QPSK誤碼率仿真分析

1、鍵入文字陜滿理工修魔通信工程專業(yè)通信原理課程設計題 目 QPSK 的誤碼率仿真分析學生姓名譚 夕 林 學號 1113024060而院（系）陜西理工學院物理與電信工程學院專業(yè)班級通信工程專業(yè)1102班指導教師魏 瑞完成地點 陜西理工學院物理與電信工程學院實驗室2014年3 月12 日通信原理課程設計通信工程專業(yè)課程設計任務書院（系） 物理與電信工程學院專業(yè)班級通信 工 程專 業(yè)1102班 學生姓名譚夕林_、課程設計題目 QPSK的誤碼率仿真分析二、 課程設計工作自2014年 2 月 24 日 起至 2014年 3 月16 日止三、課程設計進行地點：物理與電 信 工 程 學 院 實 驗 室四、課程

2、設計的內(nèi)容要求：利用仿真軟件等工具，結(jié)合所學知識和各渠道資料，對QPSKB高斯通道下的誤碼率進行研究分析指導教 師 魏瑞 系（教研室）通信工程系接受任務開始執(zhí)行日期 2014年2月24日 學生簽名 譚夕林QPSK勺誤碼率仿真譚夕林陜西理工學院物理與電信工程學院通信 1102班，陜西 漢中 723003)指導教師：魏瑞【摘 要】為實現(xiàn)QPSK應用到無線通信中，該文對 QPSK系統(tǒng)性能進行了理論研究。介紹了 QPSK調(diào)制解調(diào)原理，對高斯白噪聲信道的系統(tǒng)性能進行了研究，分析對比了在高斯白噪聲信道下的系統(tǒng)誤碼性能。為基丁副載波QPSK無線激光通信系統(tǒng)的研究奠定了理論基礎。使用MATLAB M語言完成Q

3、PSK勺蒙特卡羅仿真，得出在加性 高斯白噪聲的信道下，傳輸比特錯誤率以及符號錯誤率。并將比特錯誤率與理論值相 比較，并得出關(guān)系曲線。使用simulink搭建在加性高斯白噪聲信道下的 QPSKM制解調(diào)系統(tǒng)，其中解調(diào)器使用相關(guān)器接收機。并計算傳輸序列的比特錯誤率。通過多次 運行仿真得到比特錯誤率與信噪比之間的關(guān)系。【關(guān)鍵詞】：QPSK誤碼率，仿真，星座圖【中圖分類號】TN702文獻標志碼A21QPSK BER simulation analysisTan Xilin(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering , School of Phys

4、ics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China) Tutor:Wei RuiAbstract For the application of the QPSK (Phase-Shift-Keying) to the wireless laser communication, this paper emphasizes the system of QPSK's performance, theoretically. In the paper, t

5、he principle of the QPSK's modulation and demodulation were introduced in brief and the performance of the system at white Gaussian noise (AWGN) channel was also analyzed carefully.The above results provide the theoretical foundation for the wireless laser communication system based on the QPSK

6、with sub-carrier. Use the MATLAB language to complete Monte Carlo simulation of QPSK, and to obtain the transmission sequence bit error rate and symbol error rate in the additive white Gaussian noise channel, comparing it with the theoretical value, then get curve. The second aspect is to learn how

7、to use Simulink and the functions and principles of various modules. Then we use Simulink to create the model of QPSK through additive white Gaussian noise channel. And take the advantage of the Correlator receiver to complete the operation of demodulation. Then calculate the transmission sequence b

8、it errorrate. By runningthe simulation repeatedly, we can get the relationship between the bit error rate and SNR.Keywords: QPSK, BER, simulation, constellation目錄摘要3.Abstract4一緒論61.1課題背景及仿真61.1.1QPSK系統(tǒng)的應用背景簡介 61.1.2 QPSK實驗仿真的意義 61.1.3仿真平臺和仿真內(nèi)容 6二系統(tǒng)實現(xiàn)框圖和分析72.1 QPSK調(diào)制部分 72.2QPSK解調(diào)部分 8三QPSK特點及應用領(lǐng)域 93.1

