基于matlab的QPSK仿真

1、西南科技大學(xué)專業(yè)方向設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：通信工程專業(yè)方向設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：基于matlab的QPSI仿真姓名：李孟嬌學(xué)號(hào)：20095999班級(jí)：通信0903指導(dǎo)教師：胡榮春起止日期：2012.11.20-2012.12.20西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院制方向設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生班級(jí)： 通信0903 學(xué)生姓名： 李孟嬌學(xué)號(hào):20095999設(shè)計(jì)名稱： 基于 matlab的 QPSK 仿真起止日期：2012.11.20- 2012.12.20指導(dǎo)教師：胡榮春設(shè)計(jì)要求：1. 構(gòu)建一個(gè)理想信道基本 QPSI仿真系統(tǒng),要求仿真結(jié)果有a. 基帶輸入波形及其功率譜b. QPSK信號(hào)及其功率譜c. QPSK信號(hào)星座圖2. 構(gòu)

2、建一個(gè)在AWGN高斯白噪聲）信道條件下的 QPSI仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a. QPSK信號(hào)及其功率譜b. QPSK信號(hào)星座圖c. 高斯白噪聲信道條件下的誤碼性能以及高斯白噪聲的理論曲線，要求所有誤碼性 能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制3構(gòu)建一個(gè)先經(jīng)過(guò)Rayleigh （瑞利衰落信道），再通過(guò)AWGN高斯白噪聲）信道條件下 的條件下的QPSI仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a. QPSK信號(hào)及其功率譜b. 通過(guò)瑞利衰落信道之前和之后的信號(hào)星座圖，前后進(jìn)行比較c. 在瑞利衰落信道和在高斯白噪聲條件下的誤碼性能曲線，并和2.c中所要求的誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制方向設(shè)計(jì)學(xué)生日志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容2012.12.

3、1查閱相關(guān)資料，理解要求，確定方案2012.12.3設(shè)計(jì)總體方案2012.12.5根據(jù)要求模塊化編寫程序2012.12.6整理程序，并進(jìn)行調(diào)試2012.12.7檢查各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求，并進(jìn)行分析結(jié)果2012.12.9書寫程序設(shè)計(jì)報(bào)告2012.12.10準(zhǔn)備答辯課 程設(shè)計(jì) 評(píng)語(yǔ)表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):成績(jī)：指導(dǎo)教師：年 月日基于MATLAB勺QPS舫真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、摘要本次方向設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)今現(xiàn)代通信技術(shù)勺發(fā)展，對(duì) QPSK 信號(hào)勺工作原理進(jìn)行了仿真分析。 并結(jié)合調(diào)制解調(diào)勺基本性能和通信原理勺基礎(chǔ)知識(shí)，利用 MATLAB 仿真工具設(shè)計(jì)出一個(gè) QPSK仿真程序，以衡量QPSK在理想信道、高斯白噪聲信道和先通

4、過(guò)瑞利衰落信道再通過(guò)高 斯信道三種方式勺調(diào)制解調(diào)得到勺功率譜密度、噪聲曲線、星座圖及誤碼性能,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。關(guān)鍵字：MATLAB仿真；QPSK調(diào)制；QPSK解調(diào)；誤碼率；信噪比Based on the modern communication technology, design of oriented major has implemented a simulated analysis in regard to the principle of QPSK signal. Associating with the performance of design of oriented m

5、ajor and underpinning communication knowledge, a QPSK simulate program was implemented and analysed in the aim of measuring its power spectral density, curve of noise, constellation and bit error performance under ideal channel, white Gaussian noise channel and via Rayleigh fading channel and white

