如何用MATLAB产生25Gbaud的基带QPSK调制信号

如何用MATLAB产生25Gbaud的基带QPSK调制信号

包括生成随机符号序列，进行QPSK调制，过采样，脉冲成型滤波和降采样。有错误敬请指正。

参数设置：symbol rate=25Gbaud
DAC sampling rate=64Gbaud

随机序列生成和QPSK调制

选取一次性生成的符号数目1600。
sources = randi([0 3],1600,1);
对信号进行psk调制，直接调用matlab里的pskmod函数。注意QPSK和4PSK不同之处在于pi/4的相移。
syms = pskmod(sources, 4, pi/4);

过采样和平方根升余弦滚降滤波器（成形滤波器）

先解决几个疑惑。有转载。
1.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。

由于光纤通信系统中，该MATLAB产生的调制信号会被送进DAC速率设置为64Gbaud的AWG（任意波形发生器）中，所以不需要加载波调制，过完filter就完事了。

2.信号速率和采样率的关系？

答： 采样速率=每个码元的采样点数*码源波特率

3.平方根？升余弦滚降滤波器？

答：升余弦滚降滤波器本质上只是一个低通滤波器，只不过它的滚降因子（rolloff effect）会对波形的幅度产生一定影响，一般是降低了波形的幅度并且低通。

平方根的原因：升余弦滚降信号用来消除码间串扰，实际实现时采用的方式是由发送端的基带成形滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节公共实现。传输系统的传递函数二者的乘积，所以每个环节均为平方根升余弦滚降滤波器。

matlab中平方根升余弦滚降滤波器的设计

Nsym = 6; % 滤波器长度
beta = 0.1; % 滚降系数
sampsPerSym = 64; % 上采样倍数
rctFilt = comm.RaisedCosineTransmitFilter(…
‘Shape’, ‘Square root’, …
‘RolloffFactor’, beta, …
‘FilterSpanInSymbols’, Nsym, …
‘OutputSamplesPerSymbol’, sampsPerSym);

确定上采样倍数为64，调制完之后就是25Gbaud的信号（这里还没太懂），上采样乘以64，下采样除以25，就得到采样率为64Gbaud的信号。

sources = randi([0 3],1600,1);
syms = pskmod(sources, 4, pi/4);
smps = rctFilt(syms);
tx = smps(1 : 25 : end); %降采样

scatterplot(syms);
title(‘星座图’)

fvtool(tx, ‘Fs’, 64e9)

eyediagram(tx, 64)

rolloff factor对信号带宽和眼图的影响

1.带宽
公式：Bw=symbol rate*（1+roll-off factor）
随着roll-off factor的增大,信号带宽也在增大，但是滚降系数越大，定时越精确，误码率越小，所以这时误码率的降低是由带宽展宽作为代价的。
频带带宽一般情况都大于基带带宽。

2.眼图
滚降系数越大线迹越细，眼睛越清晰

信噪比越大、滚降系数越大、定时越精确，误码率越小、眼图越清晰，同时滚降系数越大对定时要求越低，而同步建立时间受信噪比、延迟两和滚降系数等因素的影响