华北科技学院课程设计
目录
一、课程设计要求、内容及研究目的及意义 ................................................. 3
1.1课程设计要求 ...................................................................................... 3 1.2课程设计内容 ....................................................................................... 3 1.3 研究目的及意义 ................................................................................. 3 二、 数字通信技术简介 ................................................................................... 4
2.1 引言 ...................................................................................................... 4 2.2 概念及其基本组成部分 ..................................................................... 4 2.3 数字通信的特点 ................................................................................. 6 三、正交相移键控(QPSK)系统及?4QDPSK概述 ....................................... 7
3.1 QPSK概述 ............................................................................................ 7 3.2 ?4QDPSK概述 ............................................................................. 8 四、 QPSK的调制及解调原理 .......................................................................... 8 4.1 QPSK的调制 ........................................................................................ 8
4.1.1 相乘法 ..................................................................................... 8 4.1.2 选择法 ..................................................................................... 9 4.1.3 QPSK的产生发案 .................................................................... 9 4.2 QPSK的解调 ...................................................................................... 11
4.2.1解调框图 ................................................................................ 11 4.2.2 QPSK解调原理分析 .............................................................. 12
五、QPSK调制与解调的软件实现 .................................................................. 12
5.1 SIMULINK功能介绍 .......................................................................... 13 5.2 SIMULINK特点 .................................................................................. 13 5.3 Simulink常用模块库 .................................................................. 14 5.4 QPSK调制与解调的Simulink仿真实现 ........................................ 16
5.4.1仿真实现原理图 .................................................................... 16 5.4.2 QPSK调制解调过程主要组件的功能 .................................. 17 5.5 QPSK调制解调仿真过程及其波形图 .............................................. 19
5.5.1 QPSK调制过程及其波形图 .................................................. 19 5.5.2 QPSK解调过程及其波形图 .................................................. 23
六、创建Simulink子系统及其封装 ............................................................. 27
6.1创建子系统方法 ................................................................................ 28
6.1.1通过子系统模块创建子系统 ................................................ 28 6.1.2 通过压缩已有的模块建立子系统 ....................................... 28
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6.2 QPSK调制解调模块的子系统 .......................................................... 29 6.3 子系统的封装 ................................................................................... 30 七、 结 论 ..................................................................................................... 30 八、收获及体会 ............................................................................................... 31 九、参考文献 ................................................................................................... 33
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一、课程设计要求、内容及研究目的及意义
1.1课程设计要求
⑴ QPSK（含?4QDPSK）系统的仿真与实现。 ⑵ 查阅文献资料，掌握QPSK调制与解调的原理。
⑶ 对QPSK系统进行实现及仿真，并对仿真的结果进行分析与对比。
1.2课程设计内容
本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型，通过对仿真模型的运行，得到信号在QPSK调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式，可以大大提高设计的灵活性，节约设计时间，提高设计效率，从而缩小硬件电路设计的工作量，缩短开发周期。本文研究的主要内容：
（1）研究QPSK的调制原理和解调原理； （2）分析QPSK的调制解调过程；
（3）利用SUMULINK设计QPSK调制和解调仿真模型 （4）对于?4QDPSK的调制与解调原理在此只做原理性说明，不用软件来进行仿真与实现。
1.3 研究目的及意义
QPSK调制系统目前正广泛地应用在无线通信领域，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。使用SUMLINK对QPSK调制、解调进行模拟。具体解决了二进制信息在QPSK调制过程中的串-并变换，解调过程中对已调信号
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的滤波、抽样判决、并-串变换一系列问题。
通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。在此通过QPSK调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析。
二、数字通信技术简介
2.1 引言
数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
模拟信号数字化有多种方法,最基本的是脉码调制(PCM)、差值编码(DPCM)、自适应差值编码(ADPCM)以及各种类型的增量调制。
数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。它抗干扰能力强,通信质量不受距离的影响,能适应各种通信业务的要求,便于采用大规模集成电路,便于实现保密通信和计算机管理。不足之处是占用的信道频带较宽。
20 世纪90 年代,数字通信向超高速大容量长距离方向发展,高效编码技术日益成熟,语声编码已走向实用化,新的数字化智能终端将进一步发展。
2.2 概念及其基本组成部分
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数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号
对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
图2-1显示了一个数字通信系统的功能性框图和基本组成部分，信源输出的可以是模拟信号，如音频或视频信号，在数字通信中，由信源产生的信息变换成二进制数字序列。理论上，应当用尽可能少的二进制数字表示信源输出（消息）。换句话说，我们要寻求一种信源输出的有效表示方法，使其很少产生或不产生冗余。将模拟或数字信源的输出有效地变成二进制序列的处理过程成为信源编码或信源码。
信源编 信道编 信道和输 码器 码器 入变换器 输出变换信道译 输出 信源译 器 码器 信号 码器 图2-1 数字通信系统基本组成部分
数字调 制器 信道 数字解 调器 由信源编码器输出的二进制序列成为信息序列，它被传送到信道编码器。信道编码器的目的是在二进制信息序列中以受控的方式引入一些冗余，以便于在接收机中来克服信号在信道中传输所受的噪声和干扰的影响。因此，所增加的冗余是用来提高接收数据的可靠性以及改善接收信号的逼真度。事实上，信息序列中
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