9、 QPSK 特點93.2誤碼率103.3QPSK時域信號 103.4 擴充認知 QPSK-OQPSK103.5QPSK的應用領(lǐng)域 11四使用simulink搭建QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 124.1信源產(chǎn)生124.2QPSK系統(tǒng)理論搭建13五仿真模型參數(shù)設置及結(jié)果155.1仿真附圖及參數(shù)設置 155.2仿真結(jié)果165.3誤碼率曲線程序及其仿直結(jié)果 17六仿真結(jié)果分析19七總結(jié)與展望20致謝21參考文獻21一.緒論1.1課題背景及仿真：1.1.1QPSK系統(tǒng)的應用背景簡介QPS魁英文Quadrature Phase Shift Keying 的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控， 是一種數(shù)字調(diào)制方式。在19

10、世紀80年代初期，人們選用恒定包絡數(shù)字調(diào)制。這類數(shù)字 調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點是已調(diào)信號具有相對窄的功率譜和對放大設備沒有線性要求，不足之處是其頻譜利用率低于線性調(diào)制技術(shù)。19世紀80年代中期以后，四相絕對移相鍵控 （QPSK歧術(shù)以其抗十擾性能強、誤碼性能好、頻譜利用率高等優(yōu)點，廣泛應用于數(shù)字微波通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶接入、移動通信及有線電視系統(tǒng)之中。1.1.2 QPSK實驗仿真的意義通過完成設計內(nèi)容， 復習QPS調(diào)制解調(diào)的基本原理，同時也要復習通信系統(tǒng)的主 要組成部分，了解調(diào)制解調(diào)方式中最基礎的方法。了解 QPSKJ實現(xiàn)方法及數(shù)學原理。 并對“通信”這個概念有個整體的理解，學習數(shù)字調(diào)制中誤碼

11、率測試的標準及計算方 法。同時還要復習隨機信號中時域用自相關(guān)函數(shù)，頻域用功率譜密度來描述平穩(wěn)隨機 過程的特性等基礎知識，來理解高斯信道中噪聲的表示方法，以便在編程中使用。理解QPSK制解調(diào)的基本原理，并使用MATLAB程實現(xiàn)QPSKT號在高斯信道和瑞利 衰落信道下傳輸，以及該方式的誤碼率測試。復習 MATLAB程的基礎知識和編程的常 用算法以及使用MATLAB真系統(tǒng)的注意事項，并鍛煉自己的編程能力，通過編程完成 QPSK制解調(diào)系統(tǒng)的仿真，以及誤碼率測試，并得出響應波形。在完成要求任務的條 件下，嘗試優(yōu)化程序。通過本次課設，除了和隊友培養(yǎng)了默契學到了知識之外， 還可以將次課設作為一種 推廣，讓更

12、多的學生來深入一層的了解 QPSKZ至其他調(diào)制方式的原理和實現(xiàn)方法?？?以方便學生進行測試和對比。足不出戶便可以做實驗。1.1.3仿真平臺和仿真內(nèi)容（1）仿真平臺本實驗是基于Matlab的軟件仿真，只需PC機上安裝MATLAB 6.0或者以上版本即 可。（本實驗附帶基于Matlab Simulink （模塊化）仿真，如需使用必須安裝simulink模塊）仿真內(nèi)容構(gòu)建一個在AWGN斯白噪聲）信道條件下的QPS咽真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有QPSK 信號星座圖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比例下繪制二、系統(tǒng)實現(xiàn)框圖和分析2.1、QPSK調(diào)制部分，原

13、理框圖如圖1所示令 1 (t) = JT cos(a fct)*2 (t)=唇sin(2兀 fct)原理分析：基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)QPSK與二進制PSK 一樣，傳輸信號包含的信息都存在丁相位中。的別的載波相位取四個等間隔值之一，如 刀/4, 3 ji /4,5 ji /4,和7刀/4。相應的，可將發(fā)射信號定義為V2E/t cos2 兀 ft + (2 i 1)n / 40 < t < TSi (t )=其他0其中，i = 1, 2, 2, 4; E為發(fā)射信號的每個符號的能量，T為符號持續(xù)時間，載波頻 率f等丁 nc/T , nc為固定整數(shù)。每一個可能的相位值對應丁一個特定的二位組。