6、Gaussian noise channel respectively 。Key words ： MATLAB Simulate; QPSK Modulation; QPSK Demodulation; Error Rate; Signal to Noise Ratio二、設(shè)計(jì)目勺和意義近年來(lái)，軟件無(wú)線電作為解決通信體制兼容性問(wèn)題勺重要方法受到各方面勺注意。它勺中 心思想是在通用勺硬件平臺(tái)上，用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，包括調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、通信 協(xié)議等。通過(guò)軟件勺增加、修改或升級(jí)就可以實(shí)現(xiàn)新勺功能，充分體現(xiàn)了體制勺靈活性、可擴(kuò) 展性等。其中軟件勺增加、高頻譜效率勺調(diào)制解調(diào)模塊是移動(dòng)通信系統(tǒng)勺

7、關(guān)鍵技術(shù)， 它勺軟件 化也是實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電勺重要環(huán)節(jié)。通過(guò)完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)QPS調(diào)制解調(diào)的基本原理，同時(shí)也要復(fù)習(xí)通信系統(tǒng)的主要組成 部分，了解調(diào)制解調(diào)方式中最基礎(chǔ)的方法。 了解QPS的實(shí)現(xiàn)方法及數(shù)學(xué)原理。并對(duì)“通信”這 個(gè)概念有個(gè)整體的理解， 學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制中誤碼率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法。 同時(shí)還要復(fù)習(xí)隨機(jī)信 號(hào)中時(shí)域用自相關(guān)函數(shù)， 頻域用功率譜密度來(lái)描述平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的特性等基礎(chǔ)知識(shí)， 來(lái)理解高 斯信道中噪聲的表示方法，以便在編程中使用。理解QPS調(diào)制解調(diào)的基本原理，并使用MATLA編程實(shí)現(xiàn)QPS信號(hào)在高斯信道和瑞利衰落信 道下傳輸，以及該方式的誤碼率測(cè)試。復(fù)習(xí)MATLA編程的基礎(chǔ)知識(shí)和編程的常

8、用算法以及使用 MATLA仿真系統(tǒng)的注意事項(xiàng)，并鍛煉自己的編程能力，通過(guò)編程完成QPS調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真， 以及誤碼率測(cè)試，并得出響應(yīng)波形。在完成要求任務(wù)的條件下，嘗試優(yōu)化程序。三、設(shè)計(jì)原理四相相移鍵控信號(hào)簡(jiǎn)稱“ QPSK。它分為絕對(duì)相移和相對(duì)相移兩種。由于絕對(duì)相移方式存在相位模糊問(wèn)題，所以在實(shí)際中主要采用相對(duì)移相方式QDPSK它具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。在數(shù)字信號(hào) 的調(diào)制方式中 QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式，它具有較高的頻譜利用率、較強(qiáng)的抗干擾性、在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡(jiǎn)單。數(shù)字相位調(diào)制 PSK 是角

9、度調(diào)制、恒定幅度數(shù)字調(diào)制的一種方式，通過(guò)改變發(fā)送波的 相位來(lái)實(shí)現(xiàn)，除了其輸入信號(hào)是數(shù)字信號(hào)以及輸出的相位受限制以外，PSK 與傳統(tǒng)的相位調(diào)制相似。QPSK信號(hào)的正弦載波有 4個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶2個(gè)二進(jìn)制信號(hào)。QPSK利用載波的四種不同相位來(lái)表征數(shù)字信息。因此，對(duì)于輸入的二進(jìn)制數(shù)字序列 應(yīng)該進(jìn)行分組，將每?jī)蓚€(gè)比特編為一組；然后用四種不同的載波相位去表征它們。例如， 若輸入二進(jìn)制數(shù)字信息序列為10110100，則可將它們分成 10,11,01,00 ，然后用四種不同的相位來(lái)分別表示它們。由于每一種載波相位代表2 個(gè)比特信息，故每個(gè)四進(jìn)制碼元又被稱為雙比特碼。四相相移調(diào)制是利用載

