說明課程設計任務書由指導老師填寫，并經專業學科組審定，下達成學生。學生依據指導老師下達任務書獨立完成課程設計。本任務書在課程設計完成后，和論文一起交指導老師，作為論文評閱和課程設計答辯關鍵檔案資料。一、課程設計關鍵內容和基礎要求產生等概率且相互獨立二進制序列，畫出時域和頻域波形；產生均值為0，方差為1加性高斯隨機噪聲；進行OQPSK調制，畫出波形；進行誤碼率分析，并和理論值比較；解調OQPSK，畫出眼圖。畫出星座圖二、課程設計圖紙內容及張數本試驗沒有要求圖紙內容，在試驗結果中附有此次試驗結果圖三、課程設計應完成軟硬件名稱、內容及關鍵技術指標MATLAB7.0四、關鍵參考資料通信原理基礎（北京郵電大學出版社)通信原理（國防工業出版社）樊昌信曹麗娜編著信號和系統——MATLAB綜合試驗（高等教育出版社）MATLAB7輔助信號處理技術和應用(電子工業出版社)飛思科技產品研發中心編著OQPSK通信系統matlab仿真分析設計目標和意義對oqpsk進行調制和解調，經過MATLAB編程，掌握MATLAB使用，熟練掌握OQPSK調制原理，解調原理。對OQPSK通信系統進行matlab仿真分析，分析起信噪比和差錯率。為現實中通信系統調制，解調，及信道傳輸進行理論指導。設計原理OPSK調制它和QPSK有著一樣相位關系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進行正交調制。伴隨數字通信技術發展和廣泛應用，大家對系統帶寬、頻譜利用率和抗干擾性能要求越來高。而和一般QPSK比較，交錯正交相移鍵控同相和正交兩支路數據流在時問上相互錯開了半個碼元周期，而不像QPSK那樣I、Q兩個數據流在時間上是一致(即碼元沿是對齊)。因為OQPSK信號中I(同相)和Q(正交)兩個數據流，每次只有其中一個可能發生極性轉換，所以，每當一個新輸入比特進入調制器I或Q信道時，其輸出OQPSK信號中只有0°、+90°三個相位跳變值，而根本不可能出現180°相位跳變。所以頻帶受限OQPSK信號包絡起伏比頻帶受限QPSK信號要小，而經限幅放大后頻帶展寬也少。2．OQPSK基礎原理OQPSK信號數學公式能夠表示為：⑴OQPSK調制方法和QPSK類似，僅在一條正交支路上引入了一個比特延時，以使得兩支路數據不會同時發生改變，降低最大相位跳變。其中電平映射關系為:1→1,0→-1.圖3：OQPSK調制原理框圖經OQPSK調制后，調制點星相圖和狀態轉移圖圖4所表示。⑵OQPSK解調OQPSK信號可采取正交相干解調方法解調，其解調原理圖a所表示。由圖a能夠看出，OQPSK和QPSK信號解調原理基礎相同，其差異僅在于對Q支路信號抽樣判決后要延遲Tb／2，這是因為在調制時，Q支路信號在時間上偏移了Tb／2，所以抽樣判決時刻也對應偏移了Tb／2，以確保對兩支路交錯抽樣。⑶眼圖是信號由垂直掃描進入和同周期水平掃描鋸齒波疊加到示波器上時到得圖案。眼圖能夠反應信號在傳輸過程中受到信道噪聲影響強度，眼圖越模糊，眼睛越閉合，則說明噪聲越強，反之，則說明噪聲強度弱，也能說明信道性能更優良。設計結果及分析⑴輸入二進制序列和串并轉換成上下兩路信號，下支路信號已延時，由產生隨機序列能夠知道前十個碼元為，映射電平為1-1-11-1-111-11，下面抽樣脈沖和ts=1矩形脈沖相卷即為輸入信號⑵上下支路分別經過調制后信號⑶調制后信號和加了高斯白噪聲信號⑷調制后信號乘以相干載波后信號，經過低通濾波器和經過抽樣判決后信號（前面上下支路信號和判決后信號對比，能夠看出全部有延時）⑸恢復成最終信號和原始信號對比⑹oqpsk星座圖⑺oqpsk眼圖⑻oqpsk系統理論誤碼率⑼此次試驗中實際誤碼率加入不一樣噪聲進行循環rt=1.8%(四)matlab程序及其功效⑴主程序和注釋clc;A=1;%載波幅度fc=2;%載波頻率Ts=1;%碼元寬度fs=1/TsB1=fs;%低通濾波器寬度N_sample=32;%基帶碼元抽樣點數N=500;%碼元數dt=Ts/fc/N_sample;%抽樣時間間隔T=N*Ts;%信號連續時間長度t=0:dt:T-dt;%時間向量Lt=length(t);%時間向量長度tx1=0;%時域波形圖橫坐標起點tx2=10;%時域波形圖橫坐標終點ty1=-2;%時域波形圖縱坐標起點ty2=2;%時域波形圖縱坐標終點fx1=-10;%功率譜圖橫坐標起點fx2=10;%功率譜圖橫坐標終點fy1=-40;%功率譜圖縱坐標起點fy2=25;%功率譜圖縱坐標終點EsN0dB=3:0.5:10;%設定EbNo范圍EsN0=10.^(EsN0dB/10);rt=zeros(1,length(EsN0dB));%初始化誤碼率向量M=4;%產生二進制信源m=randn(1,N);%產生1到n隨機數d=sign(m);%將大于0變為1小于0變為-1dd=sigexpand(d,fc*N_sample);%將序列d周期變為Tsgt=ones(1,fc*N_sample);%產生寬度為Ts矩形窗d_NRZ=conv(dd,gt);%卷積產生基帶信號figure(5);subplot(2,2,1);plot(t,dd(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);figure(1);subplot(2,4,1);plot(t,d_NRZ(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('基帶信號時域波形圖');grid;[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:Lt));%進行傅里葉變換figure(1);subplot(2,4,5);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('基帶信號功率譜圖');grid;figure(4);subplot(2,2,1);plot(t,d_NRZ(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('基帶信號時域波形圖');grid;figure(4);subplot(2,2,2);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('基帶信號功率譜圖');grid;%串并轉換d1=[];d2=[];fori=1:Nifrem(i,2)==1d1((i+1)/2)=d(i);elsed2(i/2)=d(i);endenddd1=sigexpand(d1,2*fc*N_sample);%功效同上gt1=ones(1,2*fc*N_sample);d_NRZ1=conv(dd1,gt1);figure(1);subplot(2,4,2);plot(t,d_NRZ1(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路基帶信號時域波形圖');grid;[f1,d_NRZ1f]=T2F(t,d_NRZ1(1:Lt));figure(1);subplot(2,4,6);plot(f1,10*log10(abs(d_NRZ1f).