一种多进制调相的相位调制解调模块

一种多进制调相的相位调制解调模块

1移动通信系统的配置近年来，软件无线电作为解决通信系统兼容性问题的重要方法，引起了各方的关注。它的中心思想是在通用的硬件平台上,用软件来实现各种功能,包括调制解调类型、数据格式、通信协议等。通过软件的增加、修改或升级就可以实现新的功能,充分体现了体制的灵活性、可扩展性等。其中高性能、高频谱效率的调制解调模块是移动通信系统的关键技术,它的软件化也是实现软件无线电的重要环节。(1)在相同码元传输速率下,多进制调相的信息传输速率显然比二进制调相的高,比如,四进制调相的信息传输的速率是二进制调相的两倍。(2)在相同的信息速率下,由于多进制码元的速率比二进制的低,因而多进制信号码元的持续时间要比二进制的长。显然增大码元宽度,就会增加码元的能量,并能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等,正是基于这些特点,使多进制移相键控方式获得了广泛的应用。2qpsk信号的编码数字相位调制PSK是角度调制、恒定幅度数字调制的一种方式,通过改变发送波的相位来实现,除了其输入信号是数字信号以及输出的相位受限制以外,PSK与传统的相位调制相似。QPSK信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态,每个载波相位携带2个二进制符号,其信号表示式为:Ts为四进制符号间隔,{θi;i=1,2,3,4}为正弦载波的相位,有4种可能的状态。若则θi为此初始相位为0的QPSK信号的矢量图如图1(a)。若则θi为此初始相位4为π/4的QP4SK信4号的矢量图如图1(b)。QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。因此,对于输入的二进制数字序列应该先进行分组,将每两个比特编为一组;然后用四种不同的载波相位去表征它们。例如,若输入二进制数字信息序列为10110100,则可将它们分成10,11,01,00,然后用四种不同的相位来分别表示它们。由于每一种载波相位代表2个比特信息,故每个四进制码元又被称为双比特码元。3qpsk调制的误码率性能仿真MATLAB是一套功能强大的工程技术数值运算和系统仿真软件,它具有数值运算和系统仿真软件,它具有数值分析、矩阵运算、数字信号处理、仿真建模、系统控制和优化等功能。Simulink是MATLAB提供的一种可视化仿真模型库,它使用户能够以模块化设计的方式完成系统的建模和仿真,并根据仿真结果分析系统性能,从中分离出影响系统性能的关键因素,找出最优的系统配置方案。本文利用Matlab软件及内嵌的Simulink仿真工具设计出一个QPSK仿真模型,以衡量QPSK在高斯白噪声信道中的性能。QPSK调制解调的仿真模型如图2所示。在这个仿真模型中,贝努利二进制序列发生器(BernoulliBinaryGenerator)产生一个二进制向量,向量的长度等于2,分别代表QPSK调制器的两个输入信号。QPSK基带调制解调器(QPSKModulatorBaseband)对输入信号实施QPSK调制,产生复数形式的基带调制信号。QPSK调制器产生的调制信号首先经过一个加性高斯白噪声信道(AWGNchannel)然后进入QPSK解调器模块(QPSKDemodulatorBaseband)进行解调。仿真过程中,通过改变调制信号经过信道之后的信噪比的数值,而得到相应的误码率,并且根据这两者的关系绘制出QPSK调制的误码率曲线。如图3所示。从图3可以看出,随着调制信号经过信道之后的信噪比数值的增加,QPSK信号的误码率性能得到了改善。对应于每一个输入信号,QPSK基带调制器产生的输出信号的抽样点的个数不同,也会影响QPSK调制的误码率性能。为了分析QPSK基带调制器产生的输出信号的抽样点的个数对QPSK调制的误码率性能的影响,在实验中,分别针对不同的QPSK调制器和解调器的信号采样数,进行了QPSK调制的误码率性能仿真。仿真结果如图4所示。图4中共有四条曲线,分别表示当QPSK调制器和解调器的信号采样数即SamplesperSymbol等于1、2、3、4时QPSK信号的误码率性能。从图中可以看到,SamplesperSymbol参数的设置在很大程度上影响着QPSK信号的解调性能。例如,当信噪比等于5分贝时,如果SamplesperSymbol等于1,QPSK调制信号的误码率大约等于7.5%,如果SamplesperSymbol等于4,这时候误码率大约只有0.04%。4qpsk调制技术随着通信事业的发展,通信系统的设计也会越来越复杂,通过计算机的仿真,可以大大地降低通信过程实验成本。本文设计出一个QPSK仿真模型,以衡量QPSK在高斯白噪声信道中的性能,通过仿真,可以更好地了解QPSK系统的工作原理,而且为硬件的研制提供一定的参考作用。四相移键控(QPSK)调制技术广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入与移动通信