QPSK的瑞利衰落.ppt

1、*2011-11-17,QPSK的瑞利衰落,a,2,内 容,QPSK的调制原理 QPSK的解调原理 瑞利衰落信道 MATLAB仿真,a,3,QPSK的调制原理,QPSK又叫四相绝对相移调制，QPSK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。我们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1所示，矢量关系如图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

2、取值，在A方式中：45、135、225、315，则数据通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值；B方式中：0、90、180、270，则数据通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值1、0。,a,4,QPSK的调制原理,表1 双比特码元与载波相位关系,图1 QPSK信号的矢量图,a,5,QPSK的调制原理,QPSK的产生可采用相位选择法或正交调制法。相位选择法的方框图如图2所示。图2中, 输入的二进制信息序列经串/并变换后去控制逻辑选相电路的相位输出。由图2可看出，系统工作在A方式。,图2相位选择法产生QPSK信号的方框图,a,6,QPSK的调制原理,正交调制法产生QPSK信号的方框图如图3所示。,从

3、图可看出，它由两路正交的2PSK调相电路组合而成。二进制信息序列经串/并变换后，分为A、B两路，每路的码元速率是输入数据速率的一半。为了实现调相，加到乘法器的调制信号必须是双极性的，因此A、B两路都接入了单/双极性变换器。图3中给出了输出信号的矢量图。由图可看出，系统工作在B方式。,图3正交调制法产生QPSK信号的方框图,a,7,QPSK的解调原理,QPSK信号的相干正交解调方框图如下。因为QPSK信号是两个正交的2PSK信号合成的，因此，可仿照2PSK相干检测法，在同相路和正交路中分别设置两个相关器，即用两个相互正交的相干信号分别对两个二相信号进行相干解调，得到I(t)和Q(t)，再经电平判

4、决和并/串变换后即可恢复原始数字信息。此法也称为极性比较法。,图4QPSK信号的相干解调方框图,a,8,瑞利衰落信道,瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。 瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。 注意：信道的瑞利衰落仅影响信号的幅度，而不影响信号的相位！,a,9,MATLAB仿真,瑞利衰落仿真模型用来仿真由QPSK调制的信号经过多路瑞利衰落

5、的效果，该模型结构如图5所示。,图5QPSK瑞利衰落仿真模型,a,10,MATLAB仿真,内容： 1.构建一个理想信道基本QPSK仿真系统,仿真结果有 a.基带输入波形 b.QPSK信号及频谱 c.解调输出 2.构建一个在AWGN（高斯白噪声）信道条件下的QPSK仿真系统，仿真结果有 a.QPSK信号及频谱 b.QPSK信号星座图 c.高斯白噪声波形 3.构建一个先经过Rayleigh，再通过AWGN信道条件下的条件下的QPSK仿真系统，仿真结果有 a.QPSK信号及其功率谱 b.通过瑞利衰落信道之前和之后的信号星座图，前后进行比较 c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪声条件下的误码性能曲线,a,11,MATLAB仿真,仿真结果及分析：,一、理想信道下的仿真，实验结果如图所示：,结果分析： 如图上结果显示，完成了QPSK信号在理想信道上的调制，传输，解调的过程，并且可以看出调制解调的结果没有误码。,a,12,MATLAB仿真,仿真结果及分析：,二、高斯信道下的仿真，实验结果如图所示：,结果分析： 在高斯噪声的影响下，调制信号的波形发生了明显的变化，功率频谱相对于前图中的调制信号的频谱发生了变化。星座图反映可接收信号早高斯噪声的影响下发生了误码，但是大部分还是保持了原来的特性。,a,13,MATLAB仿真,仿真结果及分析：,三、高斯信道下的仿先通过瑞利衰落信道再通过高