10、波的四種不同相位差來(lái)表征輸入的數(shù)字信息，是四進(jìn)制移相鍵控。QPSK是在M=4時(shí)的調(diào)相技術(shù)，它規(guī)定了四種載波相位，分別為45, 135, 225,315，調(diào)制器輸入的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)字序列，為了能和四進(jìn)制的載波相位配合起來(lái)，則 需要把二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換為四進(jìn)制數(shù)據(jù)，這就是說(shuō)需要把二進(jìn)制數(shù)字序列中每?jī)蓚€(gè)比特分 成一組，共有四種組合，即 00， 01， 10， 11，其中每一組稱為雙比特碼元。每一個(gè)雙比 特碼元是由兩位二進(jìn)制信息比特組成， 它們分別代表四進(jìn)制四個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)。 QPSK 中每次調(diào)制可傳輸 2 個(gè)信息比特，這些信息比特是通過(guò)載波的四種相位來(lái)傳遞的。解調(diào) 器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相

11、位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。數(shù)字調(diào)制用“星座圖”來(lái)描述，星座圖中定義了一種調(diào)制技術(shù)的兩個(gè)基本參數(shù)：（1）信號(hào)分布； （2）與調(diào)制數(shù)字比特之間的映射關(guān)系。星座圖中規(guī)定了星座點(diǎn)與傳輸比特間 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為“映射”，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號(hào)分布和映射完全定 義，即可由星座圖來(lái)完全定義。同時(shí)QPSK言號(hào)可以看作兩個(gè)載波正交2PSK信號(hào)的合成，下圖表示QPSKE交調(diào)制器。輸入串/并 變換圖1、QPSK調(diào)制系統(tǒng)原理圖由QPSK言號(hào)的調(diào)制可知，對(duì)它的解調(diào)可以采用與2PSK信號(hào)類似的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。解 調(diào)原理圖如下所示，同相支路和正交支路分別采用相干解調(diào)方式解調(diào)，得到 l(t)和Q(t)，經(jīng)過(guò)

12、 抽樣判決和并/串交換器，將上下支路得到的并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)。原理分析：基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其中，：舅船為隨時(shí)間連續(xù)變化的相位,連續(xù)相位QPSI可表示為Sqpsk( t)=Afc為未調(diào)載波頻率，A為已調(diào)信號(hào)幅度，由2FSK信號(hào)正交條件可知，最小頻差為這里fi, f2分別為2FSK信號(hào)的兩個(gè)頻率，Ts為信號(hào)碼元間隔，Tb為二進(jìn)制信息的間隔 此時(shí)有fc=1/2(f!+f2)0(0 = +QPSK與二進(jìn)制PSK-樣，傳輸信號(hào)包含的信息都存在于相位中。的別的載波相位取四個(gè)等 間隔值之一，如ji /4, 3 ji /4,5 ji /4,和7畀/4。相應(yīng)的，可將發(fā)射信號(hào)定義為 Sjl/cos21lft+

13、(2i - 噸1o其中，i = 1, 2，2, 4; E為發(fā)射信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的能量，T為符號(hào)持續(xù)時(shí)間，載波頻率f 等于nc/T，nc為固定整數(shù)。每一個(gè)可能的相位值對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的二位組。例如，可用前述的一組相位值來(lái)表示格雷碼的一組二位組：10, 00, 01, 11。下面介紹QPSK言號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)。如果a為典型的QPSKg射機(jī)框圖。輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列 首先被不歸零（NRZ電平編碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為極性形式，即負(fù)號(hào) 1和0分別用丁亙和-/耳表 示。接著，該二進(jìn)制波形被分接器分成兩個(gè)分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨(dú)立的 二進(jìn)制波形，這兩個(gè)二進(jìn)制波形分別用 a1（ t），和a2（ t）表示。容

