通信原理QDPSK的系統(tǒng)仿真

1、成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專業(yè)電子信息工程課程設(shè)計(jì)題目QDPSK 系統(tǒng)仿真組長(zhǎng)簽字：評(píng)語成績(jī)2014年3月19日日期課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程專 業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目QDPSK系統(tǒng)仿真實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù) :利用 MATLAB/Simulink進(jìn)行編程和仿真，仿真的內(nèi)容可以是關(guān)于信源、信源編碼、模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制、多元調(diào)制、差錯(cuò)控制、多址技術(shù)、信道仿真及具體通信電路的仿真實(shí)現(xiàn)。也可以用MATLAB編程對(duì)通信的某一具體環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排 :2014 年 03月 8日選題目查閱資料2014 年 03月 9日編寫軟件源程序或建立仿真模塊圖2014 年 03月

2、10日調(diào)試程序或仿真模型2014 年 03月 11日性能分析及驗(yàn)收2014 年 03月 12日撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯指導(dǎo)教師：專業(yè)負(fù)責(zé)人：學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2014年3 月8日2014年3 月8日2014年3 月8日基于 MATLAB的 QDPSK 系統(tǒng)仿真The Simulation of QDPSK System Based on MATLAB院（部）名稱：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：目 錄摘要 .IAbstract .II引言 .1第一章 QDPSK 的基本原理 .61.1 QDPSK 的基本原理 .71.1.1 QDPSK 調(diào)制 .81.1.2

3、 QDPSK 解調(diào) .10第二章 Simulink 仿真基礎(chǔ) .122.1 Simulink 簡(jiǎn)介 .132.1.1Simulink 基本模塊庫 .132.1.2Simulink 建模仿真的一般過程 .142.2 Simulink 在通信仿真中的應(yīng)用 .15第三章 利用 Simulink 及 QDPSK 進(jìn)行系統(tǒng)仿真 .173.1 利用 Simulink 對(duì) QDPSK 的系統(tǒng)仿真 .183.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .183.1.2各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì) .193.1.3系統(tǒng)工作過程的仿真 .203.1.4系統(tǒng)性能的仿真 .223.2 QDPSK 的性能比較 .23結(jié)論 .32參考文獻(xiàn).33基于 MA

4、TLAB的 QDPSK 系統(tǒng)仿真摘要：QDPSK 是現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)常用的兩種調(diào)制方式。QDPSK 是一種寬帶和功率相對(duì)高效率的信道調(diào)制技術(shù)，因此在自適應(yīng)信道調(diào)制技術(shù)中得到了較多應(yīng)用。 QDPSK 意為四相相對(duì)移相鍵控，它是利用前后相鄰碼元之間的載波相對(duì)相位變化來表示數(shù)字信息。本設(shè)計(jì)所用的仿真軟件是Matlab自帶的仿真軟件Simulink 。利用Simulink搭建系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)QDPSK 系統(tǒng)的工作過程和性能進(jìn)行仿真分析。Simulink 是 Matlab 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。利用Simulink 搭建的仿真模型非常簡(jiǎn)單，

5、 并且仿真具有良好的演示效果，為數(shù)字通信系統(tǒng)提供了一個(gè)較為理想的軟件仿真平臺(tái)。 最終得出的仿真結(jié)果與理論結(jié)果一致，達(dá)到了預(yù)期的仿真效果。The Simulation of QDPSK System Based on MATLABAbstract: QDPSK are two ways of modulation for modern digital communication system. QDPSK is a relatively high power broadband and power channel modulation technique. As a result, it has

6、 many applications in the adaptive modulations. The meaning of QPSK is quadrature phase shift keying, which makes use of the four different phases of the carrier to transmit information. The meaning of QDPSK is quadrature differential phase shift keying, which makes use of the relative phase changes

7、 of the carrier of the adjacent code elements to transmit information.This design introduces the simulation software called Simulink, which is included in Matlab. Use Simulink to build simulation model. Set the system parameters in detail. Then use the Simulink make system simulation on the working

8、process and performance of QDPSK. Simulink is one of the important components of Matlab. It offers an integrated environment of dynamic system for modeling, simulation, and composite analysis. The simulation model which uses Simulink is very simple and it has a good demonstration effect. So the Simu

