文档介绍：基于MATLAB的QPSK与BPSK信号性能比较仿真

同济大学电信学院
目录
第一章概述 2
第二章 QPSK通信系统原理与仿真 2
QPSK系统框图介绍 2
QPSK信号的调制原理 3
QPSK信号产生方法 3
QPSK星座图 4
QPSK解调原理及误码率分析 4
QPSK解调方法 4
QPSK系统误码率 5
QPSK信号在AWGN信道下仿真 5
第三章 BPSK通信系统原理与仿真 6
BPSK信号的调制原理 6
BPSK解调原理及误码率分析 7
第四章 QPSK与BPSK性能比较 8
QPSK与BPSK在多信道下比较仿真 8
纵向比较分析 8
横向比较分析 10
仿真结果分析 10
误码率分析 10
频带利用率比较 10
附录 11
代码1 11
代码2 11
代码3 14
代码4 16
概述
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。它以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接人、移动通信及有线电视系统之中。
BPSK是英文Binary Phase Shift Keying的缩略语简称,意为二相相移键控,是利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。它使用了基准的正弦波和相位反转的波浪,使一方为0,另一方为1,从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。
本文所研究的QPSK系统与二进制的BPSK系统相比,具有以下特点:
在传码率相同的情况下,四进制数字调制系统的信息速率是二进制系统的2倍。
在相同信息速率条件下,四进制数字调制系统的传码率是二进制系统的1/4倍,这一特点使得四进制码元宽度是二进制码元宽度的2倍,码元宽度的加大,可增加每个码元的能量,也可减小码间串扰的影响。
由于四进制码元速率比二进制的降低,所需信道带宽减小。
在接收系统输入信噪比相同的条件下,四进制数字调制系统的误码率要高于二进制系统。
四进制数字调制系统较二进制系统复杂,常在信息速率要求较高的场合。
基于以上优点,在数字信号的调制方式中QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性,在电路上实现也较为简单,因而被WCDMA和CDMA2000等第三代移动通信系统采用。
QPSK通信系统原理与仿真
QPSK系统框图介绍
,发送方,QPSK数据源采用随机生成,信源编码采用差分编码,编码后的信号经QPSK调制器,经由发送滤波器进入传输信道。
接收方,信号首先经过相位旋转,再经匹配滤波器解调,经阈值比较得到未解码的接收信号,差分译码后得到接收信号,与信源发送信号相比较,由此得到系统误码率,同时计算系统误码率的理论值,将系统值与理论值进行比较。
对于信道,这里选取的是加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise)以及多径
Rayleigh衰落信道(Multipath Rayleigh Fading Channel)。
QPSK数据源
差分编码器
QPSK调制器
发送滤波器
衰减
相位旋转
相位同步
积分与清除
符号同步器
阈值比较
差分译码器
计算BER
噪声
QPSK系统框图
在实验中,选用的是差分码。
差分码又称为相对码,在差分码中利用电平跳变来分别表示1或0,分为传号差分码和空号差分码。
传号差分码:当输入数据为“1”时,编码波型相对于前一码电平产生跳变;输入为“0”时,波型不产生跳变。
空号差分码:当输入数据为“0”时,编码波型相对于前一码电平产生跳变;输入为“1”时,波型不产生跳变。
QPSK信号的调制原理
QPSK信号产生方法
,输入的二进制序列经过一个串/并转换器后分为两路二进制序列,这里假设两路序列为a,b,并通过平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制,。
QPSK信号每个码元含有2比特的信息,。两个比特有4种组合,即00、01、10和11。它们和相位之间的关系通常都按格雷码的规律安排,如表2-1所示。
信号矢量
QPSK星座图
在本次系统仿真中使用仿真代码产生QPS