14、易注意到，在任何一信號(hào) 時(shí)間間隔內(nèi)a1（t），和a2（t）的幅度恰好分別等于Si1和Si2，即由發(fā)送的二位組決定。這 兩個(gè)二進(jìn)制波形a1（t），和a2（t）被用來(lái)調(diào)制一對(duì)正交載波或者說(shuō)正交基本函數(shù)：1（ t）=. 2t cos（2 二 fct）， 2 （t ）= /T sin（2二同。這樣就得到一對(duì)二進(jìn)制 PSK信號(hào)。1 （t ）和2 （t）的正交性使這兩個(gè)信號(hào)可以被獨(dú)立地檢測(cè)。最后，將這兩個(gè)二進(jìn)制PSK信號(hào)相加，從 而得期望的QPSK圖2、QPSK解調(diào)系統(tǒng)原理圖四、詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 構(gòu)建一個(gè)理想信道基本 QPSI仿真系統(tǒng),要求仿真結(jié)果有a. 基帶輸入波形及其功率譜b. QPSK信號(hào)及

15、其功率譜c. QPSK信號(hào)星座圖2. 構(gòu)建一個(gè)在AWGN高斯白噪聲）信道條件下的 QPSI仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a. QPSK信號(hào)及其功率譜b. QPSK信號(hào)星座圖c. 高斯白噪聲信道條件下的誤碼性能以及高斯白噪聲的理論曲線， 要求所有誤碼性能 曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制3 構(gòu)建一個(gè)先經(jīng)過(guò) Rayleigh （瑞利衰落信道），再通過(guò)AWGN高斯白噪聲）信道條件下 的條件下的QPSI仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a. QPSK信號(hào)及其功率譜b. 通過(guò)瑞利衰落信道之前和之后的信號(hào)星座圖，前后進(jìn)行比較c. 在瑞利衰落信道和在高斯白噪聲條件下的誤碼性能曲線，并和2.C中所要求的誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪

16、制QPSK調(diào)制的實(shí)現(xiàn)：QPSK勺調(diào)制部分由電平變換，串/并變換，相乘器與相加器組成。將把 原始信號(hào)按 1-1,0-1 變換，之后再進(jìn)行穿并變換。由于輸入的串行的二進(jìn)制信號(hào)，要對(duì)其 進(jìn)行QPSK調(diào)制，要完成的就是把串行信號(hào)變換成并行信號(hào)。信號(hào)通過(guò)平衡調(diào)制，在這里可以 當(dāng)作一個(gè)乘法器來(lái)進(jìn)行處理。 再把兩路信號(hào)通過(guò)加法器疊加起來(lái)則是原信號(hào)經(jīng)調(diào)制后的輸出波 形。QPSK調(diào)的實(shí)現(xiàn)：QPSK勺解調(diào)部分由相乘器，低通濾波器，抽樣判決，并 /串變換組成。 在解調(diào)QPSK勺時(shí)候，首先會(huì)將受到的信號(hào)分為相同的兩路在將這兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)乘法器得 到出去的信號(hào)波形。抽樣判決時(shí)，首先要確定門限值，即如果該抽樣值大于等于

17、門限值，則為1，否則為 0。實(shí)現(xiàn)串/并變換時(shí)，是將原數(shù)組的奇數(shù)位賦予數(shù)組 a,偶數(shù)位賦予數(shù)組bo實(shí)驗(yàn)工具： MATLABMATLAB是 一套功能強(qiáng)大的工程技術(shù)數(shù)值運(yùn)算和系統(tǒng)仿真軟件，它具有數(shù)值運(yùn)算和系統(tǒng)仿真 軟件，它具有數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理、仿真建模、系統(tǒng)控制盒優(yōu)化等功能。MATLAB 的編程功能簡(jiǎn)單，并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗(yàn)等分析設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng) 發(fā)展的需要，通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性。計(jì)算機(jī)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。 它具有利用模型進(jìn)行仿真的一

