QPSK意为正交相移键控，是一种数字调制方式在电路上实现较为简单。它不仅可以节约频谱资源而且可以提供良好的通信性能。QPSK调制是一种具有较高频带利用率和良好的抗噪声性能的调制方式，在数字移动通信中已经得到了广泛的应用。
本次设计在理解QPSK调制解调原理的基础上应用MATLAB语言来完成仿真，仿真出了QPSK的调制以及解调的仿真图，包括已调信号的波形，解调后的信号波形，眼图和误码率。通过用Matlab编写脚本程序对QPSK通信系统的发射和接收过程的具体实现进行模拟仿真,并对各模块进行频谱分析,对于理解QPSK系统的性能并在系统上作进一步的设计,提供极大的便利，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。
1.前言
信息化的社会，数字技术快速发展，数字器件也广泛的利用，数字信号的处理技术也越来越重要。进入20世纪以来，随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。特别是在20世纪后半叶，随着人造地球卫星的发射，大规模集成电路、电子计算机和光导纤维等现代技术成果的问世，通信技术在不同方向都取得了巨大的成功。随着技术的进步，特别是超大规模集成电路和数字信号处理技术的发展，使得复杂的电路设计得以用少量的几块集成电路模块实现，有些硬件电路的功能还可以用软件代替实现。因此使得一些较复杂的调制技术能够容易地实现并投入使用。这方面的条件使得新的更复杂的调制体制迅速地不断涌现。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。
QPSK的调制与解调具有一系列独特的优点，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数字解调包括：模数转换、抽取或插值、匹配滤波、时钟和载波恢复等。根据所处理基带信号的进制不同，分为二进制和多进制，多进制与二进制相比较，其频带利用率更高。现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂；这就要借助于功能强大的计算机辅助分析设计技术和工具MATLAB完成仿真来实现。它由一系列工具组成，这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。本设计主要研究数字通信过程中的调制解调过程。从原理上说受调载波可以是任意的，只要已调信号适合传输就可以了，但是实际上，大多数通信系统中，都选择正弦信号作为载波。这是因为正弦信号简单，便于产生和接收。
四相相移键控(QPSK)是一种性能优良,应用十分广泛的数字调制方式,它的频带利用率高,是二相相移键控(BPSK)的2倍。且QPSK调制技术的抗干扰性能强,采用相干检测时其误码率性能与BPSK相同。本文用Matlab软件对QPSK通信系统的发射和接收过程的具体实现进行了模拟仿真,并对各模块进行了频谱分析。系统设计的具体参数为:二进制码元的符号速率为5Msp s,给定的信道带宽为7MHz,脉冲成形滤波器采用升余弦滤波器,采样频率为25MHz。
用MATLAB实现数字信号的四相制调相波的算法，在算法设计中，主要思想是用不同相位的正弦波来代表不同的二进制数，将数字信号转变为模拟信号，该模拟信号的相位信息则表征数字信号的内容信息。由于这种调制信号在传输过程中，噪声对其干扰几乎不会影响信号的相位信息。数字信号中，一个字节有八位（1 Byte=8 bit），要用四个相位表示出一个字节的数字信息，故字节中的两位二进制数用一个相位的正弦波来表示，则一个字节可用四个不同的二进制文件通过MATLAB调制程序后即可得到调相波。二进制数11、01、00、10所对应的波形分别为Code11 、 Code01 、Code00、 Code10。