9、link provides arelatively ideal simulation model for digital communication system.引言隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要。數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。 頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其頻譜搬移到適合信道傳輸?shù)念l帶上。數(shù)字調(diào)制信號(hào)又稱為鍵控信號(hào)， 在調(diào)制的過程中可用鍵控的方法由基帶信號(hào)對(duì)載頻信號(hào)的振幅， 頻率及相位進(jìn)行調(diào)制。 在技術(shù)和工藝進(jìn)步的基礎(chǔ)上， 數(shù)字通信中調(diào)制解調(diào)算法的實(shí)現(xiàn)已不再是一件可望不可及的事情。 與此同時(shí)，人們對(duì)通信的要求

10、越來越高， 各種技術(shù)不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域， 各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來?？梢哉f，無論是通信系統(tǒng)的內(nèi)在要求 （算法復(fù)雜性決定接收的質(zhì)量） ，還是外在條件（技術(shù)和工藝）都在促使通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)向數(shù)字化發(fā)展。目前應(yīng)用的主流技術(shù)為8PSK,16QAM 和 64QAM 。但在建筑物較多、 地形復(fù)雜的地區(qū)就必須用 QDPSK 來確保信噪比從而確保通信的準(zhǔn)確性和有效性。 QDPSK 意為四相相對(duì)移相鍵控，它是利用前后相鄰碼元之間的載波相對(duì)相位變化來表示數(shù)字信息。 QDPSK 可先將輸入的雙比特碼經(jīng)碼型變換，再用碼型變換器輸出的雙比特碼進(jìn)行四相絕對(duì)移相， 則所得到的輸出信號(hào)便是四相相對(duì)移相信號(hào)。它通

11、常采用的方法是碼變換加調(diào)相法和碼變換加相位選擇法。QDPSK 是一種寬帶和功率相對(duì)高效率的信道調(diào)制技術(shù)， 因此在自適應(yīng)信道調(diào)制技術(shù)中得到了較多應(yīng)用。目前這兩種調(diào)制方式已經(jīng)廣泛用于無線通信中， 成為現(xiàn)代通信中的十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。Matlab 是由美國的 MathWorks 公司推出的一種科學(xué)計(jì)算和工程仿真軟件，將高性能的科學(xué)計(jì)算、結(jié)果可視化和編程集中在一個(gè)易于操作的環(huán)境中。目前，在世界范圍內(nèi)被科研工作者、工程技術(shù)人員、 和院校師生應(yīng)用， 已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。Simulink 是 Matlab 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，

12、無需大量書寫程序，而只需要通過簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。 Simulink 具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn) Simulink 已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink 提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。本課題就是在理解 QDPSK 調(diào)制解調(diào)原理的基礎(chǔ)之上，利用 MATLAB7.0 平臺(tái)下的 Simulink 仿真軟件搭建 QDPSK 調(diào)制解調(diào)仿真模型， 實(shí)現(xiàn)其通信系統(tǒng)的仿真，并對(duì)其工作過程和性能進(jìn)行仿

13、真分析?？傮w來說，與其他數(shù)字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)相比， QDPSK 的工作性能是相當(dāng)好的， 它們的誤碼率都隨著信噪比的增加而逐漸減小。具體再來比較QDPSK 的性能。相同誤信噪比情況下，要低于QDPSK，即抗噪聲能力強(qiáng)于QDPSK， QDPSK 的應(yīng)用場(chǎng)合更為廣泛。第一章QDPSK 的基本原理QDPSK 是現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中常用的兩種調(diào)制方式，QDPSK 則主要用于自適應(yīng)信道調(diào)制技術(shù)。本章主要就QDPSK 的基本原理進(jìn)行介紹，并簡(jiǎn)要講述各自的幾種常用的調(diào)制解調(diào)方法，為以后的系統(tǒng)仿真打下良好的理論基礎(chǔ)。1.2 QDPSK 的基本原理四進(jìn)制的 DPSK 通常記作 QDPSK。QDPSK 信號(hào)的編碼方式如表