14、例如, 可用前述的一組相位值來表示格密碼的一組二位組： 10, 00, 01, 11。下面介紹QPSK言號的產(chǎn)生和檢測。如果 a為典型的QPSKg射機框圖。輸入的二進制 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，即負號 1和0分別用后和-姮表示。接著，該二進制波形被分接器分成兩個分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨立的二進制波形，這兩個二進制波形分別用al (t)，和a2 (t)表示。容易注意到，在任何一信號時間間隔內(nèi)al (t)，和a2 (t)的幅度恰好分別等丁 Si1和Si2，即由發(fā)送的二位組決定。這兩個二進制波形al (t)，和a2 (t)被用來調(diào)制一對正交載波或者說

15、正交基本函數(shù)：8 1 (t) = g，cos(afct),。2 (t)=傍 sin(2兀fct)。這樣就得到一對二進制 PSK信號。* 1 (t)和*2 (t)的正交性使這 兩個信號可以被獨立地檢測。最后，將這兩個二進制PSK言號相加，從而得期望的QPSK2.2、QPSK解調(diào)部分，原理框圖如圖2所示:巾2 (t)正交信道門限=0圖2原理分析：QPSK接收機由一對共輸入地相關(guān)器組成。這兩個相關(guān)器分別提供本地產(chǎn)生地相干參考信號*1 (t)和*2 (t)。相關(guān)器接收信號x (t)，相關(guān)器輸出地x1和x2被用來與門限值0進行比較。如果x1>0,則判決同相信道地輸出為符號1;如果x1<0，則

16、判決同 相信道的輸出為符號00；類似地。如果正交通道也是如此判決輸出。最后同相信道和 正交信道輸出這兩個二進制數(shù)據(jù)序列被復加器合并，重新得到原始的二進制序列。在 AWG佶道中，判決結(jié)果具有最小的負號差錯概率。、QPS麻點及應用領(lǐng)域3.1、QPSK 特點QPSK數(shù)字解調(diào)包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換、抽取或插值、匹配濾波、時鐘和載波恢復等。 在實際的調(diào)諧解調(diào)電路中，采用的是非相干載波解調(diào)，本振信號與發(fā)射端的載波信號 存在頻率偏差和相位抖動，因而解調(diào)出來的模擬I、Q基帶信號是帶有載波誤差的信號。 這樣的模擬基帶信號即使采用定時準確的時鐘進行取樣判決，得到的數(shù)字信號也不是 原來發(fā)射端的調(diào)制信號，誤差的積累將導致抽樣

17、判決后的誤碼率增大，因此數(shù)字QPSK 解調(diào)電路要對載波誤差進行補償，減少非相干載波解調(diào)帶來的影響。此外， ADC的取 樣時鐘也不是從信號中提取的，當取樣時鐘與輸入的數(shù)據(jù)不同步時，取樣將不在最佳 取樣時刻進行所得到的取樣值的統(tǒng)計信噪比就不是最高，誤碼率就高，因此，在電路 中還需要恢復出一個與輸入符號率同步的時鐘，來校正固定取樣帶來的樣點誤差，并 且準確的位定時信息可為數(shù)字解調(diào)后的信道糾錯解碼提供正確的時鐘。校正辦法是由 定時恢復和載波恢復模塊通過某種算法產(chǎn)生定時和載波誤差，插值或抽取器在定時和 載波誤差信號的控制下，對 A/D轉(zhuǎn)換后的取樣值進行抽取或插值濾波，得到信號在最 佳取樣點的值，不同芯片

