西安電子科技大學出版社。2008年07月</p><p>　　[9] 劉穎 編著。數字通信原理與技術。北京郵電大學出版社。1999年10月</p><p>　　[10] 李宗豪 編著?；就ㄐ旁怼ㄐ旁碚n程建設教材系列。北京郵電大學出版社。2006年02月</p><p>　　[11] 吳偉陵，牛凱 編著。移動通信原理。電

73、子工業(yè)出版社。2005年01月</p><p>　　[12] 啜鋼 等編著。移動通信原理與系統(tǒng)。北京郵電大學出版社。2005年09月</p><p>　　[13] 王軍選，張曉燕，張燕燕　編著。無線通信調制與編碼。人民郵電出版社。2008年04月</p><p>　　[14] 王華奎　等編著。移動通信原理與技術。清華大學出版社。2009年01月</p>

74、<p>　　[15] 楊家瑋 盛敏 劉勤　編著。移動通信基礎。電子工業(yè)出版社。2008年08月</p><p>　　[16] 張亮 等編著。MATLAB7.x系統(tǒng)建模與仿真。人民郵電出版社。2006年11月</p><p>　　[17] 蔣青，于秀蘭 編著。通信原理學習指導。人民郵電出版社。2007年05月</p><p>　　[18] 達新宇 等編著。

75、通信原理實驗與課程設計。北京郵電大學出版社。2009年12月</p><p>　　[19] 黃智偉 編著。調制解調器電路設計。西安電子科技大學出版社。2009年04月</p><p>　　[20] 李環(huán)，任波，華宇寧 編著。通信系統(tǒng)仿真設計與應用。電子工業(yè)出版社。2009年03月　</p><p>　　[21] 楊旭峰，劉巖涯　編著。通信原理應用實踐指導。哈爾濱工程

76、大學出版社。2008年03月</p><p>　　附錄 Digital communication technology</p><p>　　The move from analog communication to digital has advanced the use of QPSK. Euler's relation is used to assist analysis o

77、f multiplication of sine and cosine signals. A SPICE simulation is used to illustrate QPSK modulation of a 1MHz sine wave. A phasor diagram shows the impact of poor synchronization with the local oscillator. Digital proc

78、essing is used to remove phase and frequency errors. Since the early days of electronics, as advances in technology were taking place, the boundaries of b</p><p>　　With QPSK, the carrier undergoes four

79、changes in phase (four symbols) and can thus represent 2 binary bits of data per symbol. Although this may seem insignificant initially, a modulation scheme has now been supposed that enables a carrier to transmit 2 bits

80、 of information instead of 1, thus effectively doubling the bandwidth of the carrier to increase the transmission rate. </p><p>　　The mobile communications are welcomed a new leap. Broadband, intelligent,

81、individuation, and more media-oriented world function, environmental protection is the new trend of development of mobile communication. Mobile communications in economic development and social progress plays a more impo

82、rtant role.</p><p>　　15 to 18 here at the world's mobile communication meeting the mobile broadband information as the next industrial revolution breakthrough. Although 3G technology popularization of ti

83、me is not long, but the mobile systems have focused on long-term evolution (including "technology"), LTE, and that the "technology field technical breakthroughs and promotion will greatly promote the globa

84、l economy development.</p><p>　　As a powerful next-generation wireless communication technology, the communication capacity than LTE cable network and its present some download speed can reach peak per 100 M

85、BPS, upload peak rate of 50 can per MBPS. In the meeting, the industry journal analysts will LTE technology as the focus of this year's congress. But in the 15th day, global mobile communication association, China te

86、lecom, special announced Heidi (Japan) and America KDDI in sun wei to promote communications company because </p><p>　　The world of artificial intelligence is the development of mobile communication and a tr

87、end. Computer is becoming the function of smartphones mobile communication. According to the forecast, 2013, mobile phone number of Internet users around the world will use computers, 17.8 billion over the Internet users

