MATLAB QPSK调制与Costas环载波同步仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现完整的QPSK通信链路仿真，包含QPSK调制器、基带信号生成及Costas环载波同步功能，可模拟载波频偏与相位偏移场景，适用于数字通信系统教学与研究。

详 情 说 明

QPSK信号调制与Costas环载波同步系统仿真

项目介绍

本项目实现了一个完整的QPSK数字通信链路仿真系统，核心功能包括QPSK调制、基带信号生成、Costas环载波同步和解调性能分析。系统能够模拟真实通信环境中的载波频偏和相位偏移，并通过二阶Costas环有效恢复载波频率和相位，为数字通信系统的同步技术研究提供完整的仿真平台。

功能特性

• QPSK调制器：实现二进制数字信号到QPSK调制符号的映射，支持格雷编码优化
• 基带信号生成：产生带有可配置载波频偏和相位偏移的QPSK信号
• Costas环同步：采用二阶锁相环设计，包含正交混频、环路滤波和数控振荡器模块
• 性能分析：实时统计误码率，可视化同步过程和系统性能
• 实时监控：动态显示星座图、锁相环状态和误码率曲线变化

使用方法

1. 设置系统参数：符号速率、载波频率、信噪比范围
2. 配置同步参数：Costas环环路带宽和阻尼系数
3. 设定频偏/相偏：预设载波频率偏移量和相位偏移值
4. 运行仿真：系统自动生成随机二进制数据流并执行完整通信链路仿真
5. 查看结果：分析输出的调制信号特性、同步过程曲线和解调性能指标

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 通信工具箱（推荐）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括随机二进制数据生成、QPSK调制映射、带有载波偏移的信号合成、Costas环载波同步处理、解调判决以及性能评估分析。该文件集成了参数配置、算法执行和结果可视化功能，通过调用各个处理模块完成从信号生成到性能分析的全链路仿真。