原始形式的 QPSK 将像 OP 所示的那样出现，其中信息被编码为四个符号，仅由四个相位状态给出。问题在于，鉴于脉冲形状是矩形的，并且矩形脉冲的傅立叶变换是 Sinc 函数（其峰值仅以 1/f 的速率在频率上滚降），因此它具有非常宽的发射频谱。无线频谱是一种昂贵的商品，因此我们在地面无线通信中竭尽全力限制频谱占用并在此过程中提高频谱效率。这是脉冲整形的唯一原因，但意义重大。通过在符号之间更缓慢地转换而不是所示的突然转换，我们极大地限制了所需的频谱量（频谱将由脉冲形状的傅里叶变换给出）。

下图演示了 16QAM 波形，其中时域波形的实部显示在图形的上部，有和没有脉冲整形。该图的下半部分显示了比较光谱，我们看到由于提供的脉冲整形，光谱占用率显着降低。

我看到此图与 OP 链接的图相同，因此进一步解释：这就是信号包络在空中的样子（我们在此图中看不到实际的载波频率）。该图适用于 QAM，因此在幅度和相位方面确实有信息，但对于 QPSK 情况，幅度将不携带任何信息。但即使在 QAM 的情况下，脉冲整形仅修改幅度以减少频谱，并以控制我们感兴趣的符号样本之间的轨迹的方式对其进行修改，同时仍精确地通过调制定义的那些样本正确的符号时序位置。

下面是一个眼图，显示了 QPSK 情况下的真实和复杂波形（眼图类似于上面显示的时域波形，但与符号边界同步重复）

显示空中波形的外观（实际上，我们通常使用根升余弦滤波器在发射器中进行一半的脉冲整形，而该图显示接收器中第二个根升余弦滤波器之后的结果），但总的来说，我们看到所有样本的时域波形的幅度和相位，接收器的工作是确定显示红点的采样位置（每个符号的中心），然后我们确定解调（或解映射）QPSK 数据的幅度和相位。

为了查看“空中”传输的内容，下面的草图开始演示如何通过脉冲整形来调制载波的包络，但并未提供完整的图片，因为相位也会从符号转换到符号因此，如果我们继续重复传输一个符号，就会发生这种情况。我在下面进一步添加了更多细节，显示了预期的确切波形。这些是在天线处传输的真实波形，而不是显示复杂包络的基带等效波形，通常具有两个图，即 I（实数）和 Q（虚数）。正弦载波可以是任何频率，并且包络不会改变，

进一步注意的是 OP 使用的符号映射不是最佳格雷编码（图中描绘的从符号 00 到 10 的 180 度转换应保留用于两个位都发生变化的转换，这样所有符号只有一个位发生变化彼此靠近）。

还要注意这与计算 FFT 之前的加窗操作有何相似之处，以减少频谱泄漏。

为避免基于评论中后续问题的任何混淆，以下是使用正确的灰色编码符号使用以下符号到星座映射的 OP 的 QPSK 波形在“RF”处的实际结果：

0：-1-1j

1：1-1j

2：-1+1j

3：1+1j

我们将从接收器中的最终波形作为所需的 QPSK 星座开始，并通过添加载波偏移并查看结果来回到空中传输的内容：

首先，在去除所有载波偏移后，具有 alpha = 0.3 的升余弦滤波器的 QPSK 波形脉冲整形的基带 I 和 Q 波形将在接收器中显示如下：

上面的星座是通过在复平面上绘制 I 与 Q 形成的。这些轨迹代表了我们的射频载波在每个时刻的相位和幅度，在这里，我用红色显示了在每个整数符号编号处发生的一个实例，这是每个符号持续时间中相位和幅度的唯一点载波实际上将代表我们对 QPSK 的期望（其间的每个其他样本都将在其他相位和幅度下转换！）。

添加实际载波频率后，相同的序列将变为下图中所示的波形，其中包络的幅度将与上图中的星座幅度相匹配：

放大前 10 个样本，这就是 OP 针对给定序列看到的内容（这是针对序列 0,2,1,3,0,2,1,3,1,1,2,2.. .. 具体来说）。符号样本点在此图中与水平轴上的整数符号位置对齐。这是使用 10 倍符号率的载波频率完成的，但是如果我们进一步增加载波频率，这个显示包络的图将变得稳定，但在其他情况下看起来相同。

同样的，我们将载波降低到符号率的 4 倍，这表明无论使用哪种载波频率，我们都会看到相同的基本包络形状（并且如前所述，如果载波与我们需要的符号率相比太小了）使用复杂信号来正确表示波形，就像我们在收发器实现中所做的那样）：