88、, while smartphone and other Internet phone number will be reached 1.82 billion. Vodafone group CEO vittorio & # 39; Secco labor in the subject, the report says, 2009 in a year the company net</p><p>　　T

89、he conference is the personalized discuss another hot issue. The expert thinks, future phones will not "thousands of machines for each side", but the user's needs and different, especially with the intercon

90、nection between network era, each item needs more individuation. Design and production of the product is rich personalized mobile phone in an important competition.</p><p>　　16 on the BBS of mobile broadband

91、 congress agreed that mobile phone technology application will replace the protagonist becomes mobile phones, development area of new USES will be the focus of future competition, media function is one of the main functi

92、ons of the mobile phone. According to the forecast, cisco 2013, global mobile data quantity of video information is 64%.</p><p>　　As the number of users of mobile phone at a media, it has the mass, except th

93、e real-time and interactive features, it has, at any time, anywhere, omnipresent characteristics, its influence over the Internet will be. According to the 18th conference mobile advertising BBS provides material, if the

94、 advertising market, mobile communications saturation advertising market scale is 10 times of the Internet.</p><p>　　The experts also predict future mobile phone functions, will be more and more. It is eithe

95、r a communications tool that can also act as an electronic key, electronic purse, also may be the finger on the classroom, bank, television and movie theaters, hospitals, even in the washing machine and microwave remote

96、conductor.</p><p>　　The wind blow the green mobile communication field is the significant characteristic of the conference. Not only for the mobile operators and organizers and related equipment manufacturer

97、s, some energy saving and emission reduction enterprise also launched a few green products. Obtain the conference "green mobile award" VNL Indian companies exhibited solar mobile station system. The station jus

98、t 8 hours in the sun, and can be filled with continuous use of 3 days, the signal can be covered within</p><p><b>　　數字通信技術</b></p><p>　　通信技術從模擬信號通信發(fā)展擁有先進的QPSK調制技術的數字信號通信。歐拉關系是用來幫助的正弦

99、和余弦信號的乘法分析。SPICE仿真是用來說明一個QPSK調制的1MHz的正弦波。相量圖顯示了一個同步本地振蕩器的影響。數字化處理是用來消除相位和頻率誤差。</p><p>　　在電子產品的初期，隨著科技發(fā)生翻天覆地的變化，本地和全球通信的地域界限開始削弱，使這個世界變得更小，因此能夠更容易的獲得知識和信息共享。貝爾和馬可尼的開拓性工作促成了信息時代的今天，鋪平了未來通信的發(fā)展道路的基石。</p>

100、<p>　　傳統(tǒng)意義上來說，本地通信是用通過電線，作為確?？煽康男畔鬏敵杀拘б娴姆椒ā＿h程通信則通過無線電波來達到傳送信息的需要。即使這是從硬件的角度來說是方便的。無線電波傳輸信息往往是高功率發(fā)射機，為了克服依賴天氣的條件，大型建筑物，以及從其他來源的電磁干擾。</p><p>　　現(xiàn)在擁有的各種各樣調制技術在成本效益和接收信號的質量上有不同的解決方案，但最近大多數仍然是模擬調制。頻率調制和相位調制提

101、出了一定的對噪音的免疫力，而幅度調制比解調簡單。然而，最近低成本微控制器的出現(xiàn)以及國內移動電話和衛(wèi)星通信的引進，使得數字調制得到了很好的推行和普及。隨著隨著數字調制技術本身帶來的全部優(yōu)勢，傳統(tǒng)的微處理器電路的優(yōu)勢已經超過了模擬電路。任何通信鏈路中不足之處，均可利用軟件消除?，F(xiàn)在可以加密信息，誤差修正，可確保對接收到的數據更加有信心，對DSP的使用可以減少有限的帶寬去分配給每個服務。</p><p>　　與傳統(tǒng)的模