14、1.3 和 1.4所示。表中的 是相對(duì)于前一相鄰碼元的相位變化。與QPSK 相同， QDPSK也有 A 、B 兩種編碼方式。 A 方式中的 分別取 0°、90°、180°、270°；B 方式中的 分別取 45°、 135°、225°、315°。A 方式和 B 方式的區(qū)別在于兩者的星座圖上相差 45°；并且兩者和格雷碼雙比特組間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也不是唯一的，即 A 方式中的 0°和 B 方式中的 45°不用必須對(duì)應(yīng)雙比特組 01，只要兩星座圖的相位不變，它們就依然屬于 A 方式或者 B 方式。

15、表 1.3 QDPSK 信號(hào)的編碼 A 方式aBab0090°11270 °010°10180 °表 1.4QDPSK 信號(hào)的編碼B 方式aBab00135 °11315 °0145°10225 °調(diào)制QDPSK 信號(hào)的產(chǎn)生方法只是需要把輸入的基帶信號(hào)先經(jīng)過碼變換器把絕對(duì)碼變成相對(duì)碼，然后再去調(diào)制載波。 QDPSK 的調(diào)制方法有兩種。第一種方法是相乘電路法，編碼規(guī)則如表 1.3 和 1.4 所示，原理方框圖如圖 1.9 所示。圖 1.9第一種方法產(chǎn)生A 方式 QDPSK 信號(hào)的原理方框圖圖中輸入的基帶信號(hào)是二進(jìn)制不

16、歸零雙極性碼元，它被“串 /并變換 ”電路變成兩路碼元 a 和 b。變成并行碼 a 和 b 后，再經(jīng)過碼變換器將絕對(duì)碼信號(hào)變成相對(duì)碼信號(hào)c 和d，然后再分別與載波相乘。這里，碼變換器的作用是使由cd 產(chǎn)生的絕對(duì)相移符合由ab 產(chǎn)生的相對(duì)相移的規(guī)則。 由于當(dāng)前的一對(duì)碼元ab 產(chǎn)生的相移是附加在前一時(shí)刻已調(diào)載波相位基礎(chǔ)之上的。而前一時(shí)刻的相位有四種取值，故碼變換器的輸入ab 和輸出 cd 之間有十六種可能的關(guān)系，這十六種關(guān)系如表 1.5 所示。 c 和 d 與載波的相乘實(shí)際上是完成絕對(duì)相移鍵控，這部分電路和圖1.3 中的 QPSK 的正交調(diào)制器的原理是一樣的， 只是這里采用了 A 方式進(jìn)行編碼，將

17、圖 1.3 中的 /2相移器換成了兩個(gè) /4相移器 3,5 。例如，如果當(dāng)前輸入的一對(duì)碼元為“10，”那么應(yīng)該產(chǎn)生的相對(duì)相移為180°。另一方面，前一時(shí)刻的載波相位有四種可能，即0°，90°，180°，270°，它們分別對(duì)應(yīng)前一時(shí)刻變換后的一對(duì)碼元的四對(duì)取值?，F(xiàn)在的相對(duì)相移是180°，假設(shè)前一時(shí)刻的載波相位為 180°，那么當(dāng)前時(shí)刻應(yīng)該給出的變換后的相位應(yīng)該為 180° 加上 180°，即 0°。當(dāng)前時(shí)刻應(yīng)該給出的變換后的一對(duì)碼元應(yīng)該為 “00?！边@也就是說碼變換器將輸入的一對(duì)碼元 “10變”換

18、成了 “00?！贝a變換器的電路圖如圖 1.10所示。表 1.5QDPSK 碼變換關(guān)系當(dāng)前輸入的一對(duì)碼元及前一時(shí)刻經(jīng)過碼變換后的當(dāng)前時(shí)刻應(yīng)當(dāng)給出的變要求的相對(duì)相移一對(duì)碼元及所產(chǎn)生的相位換后一對(duì)碼元和相位akbkkck-1dk-1k-1ckdkk0090°000°0190°0190°11180 °11180 °10270 °10270 °000°010°000°000°0190°0190°11180 °11180 °10270 °

19、10270 °11270 °000°10270 °0190°000°11180 °0190°10270 °11180 °10180 °000°11180 °0190°10270 °11180 °000°10270 °0190°圖 1.10碼變換器電路圖這里注意，上述二進(jìn)制信號(hào)碼元 “0和”“1與”不歸零雙極性矩形脈沖振幅的關(guān)系如下：二進(jìn)制碼元 “1” 雙極性脈沖 “+1；”二進(jìn)制碼元 “0” 雙極性脈沖 “

