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1、本科毕业设计(论文)题目 多进制载波相位调制解调系统的仿真实现 目 录摘 要2ABSTRACT3第一章 绪论41.1选题意义41.2本论文的主要内容5第二章 数字调制技术概述52.1数字调制技术简介52.2调制技术分类52.3 调相技术的初步研究6第三章 QPSK与QDPSK调制原理63.1相移键控73.2 QPSK调制与解调73.3 QDPSK调制与解调113.4 QPSK和QDPSK系统的功率谱密度163.5 MPSK系统的抗噪声性能17第四章 QPSK和QDPSK系统仿真184.1MATLAB介绍184.2 QPSK系统和QDPSK系统的仿真194.2.1仿真流程图194.2.2仿真结论
2、25第五章 结束语26参考文献26致谢27附录27摘 要数字通信是用数字信号作为载体来传输信息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式，在现代通信中有着十分重要的地位且应用广泛。在数字信号调制中QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,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。(QDPSK Quadrature Differential Phase Shift Keying ) 除了可以实现对于调制解调制度的要求的目标以外，还拥有抗噪声性能好，适应信道变化的能力强，频带利用率高，相对邻频道的干扰
3、小，尽量节省发送功率，设备简单并易于制造等优点。本文主要通过MATLAB软件针对对QPSK和QDPSK调制系统搭建仿真平台，从信号波形、功率谱密度与误码率三方面对二者展开讨论比较。首先研究了数字通信的研究背景和国内外研究动态；然后对QPSK和QDPSK调制系统的工作原理和调制解调的基本方法进行了研究，从信号波形、功率谱密度和抗噪声性能三个方面进行理论值分析和比较；最后用MATLAB软件对QPSK和QDPSK调制系统进行了仿真，并将仿真结果和相位理想状态下的分析数据进行了对比。以四进制为例对比MPSK与MDPSK系统的抗噪声性能。关键词：数字通信 QPSK QDPSK 仿真 性能分析ABSTRA
4、CT Digital communication is a very important and widely used means of communication which using digital signal as a carrier to transmit information, or making digital modulation and transmission for the carrier by the digital signal in modern communication.QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is one
5、 of the most commonly used satellite digital signal modulation method in digital signal modulation, it has a high spectral efficiency, a strong anti-interference, relatively simple implementation in the circuit. (QDPSK Quadrature Differential Phase Shift Keying) modulation and demodulation for can b
6、e achieved in addition to the requirements of the target system, it also has anti-noise performance, adapt to changes in channel capacity, bandwidth utilization, and high adjacent channel interference is relatively small, try to save transmission power, the device is simple and easy to manufacture a
7、nd so on.In this paper, through the MATLAB software for QDPSK of QPSK modulation system and build a simulation platform, from the signal waveforms, power spectral density and error rate compared tripartite discussions between the two face. First studied digital communication research background and
8、research trends; Then QDPSK of QPSK modulation system and the working principle and the basic modulation and demodulation method is studied, from the signal waveforms, power spectral density and noise performance three aspects theoretical analysis and comparison; finally using MATLAB software and QD
9、PSK QPSK modulation system is simulated, and the simulation results under ideal conditions and phase analysis data were compared. In contrast quaternary example MDPSK MPSK systems with anti-noise performance.Key words：Digital communication; QPSK; QDPSK; Simulation; Performance analysis第一章 绪论1.1选题意义
10、当今的社会已经成为一个信息化的社会，信息化也成为了世界和社会发展的重要主题之一，作为信息交互的重要组成，通信越来越被人们所关注。理想的通信目标是在任何时候、在任何地方、与任何人都能及时的进行最小出错率的沟通联系、以及信息交流。随着人们对各种通信业务的需求迅速增加，正向着小型化、智能化、高速大容量的方向迅速发展的数字通信的应用已经越来越广泛。从高数据率这个特点来看，随着科学技术的不断发展，人们对信息全球化的要求越来越高，巨增的远程多媒体通信流量必须依靠高速的无线数据传输系统，其中包括卫星通信系统。卫星通信中，卫星多媒体数据转发、卫星遥测遥感数据下传，具有数据量大的特点，需要高数据率的传输系统。数
11、字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，随着越来越多调制方式的使用，调制解调技术也在不断的向前发展，并应用于各个领域。现在常用的数字调制方式有二相移相键控(BPSK：Binary Phase Shift Keying)、正交移相键控(QPSK：Quadrature Phase Shift Keying)、相对移相键控(QDPSK： Quadrature differential Phase Shift Keying)、最小移频键控(MSK：Minimum Shift Keying)等。它们具有相同的功率效率。BPSK频谱利用率差，抗非线性能力差，实现简单；QPSK频谱利用率好，抗非线性能
12、力一般，实现复杂度一般；QDPSK抗噪声性能好，适应信道变化的能力强，频带利用率高，相对邻频道的干扰小，尽量节省发送功率，设备简单并易于制造；MSK频谱利用率一般，抗非线性能力好，实现最复杂度。综合考虑，QPSK和QDPSK调制综合性能相对较好，而被广泛应用于数字通信系统。QPSK和QDPSK调制解调符合本解调器应用环境的信道特点对调制性能的要求。因为便携式发射设备能源有限和工业噪声、大气等对无线通信的影响，实际应用中无线通信信道是功率和带宽受限的非线性信道。在选用系统调制方式时，应综合考虑频谱利用率、功率利用率、抗非线性能力和实现复杂度几方面因素。QPSK和QDPSK适合用于实际应用环境要求
13、下的数据传输系统，是发展的一种趋势。因此，研究基于MATLAB的QPSK和QDPSK调制解调系统的仿真实现具有理论指导意义，而且具有重要的实际应用价值。1.2本论文的主要内容本论文主要研究的是QPSK调制系统和QDPSK调制系统的性能比较。第二章首先简要介绍了模拟通信，然后主要介绍数字通信的概念、特点和常用的数字调制解调方式。第三章是对具体的QPSK调制系统和QDPSK调制系统的原理介绍及理论值分析。第四章则是利用MATLAB软件对QPSK和QDPSK调制系统进行仿真，得到各自的信号波形、功率谱密度和误码率的仿真模型，并根据仿真结果分析比较两种调制方式的性能。此外，由于在仿真的时候需要用到MA
14、TLAB软件，因此，在对系统进行仿真之前，对MATLAB进行了简单的介绍。第二章 数字调制技术概述2.1数字调制技术简介 数字调制一般指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。根据控制的载波参量的不同，数字调制有调幅(AM)、调相(PM)和调频(FM)三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。因此，大部分现代通信系统都使用数字调制
15、技术。2.2调制技术分类三种基本形式:调幅(AM) 用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。调幅系统实现简单，但抗干扰性差，传输时信号容易失真。调频(FM）：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。调相(PM）：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。已调波称为调相波。调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。在模拟调制过程中已调波的频谱中除了载波分量外在载波频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落在这两个频带之内。这两个频带统称为边频带或边带。位于比载波频率高的一侧的边频带，称为上边带。位于比载波频率低的一侧的边频带，称为下边带。在单边带通信中
