基于MATLAB中的M文件实现QPSK及QDPSK的调制.pdf

2009 年4 月 湘南学院学报 Apr. ，2009 第30 卷第2 期 Journal of Xiangnan University Vol.30 No.2 基于MATLAB 中的M 文件实现 QPSK 及QDPSK 的调制 李 玮, 谢月新, 戴 勤 (湘南学院物理与电子信息工程系, 湖南郴州 423000) 摘 要：研究了目前通信领域中广泛采用的QPSK 及QDPSK 调制，并利用Matlab 这一强大的软件，通过M 函数的编 写，进行软件仿真，得出了相应的波形与频谱.该结果可以弥补硬件设备中由于干扰引起的误差，且较之以往采用的 imulink 工具箱进行的同类处理，具有参数设置少、修改方便灵活、函数易于保存，方便其他程序调用、操作更为快捷直 观等优点. 关键词：QPSK；QDPSK；调制；matlab ；m 文件 中图分类号：TN911.72 文献标识码：B 文章编号：1672-8173(2009)02-0041-04 引 言 MATLAB 作为一种功能强大的数据分析和工程计算高级语言，已被广泛应用于现代科学技术研究和工程 设计的各个领域.其信号处理工具箱可以解决通信中信号变换、调制解调、滤波、频谱估计、线性系统分析等多 项功能，并且能够通过图形用户界面显示结果.MATLAB 包括许多标准函数，每个函数都由完成某一特定功能 的代码组成，同时，MATLAB 也允许用户自行编写所需的函数，其扩展名为.m，称为M 文件与M 函数.通过流 程控制和函数语句来实现特定功能，并可利用图形显示结果.QPSK/QDPSK 调制是目前无线通信中非常重要的 一种调制方式，具有较高的频谱利用率和强抗干扰性，通过matlab 软件的仿真可以弥补硬件设备中由于干扰 引起的误差，并且能够快速有效的对信号进行处理.使用Matlab 软件对该过程进行仿真有很多方式，以前主要 采用的是simulink 工具箱进行处理，出现的问题是较多的参数设置和修改的不方便，本文采用m 函数来实现， 能够随时根据需要修改参数，所生成的M 文件可以在系统的全局仿真中直接调用，且在matlab 编辑窗口中就 能够直接进行，操作更为快捷直观. 1 QPSK 与QDPSK 的调制 1.1 QPSK 信号调制原理 QPSK 是四相相移键控信号，又称正交相移键控，是一种数字调制方式.它分为绝对相移和相对相移两种， QPSK 表示绝对相移监控，用QDPSK 表示相对相移键控.QPSK 信号的时域表达式为 y(t)=I(t)*cos(ω t)-Q(t)sin(ω t) ， c c 其中I(t)和Q(t)为双极性二电平信号，故QPSK 信号可看做由两个正交2PSK 信号相加而成，并可用图 1 所示正交调制器产生. 收稿日期：2008- 12- 11 作者简介：李 玮（1981- ），女，汉族，湖南郴州人，湘南学院物理与电子信息工程系助教,研究方向:通信工程. - 41 - QPSK 信号的四种相位信息可用两种方式表示，A 方式及B 方式，其矢量图如图2 所示.在A 方式中00 表示0 相位，B 方式中00 表示 /4 相位，以此类推.QPSK 信号具有与BPSK 信号相同的抗噪性能，而其频带利 用率为BPSK 的两倍，所以常在信道频带受限的通信系统中使用. 图1 QPSK 调制原理图 图2 QPSK 相位矢量图 1.2 QDPSK 信号调制原理 QDPSK 信号即4 进制相对调相信号，其原理与QPSK 信号基本相同，但是它用前后相位差来表示码元. QPSK 信号不适宜在非线性信道中传输，原因是矩形基带信号对应的理想QPSK 信号的包络恒定，但相位变化 不连续.双比特码元之间最大相位跳变为 180°，这种包络恒定的QPSK 信号旁瓣大，且衰减较慢.为了提高信 号的频带利用