查閱數(shù)字通信的相關(guān)教材,完成OQPSK信號通信系統(tǒng)的仿真

1、OQPSK調(diào)制解調(diào)匯報(bào)人：組員：7.查閱數(shù)字通信的相關(guān)教材，完成OQPSK信號通信系統(tǒng)的仿真。OQPSK研究背景及意義 偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset Quadrature Phase Shift Keying)是一種調(diào)制技術(shù)，它是一種改良的QPSK，具有較高的頻譜效率和良好的光譜特性。相移鍵控調(diào)制解調(diào)技術(shù)在軟件無線電的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，在衛(wèi)星通信、無線環(huán)境中，有著越來越高的研究價(jià)值。 OQPSK相對于其他數(shù)字調(diào)制性能更好，更適合非線性信道下的軟件定義無線電(SDR)傳輸系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。OQPSK通過模塊化的硬件平臺和軟件編程來實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能，其主要問題集中在數(shù)字解調(diào)同步算法的

2、研究上。OQPSK的基本原理OQPSK的調(diào)制方法與QPSK類似 QPSK調(diào)制原理： QPSK信號可以用正交調(diào)制的方法得到： QPSK調(diào)制可以看成兩個(gè)BPSK調(diào)制構(gòu)成，輸入信號經(jīng)過串并變換后分成兩個(gè)速率變?yōu)樵瓉硪话氲男蛄校缓蠼?jīng)過極性轉(zhuǎn)換變成I(t)和Q(t)雙極性信號。I(t)和Q(t)兩路信號相互正交。QPSK解調(diào)原理：在QPSK解調(diào)中，常采用的解調(diào)方式是相干解調(diào) 已調(diào)信號為同相路相乘可得到下式正交支路為:經(jīng)過低通濾波得到： 因?yàn)橥嗦泛驼宦肥墙?jīng)過極性轉(zhuǎn)換的，即:1對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的1，-1對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的0，由上式，經(jīng)過判決電路后就可以得到如下表所示的結(jié)果。QPSK的星座圖 QPSK信

3、號可以用星座圖表示，也成為矢量圖。它表明了各個(gè)符號(11,00,01，10)間的相位和幅度關(guān)系，四個(gè)雙比特符號分別表示QPSK信號的四個(gè)相位，相鄰兩個(gè)相位相互正交。在這些相位偏移關(guān)系中，01對應(yīng)11, 00對應(yīng)01等，相位偏移90度.或者是00對11相位偏移180度。OQPSK調(diào)制解調(diào)原理： 與QPSK相同的是相位關(guān)系，即：把輸入信號分為兩路，然后正交調(diào)制。所不同的是，同相和正交兩支路的碼流在時(shí)間上錯(cuò)開了半個(gè)周期。因?yàn)閮芍反a元上偏移了半個(gè)周期，每次只能有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)。所以，OQPSK信號能跳變的相位只能是0度、正負(fù)90度，不會(huì)出現(xiàn)180度的跳變，OQPSK與QPSK相比，信號的包絡(luò)波

4、動(dòng)幅度有限，經(jīng)過限幅放大后的頻帶范圍也要小，所以性能也更加優(yōu)良。其星座映射圖如下： OQPSK信號的產(chǎn)生方法相對于QPSK的產(chǎn)生方法僅僅在Q支路上增加了一個(gè)Ts/2(半個(gè)周期)的延時(shí)電路。 OQPSK信號的解調(diào)同QPSK解調(diào)原理基本相同，因?yàn)樵谡{(diào)制時(shí)Q支路信號在時(shí)間上延遲了半個(gè)周期，所以在解調(diào)端的Q支路上也應(yīng)該延時(shí)Ts/2再進(jìn)行抽樣判決，從而保證對兩個(gè)支路能進(jìn)行正確的交錯(cuò)抽樣，然后經(jīng)過并/串變換來恢復(fù)原始信號。OQPSK仿真產(chǎn)生二進(jìn)制信源m=randn(1,N); %產(chǎn)生1到n的隨機(jī)數(shù)d=sign(m); % 將大于0的變?yōu)?小于0的變?yōu)?1dd=sigexpand(d,fc*N_sample