18、采用的算法不盡相同，例如可以采用據(jù)輔助法(DA)載波相位和定時相位聯(lián)合估計的最大似然算法。數(shù)字調(diào)制用 星座圖”來描述，星座圖中定義了一種調(diào)制技術(shù)的兩個基本參數(shù)：(1) 信號分布；(2)與調(diào)制數(shù)字比特之間的 映射關(guān)系。星座圖中規(guī)定了星座點與傳輸 比特問的對應關(guān)系，這種關(guān)系稱為 映射”，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號分布和映射 完全定義，即可由星座圖來完全定義。四相相移調(diào)制是利用載波的四種不同相位差來 表征輸入的數(shù)字信息，是四進制移相鍵控。QPSK是在M=4時的調(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

19、進制數(shù)字序列, 為了能和四進制的載波 相位配合起來,則需要把二進制數(shù)據(jù)變換為四進制數(shù)據(jù)，這就 是說需要把二進制數(shù)字序列中每兩個比特分成一組，共有四種組合，即00, 01, 10,11,其中每一組稱為雙比特碼元。每一個雙比特碼元是由兩位二進制信息比特組成， 它們分別代表四進制四個符號中的一個符號。QPSK中每次調(diào)制可傳輸2個信息比特，這些信息比特是通過 載波的四種相位來傳遞的。解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信 號的相位來判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。首先將輸入的申行二進制信息序列經(jīng)申并變換，變成m=log2M個并行數(shù)據(jù)流,每一路的數(shù)據(jù)率是R/m, R是申行輸入碼的數(shù)據(jù)率。I/Q信號發(fā)生器將每一個m比

20、特的字節(jié) 轉(zhuǎn)換成一對(pn, qn)數(shù)字，分成兩路速率減半的序歹0,電平發(fā)生器分別產(chǎn)生雙極性 二電平信號I(t)和Q(t)，然后對coswct和sinwct進行調(diào)制，相加后即得到 QPSK信號。 QPSK是一種頻譜利用率高、抗干擾性強的數(shù)調(diào)制方式，它被廣泛應用丁各種通信系統(tǒng) 中.適合衛(wèi)星廣播。例如，數(shù)字衛(wèi)星電視DVB-S2標準中，信道噪聲門限低至4. 5 dB, 傳輸碼率達到45M b2實施采用QPSK調(diào)制方式，同時保證了信號傳輸?shù)男屎驼`碼 性能。一般的QPSK的實施，也表明高階PSK的實施。在星座圖中的正弦和余弦波用 來傳輸方面的書面符號：這就產(chǎn)生了四個階段兀/ 4 3兀/ 4 5兀/削7

21、兀/ 4!要。這個結(jié)果與單位的基礎上功能在一個兩維的信號空間被用作信號的同相分量和正交分 量信號的第二首的基礎功能。因此，信號星座組成的信號空間4點，1/2的因素表明，兩家運營商之間的分裂， 同樣的總功率。這些基礎功能，為BPSK比較活楚地表明如何觀看可以作為兩個獨立的 BPSK信號的 QPSK。注意的BPSK信號空間分不需要分裂BPSK的星座圖中顯示的兩家運營商在該 計劃的符號（位）能源的。QPSK系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在許多方面。發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)的 主要組成部分的說明如下。QPSK概念發(fā)射機結(jié)構(gòu)。的二進制數(shù)據(jù)流分割成相和正交相的組成部分。這些都是再分別調(diào)制到兩個正交的基函數(shù)。在此實現(xiàn)中，兩個血賽

22、。之后，這兩個信號疊加，產(chǎn)生 的信號是QPSK信號。注意：使用極不返回到零編碼。可以擺在這些編碼器的二進制 數(shù)據(jù)源，但已放置后，說明涉及數(shù)字調(diào)制的數(shù)字和模擬信號之間的概念差異。對丁 QPSK接收機結(jié)構(gòu)。匹配的過濾器，可以與相關(guān)器代替。每個檢測裝置使用的參 考閾值，以確定是否檢測到1或0。3.2、誤碼率QPSK的，雖然可以作為解調(diào)看，這是比較容易看到它作為兩個獨立的調(diào)制正交 載波。這種解釋，偶數(shù)（或奇數(shù)）位用丁調(diào)節(jié)承運人在相位分量，而奇數(shù)（或偶數(shù)） 位被用來調(diào)制載波的正交相位分量。BPSK的兩家航空公司，它們可以是獨立的解調(diào)。 因此，QPSK的誤碼概率是相同的BPSK: 然而，為了達到相同的概率

