SIMULINK的QPSK传输系统仿真

1、设计内容用matlab的.m文件或simulink设计一个QPSK调制解调传输系统。包括01码的 产 生，NRZ编码，串并变换，QPSK调制解调，高斯信道，低通滤波器，判决器，并串变 换。QPSK系统描述QPSK信号的产生与得到可以分为调制和解调两个部分。QPSK信号的产生方法有两种：第一种是用相乘电路，第二种是选择法。这里我们采用第一种方法产生QPSK信号，输入的基带信号被“串/并变换电路变成两路码元 a和b,再分别和正交载波相乘。a(0). a(l)和b(0)、b(1)码元分别表示二进制“0”、“ 1”，这两路信号在相加电路中相加后得到输出矢s(t)o量QPSK的解调原理，由于QPSK信号

2、可以看作是两个正交2PSK信号的叠加，所以用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK信号。相干解调后的并行码元a和b,经过并/串变换后，成为串行数据输出。QPSK的基本传输模型如下图所示：T信道c(wn(t)图1 QPSK信号传输模型系统分析与设计1、QPSK调制原理 在QPSK调制中，QPSK信号可以看作两个载波正交的2PSK调制器构成。串/并转变器将输入的二进制序列分为速率减半的两个双极性序列，然后分别对 sin( ct)和cos( ct)调制,相加后得到QPSK调制信号。QPSK同相支路和正交支路可分别采用相干解调方式解调，得到l(t)和Q(t)。经抽 样判决和并/

3、串转换器，将上、下支路得到的并行数据恢复成串行数据。QPSK调制框图如图2所示。图2 QPSK调制框图2、QP贸解调原理在QPSK解调中，正交支路和同相支路分别设置两个相关器(或匹配滤波器) 得到l(t)和Q(t),经电平判决和并/串变换后即可恢复原始信息。图3 QPSK相干解调框图从发射机发射的已调信号经过传输媒介传播到接收端，接收机接收到的已调信号Sqp sKt)=l (t)cos( ct)+Q(t) si n( ct)l(t)、Q(t)分别为同相和正交支路，c为载波频率，那么相干解调后，同相支路相 乘可得：Ii(t)=SQ PSKt) COS( ct)=1 (t) cos( ct)+Q(

4、t) sin( ct) cos( ct)=1 (t) cos ct)畀呼1(1)1*讽(2町Ti -十一2正交支路相乘可得:Qq(t)=S3 PsKt) si n( ct)=1 (t) cos( ct)+Q(t) sin( ct) sin( ct) ct)* cos( ct)+ Q(t) sir2( ct)=l(t) sir ( Q ztQ匚町 qc)2十丁经低通滤波器可得：Ii(t)罟 Qa(t)=?四各功能模块主要界面1、信源的产生在搭建QPSK调制解调系统中直接使用贝努力信号发生器产生01比特序列，每两比特代表一个符号。伯努利随机生成二进制Gererator模块使用伯努利分布的二进制数字

5、。产生参数为P的伯努利分布。伯努利分布均值为1 -P,方差为P（1 -P）o 一个零概率参数指定P,可以是任何0和1之间的实数。Bvno-ulllBinwyB*nfrulli 副 Ft#币Gensrstoil图 4 BernoulliBinaryGen erator* Source Block Para meters: Bernoulli Bin. HBerno I 1 Hi Ei nary GeixexatorGenerat e a Bernoulli random, hinary niunber. To generate a vectoi output, specify the proba

6、bility as a vector.ParametersProbability orf a sero: | 0. EInitial se&d, : 61Sajiiple tine： | 0. 0 1Fraile-based oiitputEInt erpret v&ct or paraiiet ers as 1-LOut put data type: double2、串/并转换器图 5 Bernoulli Binary Generator模块参数设置Unipa-lv ta 日g V 4CcnvwefUnipolar taSi polar ConvenerSelectRD擀1Multi por

7、tBufferSehector图6串并转换器此模块组是实现将一路串信号按照奇数位输出,按照偶数位输出另一路信号，即所谓的串/并转换器。Function Block Pdrameters； BufferEufferConrrrt JcaLar siiDlca to a fraic autput st a lover You car al jo convert a fr amt Io Jk lailcr or lar(cr jlicnp+i (mnl ovnrlrr- Pin nol-ml atifln ntdnl njj rg fhr rnh, rfffiT-_dnl nrF 空ixet STS

