QPSK调制技术实验：眼图、星座图与波形分析

"移动通信QPSK实验，通过分析QPSK的眼图、星座图以及波形和功率谱密度，探讨QPSK调制技术。实验中使用MATLAB进行仿真，展示I、Q通道基带波形及QPSK调制后的波形，并计算功率谱密度。" 在移动通信领域，QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控）是一种广泛使用的数字调制技术，它可以同时传输两个相互正交的信息流，从而在相同带宽内提高数据传输速率。本实验主要关注QPSK调制的几个关键特性：眼图、星座图、波形和功率谱密度。 1. **QPSK的眼图和星座图**： - 眼图是评估数字通信系统性能的重要工具，尤其是在模拟信号质量时。在QPSK中，眼图由I和Q两个正交分量的叠加形成，它展示了调制信号在时域上的表现，有助于识别可能的码间干扰（ISI）和噪声影响。 - 星座图则是在复平面上表示调制符号的位置，对于QPSK，星座点分布于单位圆上，每个点代表一个不同的符号，通常对应于二进制的00、01、10和11。 2. **波形和功率谱密度的仿真**： - 在MATLAB中，通过生成随机的基带信号`d1`和`d2`，并进行码元扩展，然后与载波信号相乘得到I和Q通道的调制信号。 - `conv`函数用于实现码元扩展，增加码元长度以匹配载波周期。 - `st_qpsk`是QPSK调制信号，是I和Q通道信号的组合，其中I通道乘以cos函数，Q通道乘以-sin函数，以形成正交相位。 - 功率谱密度（PSD）展示了信号在频域中的能量分布，通过`T2F`函数计算得到，并用`plot`函数展示。 实验步骤中，基带波形在四个子图中分别展示： - 第一个子图显示I通道的基带波形； - 第二个子图显示Q通道的基带波形； - 第三个子图呈现QPSK调制后的总波形； - 第四个子图绘制了功率谱密度，通过10*log10(abs(y1f).^2/lenf)计算，其中`y1f`是频谱数据，`lenf`是频谱长度。 实验结果能帮助理解QPSK调制如何将两个独立的二进制数据流转换成单一的射频信号，并分析信号的质量，这对于理解和优化通信系统至关重要。通过眼图和星座图，可以直观地评估信号的清晰度和解调的可靠性；功率谱密度则反映了信号在频域内的占用情况，对于频谱利用效率的评估和干扰分析具有重要意义。