23、為 BPSK的誤碼，QPSK的使用電源（因為兩位同時傳輸） 的兩倍。符號錯誤率計算公式如下：3.3、QPSK時域信號如果信號信噪比高（實際 QPSK系統(tǒng)是必要的）符號錯誤的概率可近似： 調(diào)制信號為一個隨機的二進制數(shù)據(jù)流的短段如下。兩個載波是一個余弦波和正弦波， 通過信號空間分析上述表示。在這里，奇數(shù)位已被分配到同相分量和正交分量（以1號的第一個位）的偶數(shù)位?？偟男盘?兩個組成部分的總和-顯示在底部?？梢钥闯觯?相位跳變的PSK改變了每個組件在每個位周期的開始階段。僅最上面的波形匹配的 BPSK上面給出的描述。用丁 QPSK的時序圖。時間軸下方所示的二進制數(shù)據(jù)流。兩個組件用自己的位 分配的信號顯

24、示的頂部和總，在底部的混合信號。注意：在第一階段的一些位期間邊 界的突然變化。這個波形傳達的二進制數(shù)據(jù)是：1 1 0 0 0 1 1 0。奇數(shù)位，在這里強調(diào)，在相分量：11000110即使位，在這里強調(diào)，作出貢獻的正交相位分量：110001103.4、擴充認知 QPSK-OQPSKOQPSK是在QPSK基礎上發(fā)展起來的一種包包絡數(shù)字調(diào)制技術(shù)。這里，所謂包包 絡技術(shù)是指已調(diào)波的包絡保持為包定，它與多進制調(diào)制是從不同的兩個角度來考慮調(diào) 制技術(shù)的。包包絡技術(shù)所產(chǎn)生的已調(diào)波經(jīng)過發(fā)送帶限后，當通過非線性部件時，只產(chǎn)生很小的頻譜擴展。這種形式的已調(diào)波具有兩個主要特點，其一是包絡包定或起伏很 ?。黄涠且颜{(diào)

25、波頻譜具有高頻快速滾降特性，或者說已調(diào)波旁瓣很小，甚至幾乎沒 有旁瓣。采用這種技術(shù)已實現(xiàn)了多種調(diào)制方式。OQPSK信號，它的頻帶利用率較高， 理論值達Ib/sZHzo在QPSK中，當碼組0011或0110時，產(chǎn)生180°的載波相位跳變。 這種相位跳變引起包絡起伏，當通過非線性部件后，使已經(jīng)濾除的帶外分量乂被恢復 出來，導致頻譜擴展，增加對相鄰波道的干擾。為了消除180°的相位跳變，在QPSK基礎上提出了 OQPSK。一個已調(diào)波的頻譜特性與其相位路徑有著密切的關(guān)系，因此，為了控制已調(diào)波的 頻率特性，必須控制它的相位特性。包包絡調(diào)制技術(shù)的發(fā)展正是始終圍繞著進一步改 善已調(diào)波的相

26、位路徑這一中心進行的。OQPSK也稱為偏移四相相移鍵控(offset-QPSK),是QPSK的改進型。它與QPSK 有同樣的相位關(guān)系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進行正交調(diào)制。不同點在丁它將 同相和正交兩支路的碼流在時間上錯開了半個碼元周期。由丁兩支路碼元半周期的偏 移，每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會發(fā)生兩支路碼元極性同時翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。因 此，OQPSK信號相位只能跳變0°、坦0°，不會出現(xiàn)180°的相位跳變。3.5、QPSK的應用領(lǐng)域QPSK數(shù)字電視調(diào)制器在對數(shù)據(jù)流的處理上采用能量擴散的隨機化處理、RS編碼、卷積交織、收縮卷積編碼、調(diào)制前的基帶成形處理等，保證

