QPSK调制解调原理及MATLAB实现

"本文主要介绍了QPSK（四进制相移键控）的调制与解调原理，并提供了一个MATLAB仿真程序示例。QPSK是一种利用四种载波相位来编码数字信息的调制方式，每种相位对应两个比特值。通过将QPSK信号视为两个正交的2PSK信号合成，可以理解和实现其调制和解调过程。解调时，通常采用同相和正交支路的相干解调，最后恢复成串行数据。提供的MATLAB代码展示了调相法实现QPSK调制和加噪声解调的过程。" QPSK调制是数字通信中常用的一种复用和频谱效率高的调制技术。在这个系统中，两个相互正交的载波分别携带两个二进制信号，每个载波的相位可以在0、π/2、π和3π/2这四个状态之一，因此每一对相位组合可以表示四个可能的状态，即四进制。每个四进制码元实际上是由两个二进制码元（a和b）组成。 调制过程中，QPSK信号可以看作是两个独立的2PSK信号（BPSK）的合成，一个在正相位，另一个在负相位。当a和b都为1时，载波相位为0；a为1，b为0时，相位为π/2；a为0，b为1时，相位为π；a和b都为0时，相位为3π/2。这样，四个相位分别对应二进制的00、01、10和11。 解调QPSK信号时，通常采用两种方式：非相干解调和相干解调。相干解调是最常见的，它包括对信号进行幅度和相位检测。在给定的解调原理图中，信号被分成同相（I）和正交（Q）两个支路，每个支路分别进行相干解调，然后通过抽样判决和并/串交换器将并行数据恢复为原始的串行比特流。 MATLAB代码示例展示了QPSK调制的实现。首先，定义了两个二进制序列（x1和x2），分别对应两个2PSK信号。通过与预设的脉冲响应函数卷积，将二进制序列转换为模拟信号。接着，将两个2PSK信号相乘并添加适当的相位，生成QPSK信号。为了模拟信道噪声，噪声向量被加到QPSK信号上。最后，解调部分通过同样使用相干解调的方式对含噪信号进行处理，恢复出原始的二进制序列。 这个MATLAB程序对于理解QPSK调制解调的概念和实践非常有帮助，同时也提供了模拟信道环境下的噪声影响分析。