QPSK的调制与解调课程设计(3)

四、QPSK的调制及解调原理

4.1 QPSK的调制

QPSK的调制有两种产生方法相乘电路法和选择法。 4.1.1 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。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/并变换器将输入的二进制序列分为速率减半的两个并行的双极性序列，然后分别对sinωt和cosωt调制，相加后得到QPSK调制信号，其调制过程如图4-1所示。

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图4-1 QPSK的调制原理图

4.1.2 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。原理图如图4-2所示。

a 串/并 变换 b 相位 选择 带通 滤波 ?1 ?2 ?3 ?4

4相载波产生器

图4-2选择法调制原理

4.1.3 QPSK的产生发案

此次仿真模块的搭建方法是使用相乘电路，首先串并变换电路变成两路码元，把二进制不归零双极性码，与载波相乘后，这两路信号在相加电路中相加后得到输出结果。由于QPSK信号可以看作是两个正交2PSK信号的叠加，所以用两路相干正交的相

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干载波去解调，可以很容易的分离这两路正交的2PSK信号。相干解调后的两路并行码元，经过变换后，成为串行数据输出。Quadrature Phase Shift Keying通过使用载波的四个各不相同的相位差来表示输入的信息，是具有四进制的相移键控。QPSK是在M=4时的数字的调相技术，它通过约定的四种载波相位，分别为45°，135°，225°，275°，输入数据为二进制的数字序列，因为载波相位是四进制的，所有我们需要把二进制的数据变为四进制的，即把二进制序列中每两个比特分成一组，四种排列组合，即00，01，10，11，双比特码元即为一组。每两位二进制信息比特构成每一组，它们分别表示着着四个符号中的某一个符号。Quadrature Phase Shift Keying中每次调制通过载波的相位差来传输所需要的信息。利用星座图和接收到的载波信号的相位来还原原先发送端发送的信息。把组成双比特码元的前一信息比特用a代表，后一信息比特用b代表。双比特码元中两个信息比特ab通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表2.3-1所示，矢量关系如图2.3-1所示。图（a）表示A方式时QPSK信号矢量图，图（b）表示B方式时QPSK信号的矢量图。由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A方式中：45°、135°、225°、315°，则数据Ik、Qk通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±2/2；B方式中：0°、90°、180°、270°，则数据Ik、Qk通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值±1、0。此处仿真设计选择的是B方式。

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