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臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

基于Matlab的QPSK调制与解调系统仿真

一、多进制调制

带通二进制键控系统中，每个码元只能传输1b信息，其频带利用率

不高。为了提高频带利用率，最有效的办法是使一个码元传输多个比特的

信息。这就是多进制键控体制。多进制数字调制是利用多进制数字基带信

号去调制载波的振幅，频率或相位。因此，相应地有多进制数字振幅调制

（MASK)，多进制数字频率调制（MPSK)以及多进制数字相位调制（MPSK)

等。

多进制数字调制是利用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率

或相位。由于多进制数字调制信号的被调参数在一个码元宽度内有多个可

能的取值，因此与二进制数字调制相比，具有以下两个特点：

(1)在相同的信道码元传输速率下，L进制系统的信息传输速率是二

进制系统的

log2L倍；

(2)在相同的系统传信率下，多进制信道的符号速率可以低于二进制

的符号速率，因而所需信道带宽减小。因此，多进制调制方式获得了广泛

的应用，成为提高通信效率的主要手段。

二、QPSK的原理

QPSK（4PSK，正交相移键控）又叫四相绝对相移调制，是最常用的

MPSK，分为/2系统和/4系统两种。它是利用载波的四种不同相位来表征

数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，故每个四进制码元又

被称为双比特码元。

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QPSK系统在用正交调制部分需要进行串/并变换，其中串/并变换电

路将QPSK调制的两位编码按比特分开，走上下两路，分成的两路序列速

率减半，电平发生器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t),然后各自去

调制相互正交的正弦波，再进行矢量合成，即得到QPSK信号。

图1QPSK调制电路

在解调部分可以用两个正交的载波信号实现相干解调。正交路和同相

路分别设置两个相关器，得到I(t)和Q(t)，经电平判决和并/串变换即可

恢复原始信息。

图2QPSK解调电路三、详细设计步骤

1根据QPSK的调制及解调原理及原理框图，MATLAB程序来仿真这个

系统应遵循以下几个步骤：调制部分：（1）串/并变换（2）极性转

换（3）电平产生

（4）两分路分别与载波相乘

（5）合并两路信号信道部分：加入高斯白噪声解调部分：（1）接收

到的信号分别乘以正弦信号及余弦信号（2）两路信号分别进行抽样判决

（3）并/串变换

四、设计结果及分析

产生的二进制波形21.510.50-0.5-1-1.5-

20220220300400500600700800

图1产生的随机二进制序列

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二进制信息210-1-2050100150200250300350400余弦分路信号210-

1-2050100150200250300350400

图2基数位的二进制序列及调制后的波形

二进制信息210-1-2050100150200250300350400正弦分路信号210-

1-2050100150200250300350400

图3偶数位的二进制序列及调制后的波形

加性高斯白噪声时域波形10.50-0.5-1050100150200250300350400加

性高斯白噪声频谱151050050100150200250300350400

图4加性高斯白噪声的时域波形及频谱

接收端信号的时域图50-520-220-2050100