5、); %序列d的周期變?yōu)門sgt=ones(1,fc*N_sample); d_NRZ=conv(dd,gt);%卷積產(chǎn)生基帶信號figure(5);subplot(2,2,1); plot(t,dd(1:Lt);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);figure(1);subplot(2,4,1);plot(t,d_NRZ(1:Lt);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(基帶信號時(shí)域波形圖); grid;f,d_NRZf=T2F(t,d_NRZ(1:Lt);% 進(jìn)行傅里葉變換 figure(1);subplot(2,4

6、,5);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).2/T); axis(fx1,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz); title(基帶信號功率譜圖); grid;figure(4);subplot(2,2,1);plot(t,d_NRZ(1:Lt);axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(基帶信號時(shí)域波形圖); grid;figure(4);subplot(2,2,2);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).2/T);axis(fx1,

7、fx2,fy1,fy2);xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz); title(基帶信號功率譜圖); grid; 串并轉(zhuǎn)換d1=; d2=; for i=1:Nif rem(i,2)=1d1(i+1)/2)=d(i); elsed2(i/2)=d(i); end enddd1=sigexpand(d1,2*fc*N_sample); %功能同上 gt1=ones(1,2*fc*N_sample); d_NRZ1=conv(dd1,gt1);figure(1);subplot(2,4,2);plot(t,d_NRZ1(1:Lt); axis(tx1,tx2,ty1,t

8、y2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(上支路基帶信號時(shí)域波形圖); grid;f1,d_NRZ1f=T2F(t,d_NRZ1(1:Lt); figure(1);subplot(2,4,6);plot(f1,10*log10(abs(d_NRZ1f).2/T); axis(fx1,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(上支路基帶信號功率譜圖); grid;figure(3);subplot(2,4,1);plot(t,d_NRZ1(1:Lt); axis(tx1,tx2,ty1,ty2); x

9、label(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(上支路基帶信號時(shí)域波形圖); grid;dd2=sigexpand(d2,2*fc*N_sample); gt1=ones(1,2*fc*N_sample); d_NRZ2=conv(dd2,gt1); d_NRZ2DLY=-ones(1,N_sample*fc),d_NRZ2(1:end-N_sample*fc); %進(jìn)行延時(shí)，在前面添-1figure(1);subplot(2,4,3);plot(t,d_NRZ2DLY(1:Lt); axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);ti

10、tle(下支路基帶信號時(shí)域波形圖); grid;f2,d_NRZ2f=T2F(t,d_NRZ2DLY(1:Lt); figure(1);subplot(2,4,7);plot(f2,10*log10(abs(d_NRZ2f).2/T); axis(fx1,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(下支路基帶信號功率譜圖); grid;figure(3);subplot(2,4,5);plot(t,d_NRZ2DLY(1:Lt); axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);ti

11、tle(下支路基帶信號時(shí)域波形圖); grid; 載波h1t=A*cos(2*pi*fc*t); h2t=A*sin(2*pi*fc*t);figure(1);subplot(2,4,4); plot(t,h1t);axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(載波信號時(shí)域波形圖); grid;f3,h1tf=T2F(t,h1t); figure(1);subplot(2,4,8);plot(f3,10*log10(abs(h1tf).2/T);% p=2/T *10*log10(abs(h1tf)為求功率譜的公式 axis(fx1

12、,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz); title(載波信號功率譜圖);grid; 生成OQPSK信號s_qpsk1=d_NRZ1(1:Lt).* h1t; %上下支路分別調(diào)制 s_qpsk2=d_NRZ2DLY(1:Lt).* h2t; figure(2);subplot(2,2,1); plot(t,s_qpsk1);axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(上支路頻帶信號時(shí)域波形圖); grid;f4,s_qpsk1f=T2F(t,s_qpsk1); figure

13、(2);subplot(2,2,3);plot(f4,10*log10(abs(s_qpsk1f).2/T); axis(fx1,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(上支路頻帶信號功率譜圖); grid;figure(2);subplot(2,2,2); plot(t,s_qpsk2);axis(tx1,tx2,ty1,ty2); xlabel(時(shí)間(S); ylabel(幅度);title(下支路頻帶信號時(shí)域波形圖); grid;f5,s_qpsk2f=T2F(t,s_qpsk2); figure(2);subplot(

