一、QPSK原理

QPSK規定了四種載波相位，分別為45°，135°，225°，315°，調制器輸入的數據是二進制數字序列，為了能和四進制的載波相位配合起來，則需要把二進制數據變換為四進制數據，這就是說需要把二進制數字序列中每兩個比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱為雙比特碼元。每一個雙比特碼元是由兩位二進制信息比特組成，它們分別代表四進制四個符號中的一個符號。
雙比特與載波相位的關系如表所示：

二、QPSK調制方法

QPSK信號產生的方法有兩種，一種是相位選擇法，如下圖所示：

另一種是相乘電路，下面詳細介紹：
下圖中輸入的基帶信號an是二進制不歸零雙極性碼元，它被串并變換電路變成兩路碼元I(t)和Q(t)。[轉換規則可以設定為奇數位為I(t)，偶數位為Q(t)。例：1011001001 I(t)：11010 Q(t)：01001]變成并行碼元I(t)和Q(t)后，其每個碼元的持續時間是輸入碼元的2倍，這兩路并行碼元序列分別用以和兩路正交載波相乘。在相加電路中相加后得到輸出矢量s(t)。

三、QPSK的時域波形

對于序列01 01 10 00 11 01 00，其按A、B方式調制的時域波形如下圖所示：

四、QPSK的功率譜

由于QPSK信號可被理解為由同相支路和正交支路兩路2PSK疊加而成，但是載波的幅度與碼元速率不同，因此QPSK信號的功率譜密度相當于2PSK信號的功率譜密度的線性疊加：

因此QPSK信號的功率譜示意圖如下：

由上圖可以看出其帶寬等于基帶碼元速率，峰值頻率為等于載波頻率。

五、星座圖的基本概念

在數字通信領域中，經常將數字信號在復平面上表示，以直觀的表示信號以及信號之間的關系，這種圖示就是星座圖。星座圖可以看成數字信號的一個“二維眼圖”陣列，同時符號在圖中所處的位置具有合理的限制或判決邊界。如果要將數字信號發送出去，一般不會直接發0或1，而是先將0,1信號（bit）按照一個或者幾個組成一組，比如每兩個bit組成一組，即有00,01,10,11，總共四種狀態，此時可以選擇QPSK調制，QPSK四個點組成一個QPSK的星座圖，每個點與相鄰的點相差90度（幅度是相同的），一個星座點對應一個調制符號。星座圖的作用主要是在調制時用于映射，而接收時用于判斷發送的到底是哪個點，從而正確解調數據。

六、MATLAB實現QPSK已調信號生成的思路

按照QPSK調制原理，將信源進行串/并轉換，分別即取出信源（m序列）的奇偶位，并將碼速變為原來的一半，接著將該單極性非歸零信號變為雙極性非歸零信號。對該兩路信號進行采樣，對奇數列采樣序列乘cos?(2πf_c t)減去偶數列采樣序列乘sin?(2πf_c t)，得到QPSK信號。對QPSK信號進行fft再進行fftshift求其頻譜。將基帶信號兩位兩位組合，映射到QPSK星座圖，畫圖得到信源星座圖。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的QPSK调制及MATLAB实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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