QPSK的调制与解调课程设计(4)

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表4-1 双比特码元与载波相位关系

双比特码元 a 0 1 1 0 b 0 0 1 1 A方式 225° 315° 45° 135° 载波相位 B方式 0° 90° 180° 270°

(0,1)(1,1) (1,0)

(0,0)45°参考相位(1,1)0°(0,0)参考相位(1,0)(0,1)(a)(b) 图4-3 QPSK信号的矢量图

4.2 QPSK的解调

4.2.1解调框图

QPSK信号是两个正交的2PSK信号的合成,所以可仿照2PSK信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A和B两个分量,然后还原成串行二进制数字信号,即可完成。原理图如图4-4所示。

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输入

相乘 低通 抽判 串/并变换 载波 提取 定时提取 并/串 变换 相乘 低通 抽判 图4-4 QPSK相干解调框图

4.2.2 QPSK解调原理分析

QPSK接收机由一对共输入地相关器组成。这两个相关器分别提供本地产生地相干参考信号?1（t）和?2（t）。相关器接收信号x（t），相关器输出地x1和x2被用来与门限值0进行比较。如果x1>0,则判决同相信道地输出为符号1；如果x1<0 ,则判决同相信道的输出为符号0。；类似地。如果正交通道也是如此判决输出。最后同相信道和正交信道输出这两个二进制数据序列被复加器合并，重新得到原始的二进制序列。在AWGN信道中，判决结果具有最小的负号差错概率。

五、QPSK调制与解调的软件实现

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5.1 SIMULINK功能介绍

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

5.2 SIMULINK特点

⑴ 丰富的可扩充的预定义模块库

⑵ 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图； ⑶ 以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理；

⑷ 通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码；

⑸ 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成；

⑹ 使用Embedded MATLAB? 模块在Simulink和嵌入式系

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统执行中调用MATLAB算法；

⑺ 使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型；

⑻ 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为；

⑼ 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据；

⑽ 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型

中的错误。

5.3 Simulink常用模块库

Simulink有几个常用的模块： 5.3.1 信宿（Sinks)模块库

Display显示输入的值；Output创建子系统的输出端口或外部输出端口；Scope、Float Scope显示仿真时产生的信号；StopSimulation表示停止仿真；Terminator将未使用的输出端作为终端来避免告警；XY Graph显示XY坐标图。 5.3.2 信源（Sources)模块库

包括产生各种信号的模块。Band－Limited White Noise为连续系统引入白噪声；Chirp Signal产生一个扫频信号；Clock产生和显示仿真时间；Constant产生一个常量值； Ground表示接地等。

5.3.3 连续（Continuous)模块库

包括线性函数模型。包括有微分单元(Derivative)、积分单

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元(Integrator)、线性状态空间系统单元(State－Space)、线性传递函数单元(Transfer Fen)、延时单元(Transport Delay)、可变传输延时单元(Variable Transport Delay)、指定零极点输入函数单元(Zero－Pole)。 5.3.4 数学操作模块库

包含常用的数学函数模块。包括输入信号绝对值单元(Abs)等。

5.3.5 通信模块库

信源(Comm Sources)：产生需要的随机或伪随机信号，或者是文件或模拟压控振荡器(VCO)的非随机信号。

Bernoulli Random Binary Generator模块：产生由伯努利分布得到的二进制随机数。

Binary Vector Noise Generator模块：产生二进制随机向量。

Random－Integer Generator模块：产生一个在一定范围内的随机整数。

Poission Int Generator模块：产生洎松分布所需的随机整数。

PN Sequence Generator模块：产生伪随机序列。 Gaussian Noise Generator模块：产生离散高斯白噪声。 Rayleigh Noise Generator模块：产生瑞利分布的噪声。 Uniform Noise Generator模块：产生一个在特定条件下的均匀噪声。

Voltage-Controlled Oscillator模块：实现压控振荡器。 信宿(Comm Sinks)：此库中提供了信宿和显示的模块，以使

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