14、2,2,4);plot(f5,10*log10(abs(s_qpsk2f).2/T); axis(fx1,fx2,fy1,fy2); xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(下支路頻帶信號功率譜圖); grid;s_oqpsk=s_qpsk1+s_qpsk2; %兩路信號相加得到調(diào)制后的信號 figure(8);subplot(2,2,1);plot(t,s_oqpsk);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(已調(diào)信號時(shí)域波形圖);grid;f6,s_oqpskf=T2F(t,s_oqps

15、k);figure(8);subplot(2,2,3);plot(f6,10*log10(abs(s_oqpskf).2/T);axis(fx1,fx2,fy1,fy2);xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(已調(diào)信號功率譜圖);grid; 信道加入高斯白噪聲進(jìn)行接收解調(diào) 產(chǎn)生高斯白噪聲 m=1; p1=-10; noise = wgn(m,Lt,p1);接收信號y_qpsk = s_oqpsk + noise;figure(8);subplot(2,2,2);plot(t,y_qpsk);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間

16、(S);ylabel(幅度);title(接收信號時(shí)域波形圖 );grid;f7,y_qpskf=T2F(t,y_qpsk);figure(8);subplot(2,2,4);plot(f7,10*log10(abs(y_qpskf).2/T);axis(fx1,fx2,fy1,fy2);xlabel(頻率(Hz);ylabel(功率譜密度(dB/Hz);title(接收信號功率譜圖 Pn=-10dB);grid;%t,ny_qpsk=bpf(f7,y_qpskf,1,8); 相干解調(diào)通過乘法器1r_qpsk1 = y_qpsk .* h1t;figure(3);subplot(2,4,2);

17、plot(t,r_qpsk1);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(上支路通過乘法器信號時(shí)域波形圖);grid;%通過低通濾波器f8,r_qpsk1f=T2F(t,r_qpsk1);B1=1;t1,r_qpsk11=lpf(f8,r_qpsk1f,B1);figure(3);subplot(2,4,3);plot(t1,r_qpsk11)axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(上支路通過低通濾波器信號時(shí)域波形圖);grid;%抽樣判決dd11=r_qpsk11(f

18、c*N_sample:2*fc*N_sample:end);dd22=sign(dd11); %判決dd222=sigexpand(dd22,2*fc*N_sample);d_NRZ11=conv(dd222,gt1); %得到上支路信號d_NRZ11DLY=-ones(1,N_sample*fc),d_NRZ11(1:end-N_sample*fc); %路信號延時(shí)figure(3);subplot(2,4,4);plot(t,d_NRZ11DLY(1:Lt);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(上支路抽樣判決后信號時(shí)域波形

19、圖);grid;通過乘法器2r_qpsk2 = y_qpsk .* h2t;figure(3);subplot(2,4,6);plot(t,r_qpsk2);axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(下支路通過乘法器信號時(shí)域波形圖);grid;%通過低通濾波器f9,r_qpsk2f=T2F(t,r_qpsk2);t2,r_qpsk21=lpf(f9,r_qpsk2f,B1);figure(3);subplot(2,4,7);plot(t2,r_qpsk21)axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);yla

20、bel(幅度);title(下支路通過低通濾波器信號時(shí)域波形圖);grid;%抽樣判決dd33=r_qpsk21(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);dd44=sign(dd33); %判決dd444=sigexpand(dd44,2*fc*N_sample);d_NRZ21=conv(dd444,gt1)figure(3);subplot(2,4,8);plot(t,d_NRZ21(1:Lt)axis(tx1,tx2,ty1,ty2);xlabel(時(shí)間(S);ylabel(幅度);title(下支路抽樣判決后信號時(shí)域波形圖);grid;dd22DLY=d_NRZ11DLY(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);并串轉(zhuǎn)換ddd=;for s=1:N/2ddd(2*s-1)=dd22DLY(s);ddd(2*s)=dd44(s);endrddd=sigexpand(ddd,fc*N_sample);%解調(diào)信號輸出r_qpsk=conv(rddd,gt);qr_qpsk