qpsk完整链路仿真报告

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1、第1章绪论1.1数字调制技术背景调制技术最初的发展是从模拟信号的调制解调技术开始的，随着数字通信技术的快速发展，数字调制技术也得到了相应的发展以及广泛的应用。数字调制信号又可称为键控信号，载波包含3个变量：频率、相位和振幅，而且二进制信号的状态只包含高、低电平两个逻辑量，所以，在调制的过程中，可以采用键控的方法，通过基带信号对载频信号的3个变量进行调制。由于所处理基带信号进制的不同，调制具体可分为二进制和多进制。多进制数字已调信号的被调参数的取值有多种可能性，因此，多进制数字调制有很多优点：多进制系统的信息传输速率在相同的码元传输速率下比二进制系统高，比如，四进制系

2、统的信息传输速率是二进制系统的两倍;多进制系统的码元传输速率在相同的信息传输速率下比二进制系统低，所以，多进制信号码元的持续时间要比二进制长。显然增大码元宽度，会增加码元的能量，并且能减小码间干扰的影响等。基于上述的优点，多进制调制方式可广泛应用于数字卫星广播、数字通信和数字视频广播等领域。1.2QPSK发展应用数字调制技术的出现使得在有限的带宽内传输高速数据已成为可能，并且与过去的模拟调制相比有更高的可靠性和抗干扰性。数字调制主要包括频移键控、相移键控、正交幅度调制、正交相移键控以及由这些技术派生出来的调制方式。目前QPSK调制的实现主要是利用数字电路和专用芯片来

3、完成，通常利用可编程数字电路对基带信号进行码元变换，成形滤波等处理后得到同相分量和正交分量，然后将两路信号分量经过数模转换获得模拟信号送入一个正交相乘器与中频载波调制得到中频QPSK调制信号。该方法适合高码率数字信号的传输，但系统的开放性和灵活性较差。第2章格雷码2.1格雷码在一组数的编码中，若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同，则称这种编码为格雷码。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式。它在相邻位间转换时，只有一位产生变化，大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。由于这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，因而在传输时相邻两个状态，格雷码仅

4、有一位数字不同，这样与其它编码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，即可减少出错的可能性。常见的格雷码：表1常见的格雷码映射十进制数01234567二进制数00011011100101110111格雷码0000010110101101111011002.2映射QPSK仿真时，采用0映射为1，1映射为-1，或将[0123]映射为[0132]。如表2:表2QPSK映射映射前映射后格雷码二进制十进制二进制十进制000000011011102113113102映射后星座图如下：图2-1格雷码映射星座图2.3解映射QPSK仿真中，解映射时，可以根据星座图的相位进行判决，例如当

5、接收点在星座图的第一象限即相位0时，判决为1+j，判决后I路为1，Q路为1，如表3：表3根据相位进行接收信号判决相位判决后I路判决后Q路11010010也可以根据接收到的幅值的正负进行判决（仅QPSK，BPSK），当幅值大于0时，判决为1，小于0时，判决为0。第3章高斯白噪声信道3.1SNR与Eb/N0SNR为接收信噪比，即SNR=信号功率/噪声功率。Eb/N0是指一个比特的信号平均能量与白噪声的功率谱密度之比。SNR与Eb/N0的关系为：其中为每比特能量，等于能量信号S与每比特持续时间的乘积，是噪声功率谱密度，等于噪声功率N与带宽W之比，又因为每比特持续时间与比特

6、速率互为倒数，可用1/代替以b/s为单位的数据速率是数字通信中最常用的指标之一，为强调是S/N的归一化带宽和比特率形式，也可将上式写作：因为所以上式可以改写为将单位转换成dB则有图3-1QPSK信号经过高斯白噪声信道前后波形对比第4章功率归一化功率归一化就是将功率（能量）进行归一化处理。添加功率归一化因子，目的在于使得不同调制方式都能够取得相同的平均功率。实际上，归一化是为了方便系统性能的比较，所以就要分清比较的模块是什么。比如，信道编码的增益问题，无论有无信道编码，比特能量是一样的，所以比较要以Eb/N0为基准，而不是以进入信道前的符号能量Es/N0为基准。再比如

7、，在比较空时码系统和单天线系统中，还是以进入时空码编码前信号能量为基准，那么发送时的总能量一致，即时空码系统中各天线发射功率总和应和单天线系统发射功率相同。一般而言，归一化都在发射端处理。使用QAM时，星座图映射时需找出刻度因子，将能量归一化到1。现考虑16QAM情况，取值为{±1±j，±1±3j，±3±1j，±3±3j}。从16QAM星座图可看出图4-116QAM映射星座图1)星座点数量和类型在四个象限相同，因此可在一个象限计算平均能量，即用4个点计算平均功率替代16个点的计算。2) 实部和虚部采用相同的符号，因此能量的实部和虚部分量相同。3)对每个象限，每个