基于MATLABOQPSK调制解调实现课程设计.docVIP

基于MATLAB的OQPSK调制解调实现 摘 要 本课程设计PSK调制的基本原理MATALB软件中的M文件来实现PSK的调制首先产生一个数字基带信号对这个基带信号进行调制然后分析调制后的波形信号加入噪声观察其时频图，分析噪声对调制的影响。 关键词： MATLAB；M文件；OQPSK；调制与解调；噪声 1 引 言 数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位 ，数字通信技术与 MATLAB 的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。在数字信号通信过程中，噪声的影响往往比较大，同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率，而OQPSK也是一种恒包络调制技术，其频谱特性好，既保留着2PSK的高抗噪声性能、高频带利用率和高功率利用率，又有效地减弱了2PSK的“反相工作”缺陷，在通信研究中有着非常重要的意义，特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言，在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了非常广泛的应用，随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟，越来越受到通信领域人士的欢迎，其在通信领域的应用也将更加广泛。 1.1课程设计目的 熟悉OQPSK的基本原理，掌握MATLAB中M文件的使用及相关函数的调用方法，在此基础上通过编程实现OQPSK的调制与解调，并通过加入的噪声来判断所设计的系统性能。这次课程设计不仅让我对OQPSK有了更加深入的了解，而且学会了如何利用MATLAB中的M文件来实现通信系统方面的应用，最重要的是，自己能够独立完成一个小项目了，有了这方面的经验，我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。 1.2课程设计要求 熟悉MATLAB中M文件的使用方法，并在深切理解OQPSK调制解调原理的基础上，编写出OQPSK调制解调程序。绘制出OQPSK信号解调前后在时域和频域中的波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对OQPSK信号解调原理的理解。分别对信号叠加不同噪声，并进行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，分析不同噪声对信号传输造成的影响大小。 1.3课程设计步骤 先产生随机信号，然后对信号进行调制和解调，在调制和解调过程中加入高斯白噪声，观察现象。 产生四进制数字作为数字基带信号，对其进行调制； 将函数调制信号改为相应的时域波形调制信号； 在函数调制信号中加入高斯白噪声，生成加入噪声后的时域波形调制信号； 分别生成没加或加了噪声的调制信号波形图和频谱图； 分别对没加或加了噪声的调制信号进行解调； 计算误码率。 2 OQPSK调制解调原理 2.1 OQPSK调制原理 OQPSK，即Offset Quadrature Phase Shift Keying的缩写，中文意思为偏置正交相移键控，是QPSK（正交相移键控，又有4PSK之称）的改进，有关QPSK的资料请参考《通信原理（第六版）》[1]，这里就不多赘述了。OQPSK与QPSK相同的是相位关系，即：把输入信号分为两路，然后正交调制。所不同的是，OQPSK把同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。因为两支路码元上偏移了半个周期，每次只能有一路可能发生极性翻转。所以，OQPSK信号能跳变的相位只能是0o、+90o、-90o180o的跳变，OQPSK与QPSK相比，信号的包络波动幅度有限，经过限幅放大后的频带范围也要小，所以性能也更加优良。其星座映射图如下（图2-1）所示： 图2-1 OQPSK星座映射图 OQPSK的产生原理方框图如下（图2-2）所示：输入的数据信号是二进制不归零双极性码元，它被“串/并变换”电路变成两路码元a和b后，其每个码元的持续时间是输入码元的2倍，且b路码元在产生后马上增加了一个Ts/2（半个周期）的延时电路。由a路码元和经延时后的b路码元相加的信号即为OQPSK调制信号。 图2-2 OQPSK的产生原理框图 2.2 OQPSK解调原理 OQPSK信号的解调原理图如下（图2-3）所示，OQPSK信号可以看作是两个正交信号2PSK信号a和b,且b路信号在时间上延迟了半个周期Ts/2后再与a路信号的叠加，所以用两路正交的相干载波和一个Ts/2延时器就可以分离这两路延迟正交的2PSK信号，且b路信号应该先延时Ts/2再进行抽样判决。这样产生的两路并行信号a和b，经过“并/串变换”后，成为串行数据输出，即解调信号。 图2-3 OQPSK的解调原理框图 3 仿真实现过程 3.1 OQPSK调制信号的产生 首先利用函数x = randint(a,1,[0 3])产生一串四进制数字基带信号，其中a，1