20、-1”。只有符合此關(guān)系才能得到 A 方式編碼。第二種 QDPSK 信號(hào)只是需要在串 /并變換后需要增加一個(gè)碼變換器， 電路圖如圖 1.11 所示。圖 1.11相位選擇法產(chǎn)生QDPSK 信號(hào)解調(diào)QDPSK 的解調(diào)方法有兩種，一種為極性比較法，另一種為相位比較法。極性比較法的原理框圖如圖 1.12 所示。這里為保證最佳接收，參考矢量的相位必須在取在正負(fù) /4處。 此方法和 QPSK 的解調(diào)方法類似，只是多了一步逆碼變換的過程，將相對(duì)碼再變成絕對(duì)碼。逆碼變換的關(guān)系如表1.6 所示。圖 1.12 A 方式 QDPSK 信號(hào)極性比較法解調(diào)原理框圖表 1.6 QDPSK 逆碼變換關(guān)系前一時(shí)刻輸入的一對(duì)當(dāng)前

21、時(shí)刻輸入的一對(duì)碼元當(dāng)前時(shí)刻應(yīng)當(dāng)給出的碼元逆碼變換后的一對(duì)碼元ck-1dk-1ckdkakbk000001010011101011010011010111001010110010011111011000100000011011111001QDPSK 的另一種解調(diào)方法是相位比較法， 即差分相干解調(diào)。與 2DPSK 類似，QDPSK 也可采用差分相干解調(diào)的方法進(jìn)行解調(diào)。只是現(xiàn)在的接收信號(hào)分為兩路正交的已調(diào)載波信號(hào)，因此需要兩個(gè)支路進(jìn)行差分相干解調(diào)3,6 。相位比較法的原理框圖如圖 1.13 所示。圖 1.13A 方式 QDPSK 信號(hào)相位比較法解調(diào)原理框圖第二章Simulink 仿真基礎(chǔ)2.1 Si

22、mulink 簡(jiǎn)介Simulink 是 Matlab 的重要組成部分之一，它是一種以框圖為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)仿真工具，并提供了控制系統(tǒng)中的常用模塊庫。Simulink 在 Matlab 環(huán)境下對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析，支持線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)等多種系統(tǒng)。 我們可以這樣來理解它的名字，它的功能主要有兩個(gè)， 一個(gè)為Simulaion（仿真），另一個(gè)為 Link （連接），組合在一起就是Simulink 名字的由來了。Simulink 提供了一些按功能分類的系統(tǒng)模塊，我們只要用箭頭將我們所選取的模塊連接起來就能夠完成框圖系統(tǒng)仿真的全部過程，然后利用Simulink 提供的功能對(duì)

23、系統(tǒng)進(jìn)行仿真和仿真結(jié)果分析。 Simulink 避免了 M 文件中需要編寫的大量程序，它著重于系統(tǒng)模型的構(gòu)建上。因此， Simulink 的一個(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)就在于不需要編寫任何程序代碼就可以完成一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的仿真， 應(yīng)用十分廣泛7?；灸K庫在 Matlab7.0 中包含的是 Simulink6.0 ，在 Matlab 命令窗口中輸入命令 “ Simulink或”點(diǎn)擊 Matlab 工具欄上的 Simulink 的圖標(biāo)，即可進(jìn)入 Simulink 窗口，如圖 2.2 所示。在這個(gè)窗口中我們可以對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行查找，并在查找欄下方窗口中對(duì)所選模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單說明 8,9,10,15。Simulink

24、 基本模塊庫中共包含了一下十六個(gè)子庫。（ 1） Commonly used blocks模塊庫，為仿真提供常用的元模塊。（ 2） Continuous 模塊庫，為仿真提供連續(xù)系統(tǒng)模塊。（ 3） Discontinuous 模塊庫，為仿真提供非連續(xù)系統(tǒng)模塊。（ 4） Discrete 模塊庫，為仿真提供離散模塊。（ 5） Logic and bit operations 模塊庫，為仿真提供邏輯運(yùn)算和位運(yùn)算模塊。（ 6） Lookup tables 模塊庫，為仿真提供線形插值查詢表模塊。（ 7） Math operations模塊庫，為仿真提供數(shù)學(xué)運(yùn)算功能模塊。（ 8） Model verifyc