27、了數(shù)據(jù)的傳輸性能。QPSK數(shù)字電視調(diào)制器采用了先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，完全符合DVB-S標準，接收端可直接用數(shù)字衛(wèi)星接收機進行接收。它不但能取得較高的頻譜利用率，具有很強的 抗干擾性和較高的性能價格比，而且和模擬 FM微波設備也能很好的兼容。性能特點：1、進行原有的電視微波改造，可用 30M帶寬傳送5至8套DVD效果的圖像；2、用調(diào)頻微波的價格達到 MMDS的效果，實現(xiàn)全向發(fā)射；3、可進行數(shù)字加密，對圖象絕無任何損傷。同時，中國的3G制式(CDMA2000 , WCDMA,TD-SCDMA )均在下行鏈路上采 用QPSK調(diào)制。四、使用simulink搭建QPS麻制解調(diào)系統(tǒng)4.1信源產(chǎn)生在搭建Q

28、PS朋制解調(diào)系統(tǒng)中直接使用貝努力信號發(fā)生器產(chǎn)生 01比特序列，每兩 比特代表一個符號。伯努利隨機生成二進制 Generator模塊使用伯努利分布的二進制 數(shù)字。產(chǎn)生參數(shù)為p伯努利分布。伯努利分布均值1 - p和方差p (1 - P )的。一個 零概率參數(shù)指定p,可以是任何0和1之間的實數(shù)。信號輸出屆性的輸出信號可以是基丁幀的矩陣，一個基丁采樣的行或列向量，或者一個樣本為基礎的一維數(shù)組。這些 屆性控制框架為基礎的輸出，每幀的樣品，并解釋向量參數(shù)為1 - D參數(shù)。看到信號的屆性參數(shù)指南隨機源在通信模塊庫的用戶更多的細節(jié)。參數(shù)為零的元素的初始種子 和概率成為輸出數(shù)歹0的框架為基礎或在數(shù)字內(nèi)容中，采樣

29、基丁欠量輸出。模塊參數(shù)設置 發(fā)送0的概率p=0.5，采樣時間為0.01s，傳輸信號為頻率100Hz。4.2、QPSK系統(tǒng)理論搭建(1) 申并裝換：首先使用buffer模塊實現(xiàn)將發(fā)射信號轉(zhuǎn)為兩路。Buffer模塊為 重新分配的緩沖區(qū)塊的輸入樣本，輸出多個采樣率較低的幀信號。但會產(chǎn)生與緩沖區(qū) 容量相同的時延。(2) 將非極性信號轉(zhuǎn)換為極性信號：將 01序列減去1/2,再乘以2,則可得到1,-1序列，即極性信號。此過程中用到常數(shù)產(chǎn)生模塊，加法模塊，幅度增益模塊。調(diào)制：分別將兩路信號乘以相位相差/2載波可由正弦信號發(fā)生器產(chǎn)生。正弦波模塊可提供一個正弦波。模塊可以在基丁時間或基丁采樣的模式。(3) 傳輸

30、：將調(diào)制信號通過 AWG佶道WG祐道模塊AWGN信道模塊可以將加性高斯白噪聲加到一個實數(shù)的或復數(shù)的輸入信號。當輸入信號是實數(shù)時，這個塊增加了實 的高斯噪聲，產(chǎn)生一個實數(shù)的輸出信號。當輸入信號是復數(shù)的，這個模塊增加了復數(shù) 的高斯噪聲，產(chǎn)生復數(shù)的輸出信號。此塊繼承它的輸入信號的采樣時間。模塊使用信 號處理模塊隨機源塊產(chǎn)生的噪聲。隨機數(shù)生成方法是由MATLABandn函數(shù)產(chǎn)生。初始種子可以是一個標量或欠量的長度相匹配的輸入信號通道數(shù)。種子的詳細資料初次， 查看隨機源塊模塊庫文件參考頁面中設置的信號處理。信號輸入只能是類型單一或雙。該端口的數(shù)據(jù)類型都繼承自該驅(qū)動器的信號塊。注意權(quán)力的所有值假設一個1歐