请注意，这些都是通过升余弦滤波脉冲形状完成的，但通常通过空气传输的是根升余弦滤波。为了完整起见，下图显示了具有根升余弦脉冲形状的相同波形：

仔细观察上述与第一个符号对齐的未调制载波的图，我们可以看到调制载波在每个符号的过程中如何在相位上连续变化，并且正如调制波形的星座图所表明的那样，只有根据 QPSK 星座，仅在非常短的持续时间内以正确的幅度和相位，并且在这种特定情况下，在通过第二个 RRC 滤波器之后。（如果完全消除了脉冲形状，则整个符号的波形将保持正确的幅度和相位，并且随着脉冲形状滚降因子的增加，这将接近）。

上述图表和描述使用升余弦（和根升余弦）脉冲整形，但本文http://eon.sdsu.edu/~seshagir/SDR05.pdf描述了替代的 harris-Moerder 滤波器。将其用作脉冲整形滤波器会导致相同数量抽头的 EVM 降低一个数量级。据我所知，即使在今天（15 年后），这也不常用，因为根升余弦滤波器已纳入我们的规范，但在未来的收音机中考虑到这一点肯定非常引人注目（我添加了一个问题，看看是否它的使用有进一步的经验：使用 harris-Moerder Nyquist 脉冲整形滤波器，可能有关于此的更多信息。）

如果您实际上要确定 RF 软件定义的无线电发射脉冲形状 BPSK（与 QPSK 类似）的输出范围 - 您将看到类似于下面顶部跟踪“RF Out”的内容：

需要解释的几个注意事项：除非放大，否则您看不到它，但射频载体振荡非常快，这就是为什么它看起来是实心的，但它的包络线描绘出如图所示的形状。请注意，如果我们要关闭脉冲整形，则信号看起来与您最初发布的完全一样。

我喜欢将脉冲整形视为获取您的初始信号并在相位变化的点处将幅度压缩到接近零。这很有用，因为在时域中没有非常尖锐的过渡（导致非常宽的带宽频谱内容），您的相变更加平滑。这就是为什么我们会在频域中大幅减少旁瓣，如 Dan Boschen 的第一幅图所示。另一种思考方式是，未过滤的 qpsk 使用的是矩形脉冲（频率为 sinc，旁瓣向外延伸），而我们可以改为使用根升余弦脉冲，它在频域中不显示旁瓣并占用较少的频谱内容。

编辑：我还应该注意，因为您提到了有关携带信息的幅度与相位的混淆。BPSK 也可以等效地视为二进制幅度调制。您可以通过查看第 4 条轨迹很清楚地看到这一点，您可以通过在 <0 与 >0 之间设置阈值来轻松解调此信号（当然，您可能有 180 度的模糊度，但这很常见，无论如何都必须通过前导码或差分进行校正编码）。对于 QPSK，它略有不同，因为它被认为是同相和正交 BPSK 信号的总和。所以换句话说，QPSK 可以被认为是正交载波上的幅度调制。

一个很好的参考是https://www.efjohnson.com/resources/dyn/files/75832z342fce97/_fn/Digital_Phase_Modulation.pdf

QPSK 信号永远不会像您所附的图片。既不是在收发器中，也不是在“空中”。

首先，我不记得 QPSK 符号率是射频数量级的应用程序。802.11a 的符号持续时间为 4 微秒，使用 5GHz 载波可提供 20,000 个波周期。传统窄带和载波传输的带宽通常只是载波带宽的一小部分。否则，这种通信被称为超宽带，一种快速先进的技术。

这并不是说在模拟中我们不能以如此高的速率调制带有信号的载波。“手动”执行这些模拟并目视检查结果可能没有实际用途，但仍然是一种指导性经验。下面的两张图片显示了这个模拟的结果。

第一张图片跟随您所附图片，因为每个符号有两个载波周期。

• 上图是复符号幅度和载波的（实部）乘积。请注意，QPSK 中的相位是 45°、135°、225° 和 315°，而图片中显示的是 0°、90°、180° 和 270°。我不会详细说明这个主题，只是补充一点，传输中不存在可以从天线信号中滤除的纯载波。信号图的质心线处的“载波”可以被认为是“幽灵载波”。
• 中间图是使用 sinc 滤波器（频域中的砖滤波器）滤除的符号载波乘积。
• 下图是使用纯升余弦滤波器滤除的符号载波乘积，滚降因子 = 1。

第二张图片显示了每个符号具有八个载波周期的波形，这是窄带传输和 UWB 之间的中间情况。

如果您首先尝试为自己运行模拟，并在需要时向 SE 社区寻求帮助来编写模拟代码或解释模拟结果，那么答案会更有帮助和相关性。相反，对于这样的问题，发帖者通常会猜测您真正需要知道的内容。