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('上支路基帶信號功率譜圖');grid;figure(3);subplot(2,4,1);plot(t,d_NRZ1(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路基帶信號時域波形圖');grid;dd2=sigexpand(d2,2*fc*N_sample);gt1=ones(1,2*fc*N_sample);d_NRZ2=conv(dd2,gt1);d_NRZ2DLY=[-ones(1,N_sample*fc),d_NRZ2(1:end-N_sample*fc)];%進行延時，在前面添-1figure(1);subplot(2,4,3);plot(t,d_NRZ2DLY(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路基帶信號時域波形圖');grid;[f2,d_NRZ2f]=T2F(t,d_NRZ2DLY(1:Lt));figure(1);subplot(2,4,7);plot(f2,10*log10(abs(d_NRZ2f).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('下支路基帶信號功率譜圖');grid;figure(3);subplot(2,4,5);plot(t,d_NRZ2DLY(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路基帶信號時域波形圖');grid;%載波h1t=A*cos(2*pi*fc*t);h2t=A*sin(2*pi*fc*t);figure(1);subplot(2,4,4);plot(t,h1t);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('載波信號時域波形圖');grid;[f3,h1tf]=T2F(t,h1t);figure(1);subplot(2,4,8);plot(f3,10*log10(abs(h1tf).^2/T));%p=2/T*10*log10(abs(h1tf)為求功率譜公式axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('載波信號功率譜圖');grid;%生成OQPSK信號s_qpsk1=d_NRZ1(1:Lt).*h1t;%上下支路分別調制s_qpsk2=d_NRZ2DLY(1:Lt).*h2t;figure(2);subplot(2,2,1);plot(t,s_qpsk1);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路頻帶信號時域波形圖');grid;[f4,s_qpsk1f]=T2F(t,s_qpsk1);figure(2);subplot(2,2,3);plot(f4,10*log10(abs(s_qpsk1f).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('上支路頻帶信號功率譜圖');grid;figure(2);subplot(2,2,2);plot(t,s_qpsk2);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路頻帶信號時域波形圖');grid;[f5,s_qpsk2f]=T2F(t,s_qpsk2);figure(2);subplot(2,2,4);plot(f5,10*log10(abs(s_qpsk2f).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('下支路頻帶信號功率譜圖');grid;s_oqpsk=s_qpsk1+s_qpsk2;%兩路信號相加得到調制后信號figure(8);subplot(2,2,1);plot(t,s_oqpsk);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('已調信號時域波形圖');grid;[f6,s_oqpskf]=T2F(t,s_oqpsk);figure(8);subplot(2,2,3);plot(f6,10*log10(abs(s_oqpskf).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('已調信號功率譜圖');grid;%信道加入高斯白噪聲進行接收解調%產生高斯白噪聲m=1;p1=-10;noise=wgn(m,Lt,p1);%接收信號y_qpsk=s_oqpsk+noise;figure(8);subplot(2,2,2);plot(t,y_qpsk);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('接收信號時域波形圖');grid;[f7,y_qpskf]=T2F(t,y_qpsk);figure(8);subplot(2,2,4);plot(f7,10*log10(abs(y_qpskf).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('接收信號功率譜圖Pn=-10dB');grid;%[t,ny_qpsk]=bpf(f7,y_qpskf,1,8);%相干解調%經過乘法器1r_qpsk1=y_qpsk.