25、ation 模塊庫，為仿真提供模型檢測(cè)模塊。（ 9） Model-Wide Utilities 模塊庫，為仿真提供模型擴(kuò)充模塊。（ 10）Port and subsystems模塊庫，為仿真提供端口和子系統(tǒng)模塊。（ 11）Signal attributes模塊庫，為仿真提供信號(hào)屬性模塊。（ 12）Signal routing 模塊庫，為仿真提供信號(hào)線路模塊。（ 13）Sinks 模塊庫，為仿真提供接收模塊。（ 14）Sources模塊庫，為仿真提供輸入信號(hào)源。（ 15）Users.defined functions模塊庫，用戶自定義函數(shù)元件模塊。（ 16）Additional math &am

26、p;discrete 模塊庫，附加的數(shù)學(xué)函數(shù)和離散型系統(tǒng)模塊。圖 2.1 Simulink 模塊庫建模仿真的一般過程Simulink 建模仿真的一般過程如下。（ 1）首先，單擊工具欄上的“新建 ”圖標(biāo)，打開一個(gè)空白的編輯窗口，如圖2.2 所示。（ 2）在 Simulink 模塊庫中選取所需要的模塊，然后拖到編輯窗口里，將各個(gè)環(huán)節(jié)都布置好，并修改編輯窗口中模塊的參數(shù)。（ 3）然后用箭頭將各個(gè)模塊連接起來。這里應(yīng)該注意連接的方法：從上一個(gè)模塊的連線點(diǎn)開始， 按住左鍵不放， 拖到下一個(gè)連接模塊的連線點(diǎn)為止， 系統(tǒng)將自動(dòng)生成箭頭。（ 4）設(shè)置仿真參數(shù)。選擇菜單命令 Simulation Configu

27、ration parameters,就會(huì)彈出一個(gè)仿真參數(shù)對(duì)話框，如圖2.3 所示?？梢栽趫D2.3 中進(jìn)行設(shè)置仿真參數(shù)。（ 5）單擊 “start simulation按鈕進(jìn)”行系統(tǒng)仿真分析，在仿真的同時(shí)，可以觀察仿真結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，可以立即單擊 “stop按”鈕停止仿真，然后對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正，直到調(diào)整至滿意為止。最后將仿真模型保存為 *.mdl 文件 11。圖 2.2空白編輯窗口圖 2.3仿真參數(shù)設(shè)置窗口2.2 Simulink 在通信仿真中的應(yīng)用Simulink 中提供了通信系統(tǒng)的建模、仿真和優(yōu)化分析的專業(yè)庫Communication Blockset 。在這個(gè)庫中包含了十三個(gè)子庫，大概有

28、一百七十多個(gè)模塊，如圖 2.4 所示。圖 2.4通信模塊庫窗口該模塊庫中提供了完整的模擬 /數(shù)字通信系統(tǒng)建模、仿真和分析優(yōu)化圖形所需的模塊?？捎糜谕ㄐ畔到y(tǒng)中從信源到信道，包括編碼、調(diào)制、發(fā)射、接收等各個(gè)部分的建模，仿真分析。接下來對(duì)通信模塊的常用子庫進(jìn)行介紹。（1）Comm sources模塊庫，為仿真提供各種信號(hào)源，這些模塊分成三類：隨機(jī)數(shù)據(jù)源、序列生成模塊、噪聲產(chǎn)生模塊。（2）Comm sinks 模塊庫，為仿真提供了四個(gè)信宿模塊，用于繪制信號(hào)的眼圖，軌跡圖和發(fā)散圖，計(jì)算誤碼率。（3）Source coding 模塊庫，為仿真提供信源量化、編碼的模塊，包括采樣量化編 /解碼器， A 律壓縮

29、 /擴(kuò)張器， U 律壓縮 /擴(kuò)張器。（4）Error detection and correction模塊庫，為仿真提供信道編碼的差錯(cuò)控制和糾錯(cuò)模塊，包括 hamming 碼、 BCH 碼、循環(huán)碼、卷積碼。（5）Interleaving 模塊庫，為仿真提供各種實(shí)現(xiàn)信號(hào)交織功能的模塊。（6）Modulation 模塊庫，為仿真提供實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制解調(diào)的模塊，可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩個(gè)子庫，模擬調(diào)制包括“AM”、 “CPM”、 “FM”、“PM”、“ TCM”五種調(diào)制模塊。（7）Comm filters 模塊庫，為仿真提供發(fā)送/接收濾波器模塊。（8）Channels模塊庫，為仿真提供了四種常見的信