102、擬系統(tǒng)相比，數字調制具有可以使用振幅，頻率或相位調制的不同調制方式的優(yōu)勢。由于頻率和相位調制技術可克服更多的噪聲免疫力，所以它們是大多數服務的首選方案，并引起當今激烈討論。</p><p>　　QPSK調制的載波經歷了四個階段的變化（4符號），并且每個符號代表兩位二進制數據。盡管這也許看起來根本微不足道，但此調制方案的設定，使一個載波傳輸2比特信息而不是1比特信息，從而有效地增加了載波一倍的帶寬。從而提高了傳輸速

103、率。</p><p>　　世界移動通信正迎來新的飛躍。寬帶化、智能化、個性化、媒體化、多功能化、環(huán)保化是世界移動通信發(fā)展的新趨勢。移動通信將在經濟發(fā)展和社會進步中發(fā)揮更重要的作用。 </p><p>　?。保等罩粒保溉赵谶@里舉行的世界移動通信大會把移動寬帶作為下一次信息產業(yè)革命的突破口。盡管３Ｇ技術普及的時間不長，但世界移動通信界已經把目光投向了包括“長期演進（ＬＴＥ）”技術在內的４Ｇ技術

104、，并認為該領域技術的突破和推廣將大大推動全球經濟發(fā)展。 </p><p>　　作為功能強大的下一代無線通信技術，ＬＴＥ的通信容量甚至超過當前一些有線網絡，其下載峰值速率可達每秒１００兆比特，上傳峰值速率也可達每秒５０兆比特。在大會會刊上，多名業(yè)界分析師都將ＬＴＥ技術列為今年大會的焦點。而在１５日開幕當天，全球移動通信協(xié)會專門宣布，中國電信、日本凱迪（ＫＤＤＩ）通信公司和美國韋里孫通信公司因為“致力推動ＬＴＥ的商業(yè)

105、化服務”而成為協(xié)會的新會員。會議期間，中國華為公司還推出了世界首款“三模式ＬＴＥ調制解調器”，這種面向４Ｇ時代的設備還可以兼容３Ｇ和２Ｇ標準的需求。 </p><p>　　智能化是世界移動通信發(fā)展的又一大趨勢。具有電腦功能的智能手機正在成為移動通信的主流。據預測，到２０１３年，全世界手機上網用戶數量將達１７．８億，超過使用電腦上網的用戶數量，同時智能手機和其他能上網的手機數量將達到１８．２億部。沃達豐集團首席執(zhí)行

106、官維托里奧·科勞在大會主旨報告中說，２００９年一年該公司網絡中的智能設備增加了４０％。 </p><p>　　個性化是本次大會討論的另一熱點問題。與會專家認為，今后的手機將不會“千機一面”，而是因每個用戶的需要而有所不同，特別是物與物之間互聯(lián)的物聯(lián)網時代到來后，每件物品的需求將更加個性化。設計生產富有個性化的手機產品是今后的一個重要競爭領域。</p><p>　　１６日關于移動寬

107、帶的大會主論壇達成一致意見認為，手機應用將取代手機技術成為移動通信領域的主角，開發(fā)手機新用途將是未來競爭的焦點，其中媒體功能將是未來手機的主要功能之一。據思科公司預測，到２０１３年，全球移動通信數據量中的６４％是視頻信息。 </p><p>　　手機成為用戶數量最多的一種媒體后，它除了具有互聯(lián)網的海量、實時和互動等特點外，還具有隨時、隨地、無所不在的特點，其影響力將可能超過互聯(lián)網。根據大會１８日舉行的移動通信廣告

108、論壇提供的資料，如果廣告市場都達到飽和，移動通信的廣告市場規(guī)模將是互聯(lián)網的１０倍。 </p><p>　　與會專家還預測，未來的手機功能將越來越多。它既可以是通信工具，也可以充當電子鑰匙、電子錢包，還可以是指尖上的教室、銀行、電視、影院、醫(yī)院，甚至可以遠程指揮家中的洗衣機和微波爐。 </p><p>　　綠色之風吹進世界移動通信領域是本次大會的顯著特點。不僅主辦方呼吁各運營商和手機及相關設