第一章 前言

1.1 现代通信的发展

随着通信技术的飞速发展，数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统。频带传输系统也叫数字调制系统，该系统对基带信号进行调制，使其频谱搬移到适合信道传输的频带上。数字调制信号又称为键控信号，在调制的过程中可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅，频率及相位进行调制。在技术和工艺进步的基础上，数字通信中调制解调算法的实现已不再是一件可望不可及的事情。与此同时，人们对通信的要求越来越高，各种技术不断地应用于通信领域，各种新的通信业务将不断地被开发出来。可以说，无论是通信系统的内在要求 （算法复杂性决定接收的质量），还是外在条件（技术和工艺）都在促使通信系统的调制解调向数字化发展。通信工程在未来的发展，要运用无线宽带网络技术和云电技术实现无线的城市发展战略。如人们可以应用通信技术，实现自身网络通信的需求，可以在日常生活中通过手机来观看电视节目，在手机上进行游戏互动，以及用手机来参加临时的视频会议等。将通信技术充分地应用到人们的生活和学习中，不但可以有效地改善人们的生活质量，还可以实现城市的高度信息化和网络化，将我国的信息现代化水平提升到新的层次，构建全方位、立体化的通信网络。在通信工程未来的发展过程中，人们可以实现利用光来进行通讯的技术，并将其应用到网络技术中，使信息的传递和接收更加快速和便捷，而且更容易对网络通信技术进行科学的管理和规范，使之更好地为人们服务。同时光通信技术的发展和应用，以及通信工程质量的提高和服务范围的扩大，都可以使宽带的接入和节点的转换等网络技术在通信工程的应用中大大加快，从而为人们的生活和学习带来翻天覆地的变化。

1.2 QDPSK在通信中的应用

QPSK正交相移键控分为绝对相移和相对相移两种。由于绝对相移方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK。目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。中国的3G制式（CDMA2000，WCDMA,TD-SCDMA）均在下行链路上采用QPSK调制。在建筑物较多、地形复杂的地区就必须用QDPSK来确保信噪

1

比从而确保通信的准确性和有效性。QDPSK意为四相相对移相键控，它是利用前后相邻码元之间的载波相对相位变化来表示数字信息。QDPSK可先将输入的双比特码经码型变换，再用码型变换器输出的双比特码进行四相绝对移相，则所得到的输出信号便是四相相对移相信号。它通常采用的方法是码变换加调相法和码变换加相位选择法。QDPSK是一种宽带和功率相对高效率的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。在通信与电子工程领域，系统仿真技术一直是进行新型通信协议研发、通信体制的性能研究、通信系统设计、算法分析和改进、通信信号处理、电子系统设计的重要手段。传统的仿真技术基于Ｃ语言等计算机专业编程技术，编程的工作量大，仿真程序的可读性、可重用性、可靠性都很难适应大型复杂通信系统仿真的需要。通信与电子工程师和科研工作者迫切需要一种仿真工具，以摆脱繁杂的编程工作，将精力和时间集中到解决科学问题、提出和验证创新思想和算法上来。MATLAB以及Simulink科学计算、建模和仿真软件是为了适应这一要求而产生的优秀仿真平台软件，并已成为全世界科学工作者共同的学术交流工具以及系统仿真界事实上的工业标准。随着无线通信频带资源的日益紧张，研究和设计自适应信道调制技术体制是建立宽带移动通信网络的关键技术之一。QDPSK是一种宽带和功率相对高效率的信道调制技术，因此在自适应信道调制技术中得到了较多应用。利用MATLAB通信仿真软件对QDPSK数字通信方式和主要通信过程的实际情况进行计算机模拟仿真具有重要的意义[1]。

2

第二章 QDPSK的基本原理

QDPSK是现代数字通信系统中常用的调制方式，QDPSK则主要用于自适应信道调制技术。本章主要就QDPSK的基本原理进行介绍，并简要讲述各自的几种常用的调制解调方法，为以后的系统仿真打下良好的理论基础。

2.1 QDPSK通信系统的性能指标

2.1.1可靠性指标

数字通信系统的可靠性指标用差错率来衡量。差错率越小，可靠性越高。差错率也有两种表达方式误码率与误信率。

误码率：指接收到的错误码元数和总的传输码元个数之比，即在传输中出现错误码元的概率，记为：

Pe?接受的错误码元数 （2.1.1）

传输总码元数误信率：又叫误比特率，是指接收到的错误比特数和总的传输比特数之比， 即在传输中出现的错误信息量的概率，记为：

Pb?接受的错误比特数 （2.1.2）

传输的总比特数 2.1.2 性能分析

信号经过调制、信道、解调过程。在接收端，将得到的数与原始信号源数据比较，得到在特定信噪比下的误码率。改变系统信噪比，从而得到系统的误码率曲线图，并给出各关健点信号图及星座图。

2.2 QDPSK的基本原理

四进制的DPSK通常记作QDPSK。QDPSK信号的编码方式如表2.1和2.2所示。表中的△

3

?是相对于前一相邻码元的相位变化。与QPSK相同，QDPSK也有A、B两种编码方式。A方式中的△?分别取0°、90°、180°、270°；B方式中的△?分别取45°、135°、225°、315°。A方式和B方式的区别在于两者的星座图上相差45°；并且两者和格雷码双比特组间的对应关系也不是唯一的，即A方式中的0°和B方式中的45°不用必须对应双比特组01，只要两星座图的相位不变，它们就依然属于A方式或者B方式[2]。

表2.1 QDPSK信号的编码A方式

a 0 0 b 0 1 △? 90° 0° a 1 1 b 1 0 △? 270° 180°

表2.2 QDPSK信号的编码B方式

a 0 0 b 0 1 △? 135° 45° a 1 1 b 1 0 △? 315° 225°

2.2.1 QDPSK的调制方式

QDPSK信号的产生方法只是需要把输入的基带信号先经过码变换器把绝对码变成相对码，然后再去调制载波。QDPSK的调制方法有两种。第一种方法是相乘电路法，编码规则如表2.1和表2.2所示，原理方框图如图2.1所示。

4