QPSK调制解调完整程序配有自己的注释.docx
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QPSK调制解调完整程序配有自己的注释
QPSK调制解调完整程序（配有注释）
clc;
clearall;
%假定接收端已经实现载波同步,位同步（盲信号解调重点要解决的问题:
载波同步（costas环（未见到相关代码））,位同步（Gardner算法（未见相关代码））,帧同步）
%carrierfrequencyformodulationanddemodulation
fc=5e6;
%QPSKtransmitter
data=5000;%码数率为5MHZ%原码个数
rand_data=randn（1,5000）;
fori=1:
data
ifrand_data（i）>=0.5
rand_data（i）=1;
else
rand_data（i）=0;
end
end
%serieltoparallel%同时单极性码转为双极性码
fori=1:
data
ifrem（i,2）==1
ifrand_data（i）==1
I（i）=1;
I（i+1）=1;
else
I（i）=-1;
I（i+1）=-1;
end
else
ifrand_data（i）==1
Q（i-1）=1;
Q（i）=1;
else
Q（i-1）=-1;
Q（i）=-1;
end
end
end
%zeroinsertion,此过程称为成形。
成形的意思就是实现由消息到波形的转换,以便发射,脉冲成形应该是在基带调制之后。
zero=5;%samplingrate25MHZ,明白了,zero为过采样率。
它等于采样率fs/码速率。
fori=1:
zero*data%采样点数目=过采样率*原码数目
ifrem（i,zero）==1
Izero（i）=I（fix（（i-1）/zero）+1）;
Qzero（i）=Q（fix（（i-1）/zero）+1）;
else
Izero（i）=0;
Qzero（i）=0;
end
end
%pulseshapefilter,接着,将进行低通滤波,因为随着传输速率的增大,基带脉冲的频谱将变宽
%如果不滤波（如升余弦滤波）进行低通滤波,后面加载频的时候可能会出现困难。
%平方根升余弦滤波器
%psf=rcosfir（rf,n_t,rate,fs,'sqrt'）rate:
过采样率,rf:
滚降因子,n_t:
滤波器阶数,fs:
采样率
%用在调制或发送之前,用在解调或接受之后,用来降低过采样符号流带宽并不引发ISI（码间串扰）
NT=50;
N=2*zero*NT;%=500
fs=25e6;
rf=0.1;
psf=rcosfir（rf,NT,zero,fs,'sqrt'）;%psf大小为500
Ipulse=conv（Izero,psf）;
Qpulse=conv（Qzero,psf）;
%为什么数字信号传输也要过采样,成形滤波?
%答:
过采样的数字信号处理起来对低通滤波器的要求相对较低,如果不过采样,滤波的时候滤波器需要很陡峭,指标会很严格
%成形滤波的作用是保证采样点不失真。
如果没有它,那信号在经过带限信道后,眼图张不开,ISI非常严重。
成形滤波的位置在基带调制之后。
%因为经成形滤波后,信号的信息已经有所损失,这也是为避免ISI付出的代价。
换句话说,成形滤波的位置在载波调制之前,仅挨着载波调制。
%即:
（发送端）插值（采样）-成形-滤波（LPF）-加载频（载波调制）-加噪声至（接收端）乘本振-低通-定时抽取-判决。
%modulation
fori=1:
zero*data+N%采样点数目改变（因为卷积的缘故）
t（i）=（i-1）/（fs）;%这里因为假设载频与码速率大小相等,所以用载频fc乘以过采样率=采样率。
Imod（i）=Ipulse（i）*sqrt
（2）*cos（2*pi*fc*t（i））;
Qmod（i）=Qpulse（i）*（-sqrt
（2）*sin（2*pi*fc*t（i）））;
end
sum=Imod+Qmod;
%QPSKreceiver
%demodulation
fori=1:
zero*data+N
Idem（i）=sum（i）*sqrt
（2）*cos（2*pi*fc*t（i））;
Qdem（i）=sum（i）*（-sqrt
（2）*sin（2*pi*fc*t（i）））;end
%matchedfilter
mtf=rcosfir（rf,NT,zero,fs,'sqrt'）;
Imat=conv（Idem,mtf）;
Qmat=conv（Qdem,mtf）;
%dataselection
fori=1:
zero*data
Isel（i）=Imat（i+N）;
Qsel（i）=Qmat（i+N）;
end
%sampler%提取码元
fori=1:
data
Isam（i）=Isel（（i-1）*zero+1）;
Qsam（i）=Qsel（（i-1）*zero+1）;
end
%decisionthreshold
threshold=0.2;
fori=1:
data
ifIsam（i）>=threshold
Ifinal（i）=1;
else
Ifinal（i）=-1;
end
ifQsam（i）>=threshold
Qfinal（i）=1;
else
Qfinal（i）=-1;
end
end
%paralleltoserial
fori=1:
data
ifrem（i,2）==1
ifIfinal（i）==1
final（i）=1;
else
final（i）=0;
end
else
ifQfinal（i）==1
final（i）=1;
else
final（i）=0;
end
end
end
%绘图
figure
（1）
plot（20*log（abs（fft（rand_data））））;
axis（[0data-40100]）;
gridon;
title（'spectrumofinputbinarydata'）;
figure
（2）
subplot（221）;
plot（20*log（abs（fft（I））））;
axis（[0data-40140]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channeldata'）;
subplot（222）;
plot（20*log（abs（fft（Q））））;
axis（[0data-40140]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channeldata'）;
subplot（223）;
plot（20*log（abs（fft（Izero））））;
axis（[0zero*data-20140]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channelafterzeroinsertion'）;subplot（224）;
plot（20*log（abs（fft（Qzero））））;
axis（[0zero*data-20140]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channelafterzeroinsertion'）;figure（3）;
subplot（221）;
plot（psf）;
axis（[200300-0.20.6]）;
title（'timedomainresponseofpulseshapingfilter'）;gridon;
subplot（222）;
plot（20*log（abs（fft（psf））））;
axis（[0N-35050]）;
gridon;
title（'transferfunctionofpulseshapingfilter'）;
subplot（223）;
plot（20*log（abs（fft（Ipulse））））;
axis（[0zero*data+N-250150]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channelafterimpulseshapingfilter'）;subplot（224）;
plot（20*log（abs（fft（Qpulse））））;
axis（[0zero*data+N-250150]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channelafterpluseshapingfilter'）;figure（4）
subplot（211）;
plot（20*log（abs（fft（Imod））））;
axis（[0zero*data+N-250150]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channelaftermodulation'）;
subplot（212）;
plot（20*log（abs（fft（Qmod））））;
axis（[0zero*data+N-250150]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channelaftermodulation'）;
figure（5）
subplot（221）;
plot（20*log（abs（fft（Idem））））;
axis（[0zero*data-200150]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channelafterdemodulation'）;
subplot（222）;
plot（20*log（abs（fft（Qdem））））;
axis（[0zero*data+N-200150]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channelafterdemodulation'）;
subplot（223）;
plot（20*log（abs（fft（Imat））））;
axis（[0zero*data-400200]）;
gridon;
title（'spectrumofI-channelaftermatchedfilter'）;
subplot（224）;
plot（20*log（abs（fft（Qmat））））;
axis（[0zero*data-400200]）;
gridon;
title（'spectrumofQ-channelaftermatchedfilter'）;
figure（6）
subplot（221）;
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