目录

1.QPSK调制原理

2.QPSK解调原理

3.Viterbi-Viterbi（VV）相位同步技术

4.MATLAB程序构架

5.仿真结果

7.完整程序下载

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       在数字通信系统中，QPSK（正交相移键控） 是一种高效的恒包络调制技术，通过 4 种相位状态携带2bit/符号的信息，广泛应用于卫星通信、无线局域网（Wi-Fi）、4G LTE等场景；而Viterbi-Viterbi（VV）相位同步是针对恒包络调制（如QPSK、8PSK）设计的盲相位同步算法，无需额外导频信号，仅通过解调数据本身估计载波相位偏移，具有频谱效率高、实现复杂度低的优势。

1.QPSK调制原理

       QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。通过完成设计内容， 学习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。 

      理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。通过本次实验，除了培养了自主动手学到了知识之外，还可以将次研究作为一种推广，让自己来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实现方法。可以方便自己进行测试和对比。

      正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）是一种数字调制方式。它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DQPSK。QPSK是一种四进制相位调制，具有良好的抗噪特性和频带利用率，广泛应用 于卫星链路、数字集群等通信业务。

       QPSK是一种利用载波的四种不同相位来表示数字信息的调制方式。在QPSK中，每个码元周期内载波的相位有四种可能取值，通常分别为0、π/2、π、3π/2，或者可以表示为 ±π/4、±3π/4。由于每种相位状态可以代表2个比特的信息，因此QPSK可以在相同的带宽下传输比 BPSK 更多的数据，从而提高了频谱利用率。 

调制的结构框图如下图所示：

2.QPSK解调原理

QPSK解调原理:

      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。

   　在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。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。     

QPSK的调制解调算法相对简单，易于在数字信号处理芯片或专用集成电路中实现，与一些更复杂的调制方式如16QAM、64QAM等相比，其实现成本较低，对硬件的要求相对不高，因此在许多通信系统中得到了广泛应用。

3.Viterbi-Viterbi（VV）相位同步技术

VV算法通过计算不同假设相位下的对数似然函数，找到使对数似然函数最大的相位作为相位偏差的估计值。即：

      

        这个调整后的信号将作为下一个符号周期相位估计的输入，如此循环迭代，不断地跟踪和补偿相位偏差，使得接收信号的相位尽可能地与发送信号的相位同步。

       VV算法的性能主要体现在相位估计的准确性和收敛速度上。在AWGN信道下，随着符号序列长度的增加，相位估计的方差会减小，估计的准确性会提高。这是因为随着的增大，对数似然函数能够更好地反映真实的相位偏差。

4.MATLAB程序构架

整个程序，我们采用如下的流程图实现：

5.仿真结果

带相位偏差的基带数据：

相位补偿的基带数据：

7.完整程序下载

完整可运行代码，博主已上传至CSDN，使用版本为matlab2022a/matlab2024b：

（本程序包含程序操作步骤视频）

https://download.csdn.net/download/ccsss22/92093008