SIMULINK的QPSK传输系统仿真教程分析.docx

PAGE \* MERGEFORMAT19 一 设计内容 用matlab的.m文件或simulink设计一个QPSK调制解调传输系统。包括01码的产生，NRZ编码，串并变换，QPSK调制解调，高斯信道，低通滤波器，判决器，并串变换。 二 QPSK系统描述 QPSK 信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。 QPSK 信号的产生方法有两种：第一种是用相乘电路，第二种是选择法。这里我们采用第一种方法产生 QPSK 信号，输入的基带信号被“串/并变换”电路变成两路码元 a 和 b，再分别和正交载波相乘。a(0)、a(1)和 b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“1”，这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢量 s(t)。 QPSK 的解调原理，由于 QPSK 信号可以看作是两个正交 2PSK 信号的叠加，所以用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK信号。相干解调后的并行码元 a 和 b，经过并/串变换后，成为串行数据输出。 QPSK 的基本传输模型如下图所示： {an} y(t) ? s(t) {an} d(t) {dn} 码 型 变 换 相乘器 发送滤波器 信道C(w) 接收滤波器 抽样判决 反码变换 n(t) 图1 QPSK信号传输模型 三 系统分析与设计 1、QPSK调制原理 在QPSK调制中，QPSK信号可以看作两个载波正交的2PSK调制器构成。 串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列，然后分别对sin(?ct)和cos(?ct)调制，相加后得到 QPSK 调制信号。 QPSK同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调，得到I(t)和Q(t)。经抽样判决和并/串转换器，将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。 QPSK调制框图如图2所示。 S(t) cos(?ct) -sin(?ct) Q(t) I(t) A(t) 串/并变 换 相乘电路 π/2相移 相干载 波产生 相加电路 相乘电路 图2 QPSK调制框图 2、QPSK解调原理 在QPSK解调中，正交支路和同相支路分别设置两个相关器（或匹配滤波器），得到I(t)和Q(t) ，经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。 I(t) -sin(?ct) cos(?ct) s(t) 相乘 低通 抽判 π/2 载波 提取 定时 提取 相乘 低通 判决 并/串 Q(t) A(t) 图3 QPSK相干解调框图 从发射机发射的已调信号经过传输媒介传播到接收端，接收机接收到的已调信号为: SQPSK(t)=I(t)cos(?ct)+Q(t)sin(?ct) I(t)、Q(t)分别为同相和正交支路，?c为载波频率，那么相干解调后，同相支路相乘可得： Ii(t)=SQPSK(t) cos(?ct) =[I(t) cos(?ct)+Q(t) sin(?ct)] cos(?ct) =I(t) cos2(?ct)+Q(t) sin(?ct)2 =I(t)2-Itcos2?ct2+Q(t) sin(2?ct)2 正交支路相乘可得： Qq(t)=SQPSK(t)sin(?ct) =[I(t) cos(?ct)+Q(t) sin(?ct)] sin(?ct) =I(t) sin(?ct)* cos(?ct)+ Q(t) sin2(?ct) =I(t) sin(2?ct)2-Qtcos2?ct2+Q(t) 2 经低通滤波器可得： Ii(t)= I(t)2 Qq(t)= Q(t) 2 四 各功能模块主要界面 信源的产生 在搭建QPSK调制解调系统中直接使用贝努力信号发生器产生01比特序列，每 两比特代表一个符号。伯努利随机生成二进制 Generator 模块使用伯努利分布的二进制数字。产生参数为p的伯努利分布。伯努利分布均值为1 – p，方差为p(1 – P)。一个零概率参数指定p，可以是任何0和1之间的实数。 图4 Bernoulli Binary Generator 图5 Bernoulli Binary Generator 模块参数设置 串/并转换器 图6 串并转换器 此模块组是实现将一路串信号按照奇数位输出，按照偶数位输出另一路信号，即所谓的串/并转换器。 图7 Buffer模块参数设置 图8 Unipolar to Bipolar Converter 模块参数设置 图9 Multiport Selector 模块参数设置 正弦相干载波发生器 图10 正弦相干载波发生器 图11 Sine Wave模块参数设置 QPSK调制部分 图12 Simulink——QPSK调制部分 AWGN信道部分 图13 Simulink——AWGN信道部分 图14 AWGN 模块参数设置 QPSK