8、QiTjtfMJt buffer 5ir Ipwr i haw)： laEjfCec overlap：foImtzal cmlLtrors：foIre art JlxL ar_d mi l neLTt =d *smpIe-basTd cimEilE as: W rkamicls (IJlQE chz LCC Till b= rcrwv=d =匕 rclc ic notcrl ; J如 I Snr IT 1 Help 沁 H图7 Buffer模块参数设置HFunction Block PdrameLers； BufferEufferConrrrt JcaLar siiDlca to a frai

9、c autput st a lover You car al jo convert a fr amt Io a. lailcr or lar(cr jlic g+k n7*i(mnl ovrirlTi- Fftr nol-ml ntirtn nf sdCc dnl njj rg fbr rnh1 rfffiT-_dnl nr -fnnri-iim.QiTitpiJt buffer siifl Ipwr chaw ：1EufCec overlap：faImtjal cmlLtLOES：Ire art JlxL ar_d mi l neLTt =d opIe-basTd EIRIECE as: j

10、 irhamcis GthQE ch LF c ilj b= r 亡rwv=d二:匕 reZ_e) c十仙 1 SnreI EMp hJU IMlFunction Block P d fame tert； BufferEufferConrrrt JceiLar sitplcj to a fraic output art a lover i:kce You car convert & framt to Jk KiLici or lar (cr jljc iri+k nc iminl ounrlrr- I】“廿fltifin nf am- c dnl eau fbr rnh1 rff ny0f T

11、jtfMJt buffer 5irn Ipwr)：IsE jfCec OTerlafi:faInitial cinlLti-orLS：|o1 re art JlxL ar. d -Jii l r LCLTl = d SSJB le-b as - d ciiiialE as： 1 chmiicls (IJlQE chzicc Til J bT rcruovTd - s=c rclcicc notcl1 SnrcEMp图9 Multiport Selector模块参数设置3、正弦相干载波发生器M -PradLtSiSiri Wival图10正弦相干载波发生器PazrauLslers图11 Si n

12、e Wave模块参数设置Tile (t)! |JiP 电 sinula+ion tL*e4、 QPSKAmplitudR：调制部Ei 1；: 厂 friqueiicy (tad*sec)：I, 5a0*2-*piFhaae (rad)：piTsCuplc tiwe;11/10000P Tntnrrrel- cr rsrwAtsrs as 1-DI十1 gd I 3p 1图 12 SimuliQK I Canuel | Help如plyQPSK调制部分5、AWGN信道部分AWGtrAWGMcit 日 nn*l图13 Simuli nk AWGN信道部分Function Block Paramet

13、ers: AWGN hannelAWG-N Chamnel (mask) (link)Add. vhite Gaussian noise to the input Eignal. The input signal can be real or cojiLplez. This block supports multichannel processingsThen using sitker of the varianct Jikodes with complex inputSj the variance valuss ire equally divided anong the real and i

14、jnaginary components of the input signaLParanet&rsInput process mg ：Initial seed：67Mode： Variance from maskVariance：0. 01图14 AWGN模块参数设置6、QPSK解调部分a FFTnpeSfLiEScopezSpednim &Dope5Sample andlFDA T Mltariim图15 QP SK解调部分解调部分参数设置如下:File Edit dyira TflLycti View口法R与&l压时乂 1亡E芒兽B lSHohh秤I Current FIHET Inrr

15、rntioTStructbm：Stcblc-SJOurct:Cred-Form f Ift 12?VcaLJHICrM5EQt nfr-.1骷 pnntE TVpe L i：WMC，RaridpaaaJ BflrWcpL _ DirfcTci- Ijat1 b-r XsB Hu fl 限 Bbher&rtiiPu (04F HdtlBlcic Parameters： Diqit ji Filter DesiqnlW ndciw HdpUicrrtude Rciperse :cBl越加gernu - S3L Firer 0T-dcr.0 Specify order hn phoriMraster