30、道模塊：AWGN 信道模塊、二進(jìn)制對(duì)稱信道模塊、多徑瑞利衰落信道模塊和倫琴衰落信道模塊。（9）RF impairments 模塊庫，這是 Matlab 新增加的模塊庫，用于對(duì)射頻信號(hào)的各種衰落進(jìn)行仿真。（10）Synchronization 模塊庫，為仿真提供四種鎖相環(huán)模塊，對(duì)信號(hào)同步功能進(jìn)行仿真。（11） Equalizers 模塊庫，為仿真提供多種均衡器模塊。（12）Sequence operation模塊庫，為仿真提供順序運(yùn)行模塊。（13）Utility blocks 模塊庫，為仿真提供了十種常用的轉(zhuǎn)換函數(shù)模塊12。第三章利用 Simulink 對(duì) QDPSK 進(jìn)行系統(tǒng)仿真通過上一章的講

31、述可以了解到Simulink 的一個(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)就在于不需要編寫任何程序代碼就可以完成一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的仿真，應(yīng)用十分廣泛?；赟imulink 的種種優(yōu)點(diǎn)，利用它來搭建QDPSK 系統(tǒng)模型非常簡(jiǎn)便。接下來我們將利用 Simulink 搭建 QDPSK 系統(tǒng)模型，分別對(duì)其工作過程和性能進(jìn)行仿真和仿真結(jié)果分析，最后對(duì)QDPSK 的性能進(jìn)行比較。3.1 利用 Simulink 對(duì) QDPSK 的系統(tǒng)仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)利用 Simulink 搭建的系統(tǒng)模型如圖3.29 所示。圖 3.29 QDPSK 仿真模型從圖中我們可以看出該模型主要有信源Random Integer Generater、QDPSK調(diào)

32、制器、 AWGN 信道、 QDPSK 解調(diào)器、信宿模塊組成。該模型用到的信宿模塊又具體分為 Scope 觀察各個(gè)階段信號(hào)的波形； Error Rate Calculation計(jì)算信號(hào)的誤碼率，并通過 Display 顯示出來； Eye Diagram of noisy QDPSK signal輸出眼圖； Discrete.Time Scope模塊 輸出調(diào)制信號(hào)和傳輸信號(hào)的星座圖13,14 。各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)（ 1）信源模塊信源 Random Integer Generater模塊產(chǎn)生隨機(jī)整數(shù)序列 0,1,2,3。并將產(chǎn)生的隨機(jī)整數(shù)信號(hào)傳送至 QDPSK 調(diào)制器。該模塊如圖 3.30 所示。圖

33、 3.30 信源模塊這里要求產(chǎn)生的必須是四進(jìn)制的隨機(jī)整數(shù)，因此 M.ary number 設(shè)置為 4。具體的參數(shù)設(shè)置如圖3.31 所示。圖 3.31信源模塊參數(shù)設(shè)置（ 2） QDPSK 調(diào)制模塊QDPSK調(diào)制器的主要作用是將信源產(chǎn)生的四進(jìn)制隨機(jī)序列進(jìn)行QDPSK調(diào)制 ,使之產(chǎn)生QDPSK 信號(hào)。該模塊如圖3.32 所示。圖 3.32 QDPSK 調(diào)制模塊這里注意 QDPSK 調(diào)制模塊的參數(shù)設(shè)置與解調(diào)模塊的參數(shù)設(shè)置必須一致。輸入數(shù)據(jù)類型為整型，相位偏移設(shè)置為/2。 具體的參數(shù)設(shè)置如圖3.33 所示。圖 3.33 QDPSK 調(diào)制模塊參數(shù)設(shè)置（ 3）信道模塊這里信道采用的是 AWGN 信道模塊，它

