QPSK的瑞利衰落.ppt

1、*2011-11-17,QPSK的瑞利衰落,a,2,內(nèi) 容,QPSK的調(diào)制原理 QPSK的解調(diào)原理 瑞利衰落信道 MATLAB仿真,a,3,QPSK的調(diào)制原理,QPSK又叫四相絕對(duì)相移調(diào)制，QPSK利用載波的四種不同相位來表征數(shù)字信息。由于每一種載波相位代表兩個(gè)比特信息，故每個(gè)四進(jìn)制碼元又被稱為雙比特碼元。我們把組成雙比特碼元的前一信息比特用a代表，后一信息比特用b代表。雙比特碼元中兩個(gè)信息比特ab通常是按格雷碼排列的，它與載波相位的關(guān)系如表1所示，矢量關(guān)系如圖1所示。圖（a）表示A方式時(shí)QPSK信號(hào)矢量圖，圖（b）表示B方式時(shí)QPSK信號(hào)的矢量圖。由于正弦和余弦的互補(bǔ)特性，對(duì)于載波相位的四種

2、取值，在A方式中：45、135、225、315，則數(shù)據(jù)通過處理后輸出的成形波形幅度有兩種取值；B方式中：0、90、180、270，則數(shù)據(jù)通過處理后輸出的成形波形幅度有三種取值1、0。,a,4,QPSK的調(diào)制原理,表1 雙比特碼元與載波相位關(guān)系,圖1 QPSK信號(hào)的矢量圖,a,5,QPSK的調(diào)制原理,QPSK的產(chǎn)生可采用相位選擇法或正交調(diào)制法。相位選擇法的方框圖如圖2所示。圖2中, 輸入的二進(jìn)制信息序列經(jīng)串/并變換后去控制邏輯選相電路的相位輸出。由圖2可看出，系統(tǒng)工作在A方式。,圖2相位選擇法產(chǎn)生QPSK信號(hào)的方框圖,a,6,QPSK的調(diào)制原理,正交調(diào)制法產(chǎn)生QPSK信號(hào)的方框圖如圖3所示。,從

3、圖可看出，它由兩路正交的2PSK調(diào)相電路組合而成。二進(jìn)制信息序列經(jīng)串/并變換后，分為A、B兩路，每路的碼元速率是輸入數(shù)據(jù)速率的一半。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)相，加到乘法器的調(diào)制信號(hào)必須是雙極性的，因此A、B兩路都接入了單/雙極性變換器。圖3中給出了輸出信號(hào)的矢量圖。由圖可看出，系統(tǒng)工作在B方式。,圖3正交調(diào)制法產(chǎn)生QPSK信號(hào)的方框圖,a,7,QPSK的解調(diào)原理,QPSK信號(hào)的相干正交解調(diào)方框圖如下。因?yàn)镼PSK信號(hào)是兩個(gè)正交的2PSK信號(hào)合成的，因此，可仿照2PSK相干檢測(cè)法，在同相路和正交路中分別設(shè)置兩個(gè)相關(guān)器，即用兩個(gè)相互正交的相干信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)二相信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，得到I(t)和Q(t)，再經(jīng)電平判

4、決和并/串變換后即可恢復(fù)原始數(shù)字信息。此法也稱為極性比較法。,圖4QPSK信號(hào)的相干解調(diào)方框圖,a,8,瑞利衰落信道,瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一種無線電信號(hào)傳播環(huán)境的統(tǒng)計(jì)模型。這種模型假設(shè)信號(hào)通過無線信道之后，其信號(hào)幅度是隨機(jī)的，表現(xiàn)為“衰落”特性，并且多徑衰落的信號(hào)包絡(luò)服從瑞利分布。由此，這種多徑衰落也稱為瑞利衰落。 瑞利衰落只適用于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)不存在直射信號(hào)的情況，否則應(yīng)使用萊斯衰落信道作為信道模型。 注意：信道的瑞利衰落僅影響信號(hào)的幅度，而不影響信號(hào)的相位！,a,9,MATLAB仿真,瑞利衰落仿真模型用來仿真由QPSK調(diào)制的信號(hào)經(jīng)過多路瑞利衰落

5、的效果，該模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。,圖5QPSK瑞利衰落仿真模型,a,10,MATLAB仿真,內(nèi)容： 1.構(gòu)建一個(gè)理想信道基本QPSK仿真系統(tǒng),仿真結(jié)果有 a.基帶輸入波形 b.QPSK信號(hào)及頻譜 c.解調(diào)輸出 2.構(gòu)建一個(gè)在AWGN（高斯白噪聲）信道條件下的QPSK仿真系統(tǒng)，仿真結(jié)果有 a.QPSK信號(hào)及頻譜 b.QPSK信號(hào)星座圖 c.高斯白噪聲波形 3.構(gòu)建一個(gè)先經(jīng)過Rayleigh，再通過AWGN信道條件下的條件下的QPSK仿真系統(tǒng)，仿真結(jié)果有 a.QPSK信號(hào)及其功率譜 b.通過瑞利衰落信道之前和之后的信號(hào)星座圖，前后進(jìn)行比較 c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪聲條件下的誤碼性能曲線,a,11,MATLAB仿真,仿真結(jié)果及分析：,一、理想信道下的仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：,結(jié)果分析： 如圖上結(jié)果顯示，完成了QPSK信號(hào)在理想信道上的調(diào)制，傳輸，解調(diào)的過程，并且可以看出調(diào)制解調(diào)的結(jié)果沒有誤碼。,a,12,MATLAB仿真,仿真結(jié)果及分析：,二、高斯信道下的仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：,結(jié)果分析： 在高斯噪聲的影響下，調(diào)制信號(hào)的波形發(fā)生了明顯的變化，功率頻譜相對(duì)于前圖中的調(diào)制信號(hào)的頻譜發(fā)生了變化。星座圖反映可接收信號(hào)早高斯噪聲的影響下發(fā)生了誤碼，但是大部分還是保持了原來的特性。,a,13,MATLAB仿真,仿真結(jié)果及分析：,三、高斯信道下的仿先通過瑞利衰落信道再通過高