18、系列優(yōu)點(diǎn)， 如費(fèi)用低易于進(jìn)行真實(shí)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)的各種試驗(yàn)， 以及易于實(shí)現(xiàn)完全相同條件下的 重復(fù)試驗(yàn)等。MATLA仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。MATLAB作為一種功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和工程計(jì)算高級(jí)語(yǔ)言，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 研究和工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。其信號(hào)處理工具箱可以解決通信中信號(hào)變換、調(diào)制解調(diào)、濾波、 頻譜估計(jì)、線性系統(tǒng)分析等多項(xiàng)功能，并且能夠通過(guò)圖形用戶界面顯示結(jié)果。MATLAB包括許多標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，每個(gè)函數(shù)都由完成某一特定功能的代碼組成，同時(shí)，MATLAB也允許用戶自行寫所需的函數(shù)，其擴(kuò)展名為.m,稱為M文件與M函數(shù)。通過(guò)流程控制和函數(shù)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)特定功能， 并可利用圖形顯示結(jié)果

19、。MATLA主要優(yōu)點(diǎn)有很多，首先編程效率高，它是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，允許用數(shù)學(xué)形式的語(yǔ)言編寫程序。因此，MATLAE語(yǔ)言也可通俗的稱為演算紙式科學(xué)算法語(yǔ)言由 于它編寫簡(jiǎn)單，所以編程效率高，易學(xué)易懂。其次，用戶使用方便。MATLAE語(yǔ)言是一種解釋執(zhí)行的語(yǔ)言，它靈活、方便，其調(diào)試程序手段豐富，調(diào)試速度快，需要學(xué)習(xí)時(shí)間少，擴(kuò)充能力強(qiáng)，MATLA語(yǔ)言有豐富的庫(kù)函數(shù)，在進(jìn)行復(fù)制的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)可以直接調(diào)用MATLAB語(yǔ)句簡(jiǎn)單，內(nèi)涵豐富，它有高效方便的矩陣和數(shù)組、運(yùn)算。MATLAB言像Basic和C語(yǔ)言一樣規(guī)定了矩陣的算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、條件運(yùn)算符及賦值運(yùn)算符， 而且這些運(yùn)算符大

20、部分可以毫無(wú)改變地照搬到數(shù)組間的運(yùn)算。程序見(jiàn)附錄五、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析根據(jù)圖1和圖2的流程框圖設(shè)計(jì)仿真程序，得出結(jié)果并且分析如下:5.1、理想信道下的仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 3所示:基帝信號(hào)-2o0.51豈 O o O 百 O- 1PHmp)?匚歲社3- 一 一 2基帝信號(hào)功率譜密度0調(diào)制信號(hào)100200300400O60解調(diào)輸出mLmLLmmL_nu o O2- 4 舌岳咅巴壯saE?匸目O-50100Frequency (Hz) 調(diào)制信號(hào)功率譜密度50100Frequency (Hz) 解調(diào)輸出功率譜密度2o0.51.51二 一 O o o O石 O=50Frequency (Hz)100圖3實(shí)驗(yàn)

21、結(jié)果分析：如圖上結(jié)果顯示，完成了 QPSK信號(hào)在理想信道上的調(diào)制，傳輸，解調(diào)的過(guò)程，由于調(diào)制 過(guò)程中加進(jìn)了載波，因此調(diào)制信號(hào)的功率譜密度會(huì)發(fā)生變化。并且可以看出調(diào)制解調(diào)的結(jié)果沒(méi) 有誤碼。5.2、高斯信道下的仿真，結(jié)果如圖4、5所示:調(diào)制信方(Awgn)0100 200 300 400 500調(diào)制信號(hào)功率譜密度(A叱n)(ZH、DP)左匚 0.5;datanrz=data.*2-1;data1=zeros(1,nb/delta_T);for q=1:nbdata1(q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=datanrz(q); end% 串并轉(zhuǎn)換，將奇偶位數(shù)據(jù)分開 idata=dat

22、anrz(1:ml:(nb-1); qdata=datanrz(2:ml:nb);% QPS信號(hào)的調(diào)制 ich=zeros(1,nb/delta_T/2);for i=1:nb/2ich(i-1)/delta_T+1:i/delta_T)=idata(i); endfor ii=1:N/2a(ii)=sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t(ii);end idata1=ich.*a;qch=zeros(1,nb/2/delta_T);for j1=1:nb/2 qch(j1-1)/delta_T+1:j1/delta_T)=qdata(j1);endfor jj=1:N/2 b(jj)