31、姆的標稱阻抗。基丁幀的處理和輸入維此塊可以處理多聲道信號，是基丁幀或樣本為基礎。根據(jù)數(shù)據(jù)的形狀和結(jié)構(gòu)狀況：如果你的輸入是一個示例為基礎的標量，那么模塊加標量高斯噪聲的信號。如果你的輸入是一個采樣基丁向量或一幀的行向量，則每 個通道增加了獨立的塊高斯噪聲。如果你的輸入是一幀的列向量，則增加了一個高斯 噪聲幀到您的單聲道信號。如果你的輸入是基丁幀的米由 n矩陣，則塊增加了一個框架高斯噪聲長度米獨立的頻道每 n。如果m和n是大丁 1。輸入不能是基丁采樣的信 號o(4) 解調(diào)：首先將信號分為兩路，分別乘以乘以相位相差 /2乘法器設置為默認設置。使用相關(guān)器解調(diào)方法，乘以1信號即幅度為一得方波信號。使用常

32、數(shù)發(fā)生器與乘法器，設置為默認設置。然后信號需要通過積分器使用積分器時，需要在時間t=T時使積分器復位，所以需要設置積分模塊續(xù)設置在時鐘上升沿時復位。 并需要與該之路碼元時間相同即發(fā)送信號碼元時間的兩倍的時鐘輸入。之后需采樣并保持信號，需要使用sample and hold 模塊，同時也要使用并需要與該之路碼元時 間相同即發(fā)送信號碼元時間的兩倍的時鐘輸入。此時各路信號也會產(chǎn)生一個單位的時 延。然后檢測并判斷輸出信號，使用 autothreshold 模塊，該模塊會根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動設置閥值，對輸入信號給出判定，輸出二進制比特序列，并可輸出閥值。最后再經(jīng)過并申轉(zhuǎn)換，將兩路信號合一，使用N-sampl

33、e switch模塊實現(xiàn)。在第一路信號發(fā)出一個樣本時間按信號后，樣本時間設置為發(fā)送信號碼元時間，開關(guān)會自動轉(zhuǎn)移到 第二路信號，此時換做第二路信號輸入，一個碼元時間后模塊重置，循環(huán)以上過程。此模塊也需要發(fā)送信號碼元時間的兩倍的時鐘輸入。(由丁 simulink中已經(jīng)有了 QPS協(xié)勺調(diào)制與解調(diào)模塊，所以直接可以進行調(diào)用)(5) 比特錯誤率統(tǒng)計：比特錯誤率統(tǒng)計使用 Error Rate Calculation 模塊，該模 塊可自動比較發(fā)送序列與接收序列并作出比較，將比特錯誤率輸出，并使用 display 模塊顯示.五、仿真模型參數(shù)設置及結(jié)果5.1仿真附圖及參數(shù)設置Euntu-TlnaCuMtrTin

34、a圖中數(shù)據(jù)源為二進制伯努利產(chǎn)生器，它產(chǎn)生一個二進制向量，向量的長度等丁 2, 分別代表QPSK調(diào)制器的兩個輸入信號，伯努利產(chǎn)生器的參數(shù)設置如下：Probability of a zero:0.5Initial seed:61 45Sample time:0.01Frame-based outputs:UncheckedInterpret vector parameters as 1-D:UncheckedQPSK Modulator Baseband模塊(QPSK調(diào)制器)對輸入的信號進行 QPSK調(diào)制， 模塊的參數(shù)設置如下：Input type:BitConstellation orderin

35、g:GrayPhase offset (rad):pi/4Samples per symbol:1信道模塊在信號的傳輸過程中加入高斯白噪聲，其參數(shù)設置如下:Initial seed:67Mode:Signal to noise ratio (SNR)SNR (db):9Input signal power (watts) : 1QPSK Demodulator Baseband模塊(QPSK解調(diào)器)對信號進行 QPSK解調(diào)，它 的各項參數(shù)設置與QPSK調(diào)制器模塊相同。Bit to Integer Converter模塊(數(shù)值轉(zhuǎn)換模塊)的作用是將輸入的數(shù)值轉(zhuǎn)換成四進 制整數(shù)。由丁伯努利產(chǎn)生器輸出

