QPSK调制与解调原理

QPSK调制：四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。图2-1QPSK相位图以π/4QPSK信号来分析,由相位图可以看出：当输入的数字信息为“11”码元时，输出已调载波4ππ2cosctfA(2-1)当输入的数字信息为“01”码元时，输出已调载波43ππ2cosctfA(2-2)当输入的数字信息为“00”码元时，输出已调载波1101001045ππ2cosctfA(2-3)当输入的数字信息为“10”码元时，输出已调载波47ππ2cosctfA(2-4)QPSK调制框图如下：图2-2QPSK调制框图其中串并转换模块是将码元序列进行I/Q分离，转换规则可以设定为奇数位为I，偶数位为Q。例：1011001001：I路：11010；Q路：01001电平转换模块是将1转换成幅度为A的电平，0转换成幅度为-A的电平。如此，输入00则)452cos(2)2sin()2cos(tfAtfAtfAQPSKccc,输入11，则)42cos(2)2sin()2cos(tfAtfAtfAQPSKccc，等等。QPSK解调：接收机收到某一码元的QPSK信号可表示为：yi(t)=acos(2πfct+φn)其中(2-5)图2-4QPSK解调原理分析由QPSK的解调框图得到：(2-6)(2-7)(2-8)(2-9).47π,45π,43π,4πn)π2cos()()()(cniBAtfatytytynnnBatfatftfatzsin2)π4sin(2)2ππ2cos()π2cos()(cccnBnAatxatxsin2)(,cos2)(nnccncAatfatftfatzcos2)π4cos(2π2cos)π2cos()(图2-5QSK信号解调器的判决准则符号相位nncos的极性nsin的极性判决器输出AB4/++114/3-+014/5--004/7+-10