23、=sqrt(2/T)*sin(2*pi*fc*t(jj);end qdata1=qch.*b;s=idata1+qdata1; ss=abs(fft(s);% 瑞利衰落信道和高斯信道% 瑞利衰落信道 ray_ich=raylrnd(0.8,1,nb/2/delta_T); ray_qch=raylrnd(0.8,1,nb/2/delta_T);Ray_idata=idata1.*ray_ich; Ray_qdata=qdata1.*ray_qch;Ray_s=Ray_idata+Ray_qdata;% 高斯信道s1=awgn(s,SNR); s11=abs(fft(s1);s111=s1-s;

24、Awgn_s=awgn(Ray_s,SNR); % 通過(guò)高斯信道再通過(guò)瑞利衰落信道% QPSK 解調(diào)部分% 解調(diào)部分(高斯信道) idata2=s1.*a;qdata2=s1.*b;idata3=zeros(1,nb/2); qdata3=zeros(1,nb/2);% 抽樣判決的過(guò)程，與 0 作比較， data=0, 則置 1 ，否則置 0 for n=1:nb/2if sum(idata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)=0 idata3(n)=1;else idata3(n)=0;endif sum(qdata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)=0

25、 qdata3(n)=1;else qdata3(n)=0;endend% 為了顯示星座圖 , 將信號(hào)進(jìn)行處理 idata4=zeros(1,nb/2);qdata4=zeros(1,nb/2);for n=1:nb/2Awgn_ichsum(n)=sum(idata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)*delta_T;if Awgn_ichsum(n)=0 idata4(n)=1;else idata4(n)=0;endAwgn_qchsum(n)=sum(qdata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)*delta_T;if Awgn_qchsum(n)=

26、0 qdata4(n)=1;else qdata4(n)=0;endend% 將判決之后的數(shù)據(jù)存放進(jìn)數(shù)組 demodata=zeros(1,nb);demodata(1:ml:(nb-1)=idata3;demodata(2:ml:nb)=qdata3;%為了顯示，將它變成波形信號(hào)(即傳輸一個(gè) 1 代表單位寬度的高電平) demodata1=zeros(1,nb/delta_T);for q=1:nb demodata1(q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=demodata(q);end% 累計(jì)誤碼數(shù)% abs(demodata-data) 求接收端和發(fā)射端% 數(shù)據(jù)差的絕對(duì)值，

27、累計(jì)之后就是誤碼個(gè)數(shù) Awgn_num_BER=sum(abs(demodata-data)% 解調(diào)部分(瑞利 +高斯)Ray_idata2=Ray_s.*a;Ray_qdata2=Ray_s.*b;% 為了顯示星座圖 , 將信號(hào)進(jìn)行處理 Ray_idata4=zeros(1,nb/2);Ray_qdata4=zeros(1,nb/2);for n=1:nb/2Ray_ichsum(n)=sum(idata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)*delta_T;if Ray_ichsum(n)=0Ray_idata4(n)=1;else Ray_idata4(n)=0;endR

28、ay_qchsum(n)=sum(qdata2(n-1)/delta_T+1:n/delta_T)*delta_T;if Ray_qchsum(n)=0Ray_qdata4(n)=1;else Ray_qdata4(n)=0;endend% 將判決之后的數(shù)據(jù)存放進(jìn)數(shù)組Ray_demodata=zeros(1,nb);Ray_demodata(1:ml:(nb-1)=Ray_idata4;Ray_demodata(2:ml:nb)=Ray_qdata4;%為了顯示，將它變成波形信號(hào)(即傳輸一個(gè)1 代表單位寬度的高電平)Ray_demodata1=zeros(1,nb/delta_T);for q