34、是加性高斯白噪聲信道，可以通過改變?cè)撔诺赖牡男旁氡龋?實(shí)現(xiàn)在不同的噪聲條件下對(duì)解調(diào)性能的測(cè)試， 從而得出信噪比與誤碼率的關(guān)系。該模塊如圖 3.34 所示。圖 3.34 QDPSK 信道模塊這里的參數(shù)設(shè)置應(yīng)注意， 系統(tǒng)的信噪比是可以改變的。 我們可以使信噪比逐漸增大，觀察相對(duì)應(yīng)的誤碼率、眼圖、星座圖，從而可以對(duì) QDPSK 系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。具體的參數(shù)設(shè)置如圖 3.35 所示。圖 3.35信道模塊參數(shù)設(shè)置（ 4） QDPSK 解調(diào)模塊QDPSK 解調(diào)器的主要作用是將經(jīng)過信道的QDPSK 調(diào)制信道進(jìn)行解調(diào) ,使之恢復(fù)出原來的輸入信號(hào)。該模塊如圖3.36 所示。圖 3.36 QDPSK 解調(diào)模塊Q

35、DPSK 解調(diào)模塊的參數(shù)設(shè)置與調(diào)制模塊的參數(shù)設(shè)置一致。輸入數(shù)據(jù)類型為整型，相位偏移設(shè)置為/2。具體的參數(shù)設(shè)置如圖3.37 所示。圖 3.37 QDPSK 解調(diào)模塊參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)工作過程的仿真系統(tǒng)模型搭建完成，參數(shù)也設(shè)置好之后，接下來的工作就是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。運(yùn)行完成之后，可以觀察到信源信號(hào)的波形如圖3.38 所示。圖 3.38信源信號(hào)波形當(dāng)信噪比為 5 時(shí)，解調(diào)信號(hào)的波形如圖3.39 所示。圖 3.39解調(diào)信號(hào)的波形系統(tǒng)性能的仿真對(duì) QDPSK 性能的仿真主要來觀察不同信噪比條件下的誤碼情況、眼圖、星座圖。關(guān)于誤碼情況我們可以從兩個(gè)接收模塊來觀察。 一個(gè)是觀察不同信噪比條件下的信源信號(hào)和解調(diào)信號(hào)

36、以及兩個(gè)信號(hào)的比較圖 若兩個(gè)信號(hào)相同結(jié)果為 1，若不同結(jié)果為 0；另一個(gè)就是通過 Error Rate Calculation計(jì)算信號(hào)的誤碼率， 并通過 Display 顯示出來，通過Display 顯示出來的窗口有三個(gè)，最上面的為誤碼率，中間的為傳輸錯(cuò)誤的碼元個(gè)數(shù)，最下面的為傳輸?shù)目偞a元個(gè)數(shù)。首先來觀察一下信噪比為1 時(shí)系統(tǒng)的誤碼情況、 眼圖、星座圖。把可調(diào)信道的信噪比參數(shù)設(shè)置為1，然后進(jìn)行系統(tǒng)仿真。運(yùn)行完成之后，可以分別觀察到此時(shí)系統(tǒng)的信源信號(hào)和解調(diào)信號(hào)以及兩個(gè)信號(hào)的比較圖如圖3.40 所示，誤碼率如圖 3.41 所示，眼圖如圖 3.42 所示，經(jīng)過信道前后的星座圖分別如圖3.43 和 3

37、.44所示。圖 3.40（上圖）信源信號(hào)波形圖（中圖）解調(diào)信號(hào)（下圖）兩者的比較信號(hào)圖 3.41誤碼率圖 3.42 眼圖圖 3.43經(jīng)過信道前的星座圖圖 3.44經(jīng)過信道后的星座圖由仿真圖可以看出， 此時(shí)的信噪比比較小， 對(duì)應(yīng)的誤碼率為0.4195，比較大，傳輸錯(cuò)誤的碼元數(shù)為8390，也比較多；此時(shí)的眼圖非常不規(guī)則，“眼睛 ”張開的程度也非常小；經(jīng)過信道后的星座圖也非常分散，沒有規(guī)則。接下來觀察一下信噪比為5 時(shí)系統(tǒng)的誤碼情況、 眼圖、星座圖。把可調(diào)信道的信噪比參數(shù)設(shè)置為5，然后進(jìn)行系統(tǒng)仿真。運(yùn)行完成之后，可以分別觀察到此時(shí)系統(tǒng)的信源信號(hào)和解調(diào)信號(hào)以及兩個(gè)信號(hào)的比較圖如圖3.45 所示，誤碼率如圖 3.46 所示，眼圖如圖3