36、的信號是長度為2bit的二進制向量，而QPSK解調(diào)器出來的信號則是一個二進制序列，因此在對它們進行比較之前，首先要轉(zhuǎn)換成相同的 整數(shù)形式，兩個數(shù)值轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)設置如下：Number of bits per integer: 2Input bit order: MSB firstAfter bit packing,treat resulting integer values as: UnsignedOutput data type: Same as input5.2仿真結(jié)果untitledzhonqjie/Discrete-Time Scatter Plot Scope理論值（發(fā)射端）實際值(

37、接收端)5.3誤碼率曲線程序及其仿真結(jié)果close allclcclear allSNR_DB=0:1:12;sum=1000000;data= randsrc(sum,2,0 1);a1,b1=find(data(:,1)=0&data(:,2)=0);message(a1)=-1-j;a2,b2=find(data(:,1)=0&data(:,2)=1);message(a2)=-1+j;a3,b3=find(data(:,1)=1&data(:,2)=0);message(a3)=1-j;a4,b4=find(data(:,1)=1&data(:,2)=1

38、);message(a4)=1+j;scatterplot(message)title( 'B k ?D?o?M ?D?x 日 i ?A=1;Tb=1;Eb=A*A*Tb;P_signal=Eb/Tb;NO=Eb./(10.人(SNR_DB/10);P_noise=P_signal*NO;sigma=sqrt(P_noise);for Eb_NO_id=1:length(sigma)noise1=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);noise2=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);receive=message+noise1+noise2*j

39、;resum=0;total=0;m1=find(angle(receive)<=pi/2&angle(receive)>0);remessage(1,m1)=1+j;redata(m1,1)=1;redata(m1,2)=1;m2= find( angle(receive)>pi/2&angle(receive)<=pi);remessage(1,m2)=-1+j;redata(m2,1)=0;redata(m2,2)=1;m3=find( angle(receive)>-pi&angle(receive)<=-pi/2);reme

40、ssage(1,m3)=-1-j;redata(m3,1)=0;redata(m3,2)=0;m4=find( angle(receive)>-pi/2&angle(receive)<=0);remessage(1,m4)=1-j;redata(m4,1)=1;redata(m4,2)=0;resum,ratio1=symerr(data,redata);pbit(Eb_NO_id)=resum/(sum*2);total,ratio2=symerr(message,remessage);pe(Eb_NO_id)=total/sum;endscatterplot(recei

41、ve)title( 'C k ?D?o?M ?D?x 日 i ?Pe=1-(1-1/2*erfc(sqrt(10.人(SNR_DB/10)/2).人2;Pbit=1/2*erfc(sqrt(10.人(SNR_DB/10)/2);figure(3)semilogy(SNR_DB,pe, ':s' ,SNR_DB,Pe, '-*' ,SNR_DB,pbit, '-o' ,SNR_DB,Pbit, ':+') legend( 'QPSK ? o ? e 7 , 'QPSKd i ? o ? e ； 'QPSK ? 6 士倉 i ? e 'QPSKd i ? o ± e i ?e，,1)xlabel('D? 士 e /dB')ylabel('? e P')gird on誤碼率曲線圖六、仿真結(jié)果分析本次仿真研究了數(shù)字調(diào)制方式 QPSK對其誤碼率進行了考察。通過理論誤碼率和 仿真誤碼的比較，了解了誤碼率的性能。本次課程設計通過運用星座圖來對實驗結(jié)果 進行仿真。本次實驗得出結(jié)論如下：誤碼率是誤比特率的兩倍。由丁仿真中各種條件 都是理想化的，包括數(shù)據(jù)在傳輸過程中，除了噪聲影響以外不會發(fā)生任何錯誤所