29、=1:nbRay_demodata1(q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=Ray_demodata(q);end% 累計(jì)誤碼數(shù)% abs(demodata-data) 求接收端和發(fā)射端% 數(shù)據(jù)差的絕對(duì)值，累計(jì)之后就是誤碼個(gè)數(shù) Ray_num_BER=sum(abs(Ray_demodata-data)% % 誤碼率計(jì)算% 調(diào)用了 cm_sm32();和 cm_sm33(函數(shù)%(聲明：函數(shù)聲明在另外倆個(gè) M文件中%作用： cm_sm32() 用于瑞利信道誤碼率的計(jì)算%cm_sm33() 用于高斯信道誤碼率的計(jì)算% ecoh on/off 作用在于決定是否顯示指令內(nèi)容%SNRind

30、B1=0:1:6;SNRindB2=0:0.1:6;% 瑞利衰落信道for i=1:length(SNRindB1),pb,ps=cm_sm32(SNRindB1(i); %比特誤碼率smld_bit_ray_err_prb(i)=pb;smld_symbol_ray_err_prb(i)=ps;disp(ps,pb);echo off;end;% 高斯信道echo on;for i=1:length(SNRindB1),pb1,ps1=cm_sm33(SNRindB1(i);smld_bit_awgn_err_prb(i)=pb1;smld_symbol_awgn_err_prb(i)=ps

31、1;disp(ps1,pb1);echo off;end;% 理論曲線echo on;for i=1:length(SNRindB2),SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); theo_err_awgn_prb(i)=0.5*erfc(sqrt(SNR); theo_err_ray_prb(i)=0.5*(1-1/sqrt(1+1/SNR); echo off;end;h = spectrum.welch;%輸出顯示部分% 第一部分(理想)figure(1) subplot(3,2,1);plot(data0),title( 基帶信號(hào) ); axis(0 20000

32、-2 2);subplot(3,2,2);psd(h,data1,fs,fs),title( 基帶信號(hào)功率譜密度 ); subplot(3,2,3);plot(s),title( 調(diào)制信號(hào) ); axis(0 500 -3 3);subplot(3,2,4); psd(h,s,fs,fs),title( 調(diào)制信號(hào)功率譜密度 ); subplot(3,2,5);plot(demodata1),title( 解調(diào)輸出 ); axis(0 20000 -2 2);subplot(3,2,6);psd(h,demodata1,fs,fs),title( 解調(diào)輸出功率譜密度 );% 通過(guò)高斯信道 fig

33、ure(2) subplot(2,2,1);plot(s1),title( 調(diào)制信號(hào) (Awgn); axis(0 500 -5 5);subplot(2,2,2);psd(h,s1,fs,fs),title( 調(diào)制信號(hào)功率譜密度 (Awgn); subplot(2,2,3);plot(s111),title( 高斯噪聲曲線 );axis(0 2000 -5 5);figure(3)for i=1:nb/2 plot(idata(i),qdata(i),r+),title(QPSK 信號(hào)星座圖( Awgn);hold on; axis(-2 2 -2 2);plot(Awgn_ichsum(i

34、),Awgn_qchsum(i),*);hold on;legend( 理論值(發(fā)射端) , 實(shí)際值(接收端) );end%通過(guò)高斯信道再通過(guò)瑞利衰落信道figure(4) subplot(2,2,1) plot(Ray_s),title( 調(diào)制信號(hào) (Ray+Awgn);axis(0 500 -5 5); subplot(2,2,2);psd(h,Ray_s,fs,fs),title( 調(diào)制信號(hào)功率譜密度 (Ray); figure(5)for i=1:nb/2plot(idata(i),qdata(i),r+),title(QPSK 信號(hào)星座圖( Awgn+Ra)y );hold on;