*h1t;figure(3);subplot(2,4,2);plot(t,r_qpsk1);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路經過乘法器信號時域波形圖');grid;%經過低通濾波器[f8,r_qpsk1f]=T2F(t,r_qpsk1);B1=1;[t1,r_qpsk11]=lpf(f8,r_qpsk1f,B1);figure(3);subplot(2,4,3);plot(t1,r_qpsk11)axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路經過低通濾波器信號時域波形圖');grid;%抽樣判決dd11=r_qpsk11(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);dd22=sign(dd11);%判決dd222=sigexpand(dd22,2*fc*N_sample);d_NRZ11=conv(dd222,gt1);%得到上支路信號d_NRZ11DLY=[-ones(1,N_sample*fc),d_NRZ11(1:end-N_sample*fc)];%上支路信號延時figure(3);subplot(2,4,4);plot(t,d_NRZ11DLY(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('上支路抽樣判決后信號時域波形圖');grid;%經過乘法器2r_qpsk2=y_qpsk.*h2t;figure(3);subplot(2,4,6);plot(t,r_qpsk2);axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路經過乘法器信號時域波形圖');grid;%經過低通濾波器[f9,r_qpsk2f]=T2F(t,r_qpsk2);[t2,r_qpsk21]=lpf(f9,r_qpsk2f,B1);figure(3);subplot(2,4,7);plot(t2,r_qpsk21)axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路經過低通濾波器信號時域波形圖');grid;%抽樣判決dd33=r_qpsk21(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);dd44=sign(dd33);%判決dd444=sigexpand(dd44,2*fc*N_sample);d_NRZ21=conv(dd444,gt1)figure(3);subplot(2,4,8);plot(t,d_NRZ21(1:Lt))axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('下支路抽樣判決后信號時域波形圖');grid;dd22DLY=d_NRZ11DLY(fc*N_sample:2*fc*N_sample:end);%并串轉換ddd=[];fors=1:N/2ddd(2*s-1)=dd22DLY(s);ddd(2*s)=dd44(s);endrddd=sigexpand(ddd,fc*N_sample);%解調信號輸出r_qpsk=conv(rddd,gt);qr_qpsk=[r_qpsk(2*N_sample*fc+1:N*N_sample*fc),ones(1,2*N_sample*fc)]%去除延時figure(4);subplot(2,2,3);plot(t,qr_qpsk(1:Lt));axis([tx1,tx2,ty1,ty2]);xlabel('時間(S)');ylabel('幅度');title('解調信號時域波形圖Pn=-10dB');grid;[f10,qr_qpskf]=T2F(t,r_qpsk(1:Lt));figure(4);subplot(2,2,4);plot(f10,10*log10(abs(qr_qpskf).^2/T));axis([fx1,fx2,fy1,fy2]);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜密度(dB/Hz)');title('解調信號功率譜圖Pn=-10dB');grid;%眼圖eyediagram(y_qpsk,32,2,8);x=d_NRZ1(1:fc*N*N_sample)+j*d_NRZ2DLY(1:fc*N*N_sample);%星座圖scatterplot(x);axis([-4,4,-4,4]);grid;xlabel('實部');ylabel('虛部');title('星座圖');d_NRZJ=d_NRZ(1:fc*N*N_sample);p=find(d_NRZJ<0);d_NRZJ(p)=0;q=find(qr_qpsk<0);qr_qpsk(q)=0;r=find(d_NRZ>0);d_NRZJ(r)=1;s=find(qr_qpsk>0);qr_qpsk(s)=1;figure[num,rt]=biterr(d_NRZJ,qr_qpsk);Ps=erfc(sqrt(EsN0)*sin(pi/M));%經過一系列計算能夠得到%%因為%能夠深入得到，semilogy(EsN0dB,Ps,'rd-');xlabel('Es/N0(dB)');ylabel('誤碼率');gridon;title('QPSK系統誤碼率');⑵用到子函數function[out]=sigexpand(d,M)%將輸入序列擴展成間隔為N-1個0序列；N=length(d);out=zeros(M,N);out(1,:)=d;out=reshape(out,1,M*N);function[f,sf]=T2F(t,st);%計算信號傅里葉變換%Inputisthetimeandthesignalvectors,thelengthoftimemustgreater%than2%Outputisthefrequencyandthesignalspectrumdt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);function[t,st]=F2T(f,sf)%計算信號反傅里葉變換df=f(2)-f(1);Fmx=(f(end)-f(1)+df);dt=1/Fmx;N=length(sf);T=dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt;t=0:dt:T-dt;sff=fftshift(sf);st=Fmx*ifft(sff);%