bpsk调制及解调实验_无线通信中的IQ调制,BPSK调制,QPSK调制,16QAM调制的理解...
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先从IQ调制说起:
IQ调制:IQ解调原理:Linux
下使用GNU Octave
运行下面的代码:
MATLAB
1 2 3 4 5 6 |
t=-1:0.001:1; f=1; y=cos(2*pi*2*f*t); subplot(1,2,1);plot(t,y); y=sin(2*pi*2*f*t); subplot(1,2,2);plot(t,y); |
前面我们讲了IQ调制和解调的原理,下来我们看一下如何应用IQ调制来实现MPSK调制(QPSK、8PSK等)、MQAM调制(16QAM、64QAM等)。
先来了解一下BPSK(Binary Phase Shift Keying,二相相移键控)如何用IQ调制实现QPSK调制?Linux
下使用GNU Octave
运行下面的代码:
MATLAB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
%输入信号 >> subplot(4,1,1); >> t=0:0.001:8; >> d=[0 0 ;0.5 1;1 1;1.5 0;2 1 ;2.5 1;3 0;3.5 0;4 0;4.5 1 ;5 1 ;5.5 0 ;6 1 ;6.5 1 ;7 0 ;7.5 0]; >> s=pulstran(t-0.25,d,'rectpuls',0.5);plot(t,s) ; >> axis([0 8 -0.5 1.5]); >> text(0.25,1.2,'0') ; text(0.75,1.2,'1') ; text(1.25,1.2,'1') ; text(1.75,1.2,'0') ; >> text(2.25,1.2,'1') ; text(2.75,1.2,'1') ; text(3.25,1.2,'0') ; text(3.75,1.2,'0') ; >> text(4.25,1.2,'0') ; text(4.75,1.2,'1') ; text(5.25,1.2,'1') ; text(5.75,1.2,'0') ; >> text(6.25,1.2,'1') ; text(6.75,1.2,'1') ; text(7.25,1.2,'0') ; text(7.75,1.2,'0') ; |
MATLAB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
% I路信号 >> subplot(4,1,2); >> t=0:0.001:8; >> a=1/sqrt(2); >> d=[0 -a ;1 +a;2 -a;3 +a; 4 -a ;5 +a;6 -a;7 +a]; >> s=pulstran(t-0.5,d,'rectpuls');plot(t,s) ; >> axis([0 8 -2 2]); >> text(0.5,1.5,'-0.7') ; text(1.5,1.5,'+0.7') ;text(2.5,1.5,'-0.7') ;text(3.5,1.5,'+0.7'); >> text(4.5,1.5,'-0.7') ; text(5.5,1.5,'+0.7') ;text(6.5,1.5,'-0.7') ;text(7.5,1.5,'+0.7'); |
MATLAB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
% Q路信号 >> subplot(4,1,3); >> t=0:0.001:8; >> d=[0 +a;1 -a;2 -a;3 +a; 4 +a;5 -a;6 -a;7 +a]; >> s=pulstran(t-0.5,d,'rectpuls');plot(t,s) ; >> axis([0 8 -2 2]); >> text(0.5,1.5,'+0.7') ; text(1.5,1.5,'-0.7') ; text(2.5,1.5,'-0.7') ; text(3.5,1.5,'+0.7') >> text(4.5,1.5,'+0.7') ; text(5.5,1.5,'-0.7') ; text(6.5,1.5,'-0.7') ; text(7.5,1.5,'+0.7') |
MATLAB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
%QPSK调制信号 >> subplot(4,1,4); >> t=0:0.001:8; >> d1=[0 -a ;1 +a;2 -a;3 +a; 4 -a ;5 +a;6 -a;7 +a]; >> s1=pulstran(t-0.5,d1,'rectpuls').*cos(2*pi*5*t) ; >> d2=[0 +a;1 -a;2 -a;3 +a; 4 +a;5 -a;6 -a;7 +a]; >> s2=pulstran(t-0.5,d2,'rectpuls').*sin(2*pi*5*t); >> plot(t,s1-s2) ; >> axis([0 8 -2 2]); >> text(0.3,1.5,'3\pi/4') ; text(1.3,1.5, '7\pi/4') ; text(2.3,1.5,'5\pi/4') ; text(3.3,1.5,'\pi/4') ; >> text(4.3,1.5, '3\pi/4') ; text(5.3,1.5, '7\pi/4') ; text(6.3,1.5,'5\pi/4') ; text(7.3,1.5,'\pi/4') ; |
QPSK调制的星座图
星座图,就是说一个坐标,如高中的单位圆,横坐标是I,纵坐标是Q,相应于投影到I轴的,叫同相分量,同理投影到Q轴的叫正交分量。由于信号幅度有差别,那么就有可能落在单位圆之内。具体地说,64QAM,符号有64个,等于2的6次方,因此每个符号需要6个二进制来代表才够用。这64个符号就落在单位圆内,根据幅度和相位的不同 落的地方也不同。从其中一个点跳到另一个点,就意味着相位调制和幅度调制同时完成了。”QPSK的映射关系可以随意定吗?
还以发送数据是11为例,接收数据误判为10和00的概率要高于误判为01的概率。11误判为10错了1个比特,但11误判为00却错了2个比特。
综上所述,在相同的信道条件下,采用00↔π/4、01↔3π/4、10↔5π/4、11↔7π/4映射关系的QPSK调制的误比特率要高于采用00↔π/4、01↔3π/4、11↔5π/4、10↔7π/4映射关系。
象00、01、11、10这样,相邻的两个码之间只有1位数字不同的编码叫做格雷码。QPSK调制中使用的就是格雷码。
十进制数 | 自然二进制数 | 格雷码 |
---|---|---|
0 | 0000 | 0000 |
1 | 0001 | 0001 |
2 | 0010 | 0011 |
3 | 0011 | 0010 |
4 | 0100 | 0110 |
5 | 0101 | 0111 |
6 | 0110 | 0101 |
7 | 0111 | 0100 |
8 | 1000 | 1100 |
9 | 1001 | 1101 |
10 | 1010 | 1111 |
11 | 1011 | 1110 |
12 | 1100 | 1010 |
13 | 1101 | 1011 |
14 | 1110 | 1001 |
15 | 1111 | 1000 |
如何使用IQ调制实现8PSK?如何使用IQ调制实现16QAM?
注:前面讲的PSK调制(QPSK、8PSK),星座图中的点都位于单位圆上,模相同(都为1),只有相位不同。而QAM调制星座图中的点不再位于单位圆上,而是分布在复平面的一定范围内,各点如果模相同,则相位必不相同,如果相位相同则模必不相同。星座图中点的分布是有讲究的,不同的分布和映射关系对应的调制方案的误码性能是不一样的,这里不再展开去讲。
利用IQ调制实现BPSK调制
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