35、axis(-2 2 -2 2);plot(Ray_ichsum(i),Ray_qchsum(i),*);hold on;legend( 理論值(發(fā)射端) , 實(shí)際值(接收端) );endfigure(6) semilogy(SNRindB2,theo_err_awgn_prb,r),title( 誤碼率曲線 );hold on; semilogy(SNRindB1,smld_bit_awgn_err_prb,r*);hold on;semilogy(SNRindB2,theo_err_ray_prb);hold on; semilogy(SNRindB1,smld_bit_ray_err_pr

36、b,+);xlabel(Eb/No);ylabel(BER);legend(理論 AWGN,仿真 AWGN,理論 Rayleigh, 仿真 Rayleigh);cm_sm32()用于瑞利信道誤碼率的計(jì)算：function pb,ps=cm_sm32(snr_in_dB)% pb,ps=cm_sm32(snr_in_dB)%CM_SM3 finds the probability of bit error and symbol error for%the given value of snr_in_dB, signal to noise ratio in dB.N=100;% energy pe

37、r symbol% signal to noise ratio% noise varianceE=1; numofsymbolerror=0; numofbiterror=0; counter=0;sn r=10A(s nr_in_dB/10); sgma=sqrt(E/snr)/2;% signal mappings00=1 0; s01=0 1; s11=-1 0; s10=0 -1; % generation of the data source while(numofbiterror100) for i=1:N,temp=rand; and 1if (temp0.25), dsourc

38、e1(i)=0; dsource2(i)=0;elseif (temp0.5), dsource1(i)=0; dsource2(i)=1;elseif (temp0.75), dsource1(i)=1; dsource2(i)=0;else% a uniform random variable between 0 % with probability 1/4, source output is 00 % with probability 1/4, source output is 01 % with probability 1/4, source output is 10% with pr

39、obability 1/4, source output isdsource1(i)=1; dsource2(i)=1;end;end;% detection and the probability of error calculationfor i=1:N, ray=raylrnd(0.8); n=sgma*randn(1,2);% 2 normal distributed r.v with 0, variancesgmaif (dsource1(i)=0) & (dsource2(i)=0), r=ray*s00+n;elseif (dsource1(i)=0) & (dsource2(i

40、)=1), r=ray*s01+n;elseif (dsource1(i)=1) & (dsource2(i)=0), r=s10*ray+n;elser=s11*ray+n;end;% The correlation metrics are computed below c00=dot(r,s00); c01=dot(r,s01); c10=dot(r,s10); c11=dot(r,s11);% The decision on the ith symbol is made next c_max=max(c00,c01,c10,c11); if (c00=c_max), decis1=0;

41、decis2=0; elseif (c01=c_max), decis1=0; decis2=1; elseif (c10=c_max), decis1=1; decis2=0; else decis1=1; decis2=1;end;% Increment the error counter, if the decision is not correct symbolerror=0;if (decis1=dsource1(i), numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1; end;if (decis2=dsource2(i), numofbit

42、error=numofbiterror+1; symbolerror=1;end;if (symbolerror=1), numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;end;endcounter=counter+1;endps=numofsymbolerror/(N*counter); % since there are totally N symbolspb=numofbiterror/(2*N*counter);% since 2N bits are transmittedcm_sm33()用于高斯信道誤碼率的計(jì)算： function pb1,ps1=cm_sm

43、33(snr_in_dB)% pb,ps=cm_sm32(snr_in_dB)%CM_SM3 finds the probability of bit error and symbol error for%the given value of snr_in_dB, signal to noise ratio in dB.N=100;E=1;sn r=10A(s nr_in_dB/10); sgma=sqrt(E/snr)/2;s00=1 0; s01=0 1; s11=-1 0; s10=0 -1;% generation of the data source numofsymbolerror=0;numofbiterror=0; counter=0;while(numofbiterror100)for i=1:N, temp=rand;and 1if (temp0.25), dsource1(i)=0; dsource2(i)=0;elseif (temp0.5), dsource1(i)=0; dsource2(i)=1;elseif (temp0.75), dsource1(i