16、 tCorstsTifl一PUlH Sfentratoffl. 3 0. i CS ft r 13. &0Morwi i zMhrK-L*fcv rqartrrpteji Fnaque-cy SpeciicaljensP LisgntJ Ja SpecrticfiUaUM*. lA33M：AlIDp： Ao刊如3 .OE图16 Digital Filter Design模块参数设置1 FF FquirlMJleSource Block P aura meters: P uhe GEn eratorTime-based is reccnujiended for use with a variab

17、le st ep | | solvevhile Sample-based is fixed recgmiiendecl ol use 町；Hzh a step solver 9.X VFithiri a using a discrete portion of 用 九 ode； variable step solver.ParanetersPulse type:Time Ct): 心& si 耐 ti 时Amp lit ude:Period (number of samples)：Pulse wid+h (nuikber of saniples);Phase delay (nuiiLber of

18、 Earpies)：fa口 1 住 time：Q. 011/ Interpre-t vector parameters as 1DQK I gcj I 肛 IpP ulseGen erator图17M Function Block Pmeters. : Sample and HoldlSample aid Hold (mask) (linlr)参数设Sample arxd hold -the mput signaL 16 Latch (buffer) input is selected, then this block produces Ihe value of the itiimt froj

19、ft the previous time si ep.ParametersTrigger -type： lUBWBffiInitial condition:Latch (buffer) input图18 Sample and Hold模块参数设置Fun ction Block Pmeters: SwitchSwitch图20 Simulink总连线图Pass -through input 1 when input pasy thraush input 3* The inputs right). The input 1 pass-through2 sat isties the selected

20、criterion; othernfise, are nujubered top to l010111 or left to criteria are input greater than or equal Jgreat er iharij or not squal to the -threshold. The first and third itput ports are data ports and the second iriput port is the contro 1 port.Hain I Signal Altribut &s各 p游 i 握 fiiTEt inputThresh

21、old;P Enable leio-crossing detectionSaiple time (-1 for inherited)：-1Apply郎 I Caned 1 Help图19 Switch参数设置7、QP SK专输系统总图五Simulink仿真结果图1、Bernoulli Bin ary Gen erator 信源发送的波形图D2吟 pjSJp me IS B s 光图20输入A (t)数字信号序列2、对于基带数字信号有串并电路分别为Ai(t),AQ(t)两个并行序列D_UamLnjLnjimLTLnrLrjrmnnnrLJLnrLrLoinriLT，LJ uoijtonnAfIn

22、 nnnnnri-Fiji-n - -nT-n nnn-n -n- rLTjun_M_jiruLnnj_j_iHnjmsrwttr Kt图22 A(t)经过串并转换、双极性变换的序列Ai(t),AQ(t)IS3、相干载波的波形M a T 3 ； & S S图23 0相位的正弦载波信号sin( Ct) ,n相位正弦载波信号-cos ( Ct)4、经过双极性转换的一路信号与相位为0的正弦载波相乘，另一路与相位为n的正弦载波相乘，相乘后的波形如图。f 1国尸/门* d -图24 Ai (t)经载波相干后的信号，AQ(t)经载波相干后的信号5、调制后的波形DM图25 A(t)经调制后的QPSK信号Aq

23、psKW6、QPSK信号加两路正弦载波进行相干解调，解调后的信号 Ai(t), AQ的波形-oA 1*(3 -；$cop3图26 0相位载波相干后信号A| (t) ,n相位载波相干后信号AQ(t)7、两路双极性信号A】 (t)、AQ(t)通过低通滤波器滤除噪声10：肩8、整形后Ai(t)、AQ(t)的两路波形图27双极性A (t)、AQ(t)滤除噪声后波形图28双极性A(t)、AQ(t)整形后波形9、利用sign函数进行归一化调整幅值ZJ P U ULNLILmUUU % bum 严 E 匕 IT2 皿 J j图30 Ai(t)、AQ中选取的波形图10 F10图29双极性Ai (t)、AQ(t)归一化幅值后波形通过switch元件将两路信号判断出是否为信号源发出的波形11、通过sum将信号的两路信号，转换成一路二进制双极性信号，即此时的信 号为QPSK信号解调后的信号。J MS 1-图31双极性信号的解调信号一12、转换成一路二进制单极性信号，即为QPSK言号解调后AQPsKt)D5昭AO