BPSK的matlab仿真原理加源代碼

1、BPSK誤碼率的Matlab仿真實(shí)驗(yàn)作者：黃準(zhǔn)南京航空航天大學(xué)，江蘇省 南京市 430062摘要：對(duì)于剛剛從事通信領(lǐng)域研究性工作的研究生來(lái)說(shuō)，很有必要通過(guò)Matlab強(qiáng)大的仿真功能來(lái)強(qiáng)化理解通信信號(hào)處理的過(guò)程。本文正是通過(guò)對(duì)BPSK的Matlab仿真來(lái)提供一個(gè)比較好的實(shí)例。關(guān)鍵詞：BPSK，高斯白噪聲，帶通濾波器，載波，抽樣判決1 BPSK的理論分析1.1 基本原理加法器s(t)相乘器BPF相乘器LPF抽樣判決A(t)WGN定時(shí)脈沖A(t)圖1.1 BPSK相干解調(diào)原理框圖輸入信號(hào)A(t)可表示為： (1.1-1)式中為矩形波，而表達(dá)式如下：對(duì)A(t)進(jìn)行傅里葉變換，得到A(t)的功率譜密度（

2、式中Ts為碼元時(shí)間長(zhǎng)度）：得到A(t)的頻譜圖如1.2所示（圖中Tb為碼元時(shí)間長(zhǎng)度）圖1.2 矩形基帶信號(hào)頻譜A(t)與載波相乘：其頻譜圖如圖1.3所示：圖1.3圖中fc為載波頻率，fs=1/Tb=Rb(碼速率)，故帶通濾波器的中心頻率為fc，帶寬至少為2fs。經(jīng)過(guò)帶通濾波器的高斯白噪聲變成了窄帶高斯信號(hào),可以表示為：經(jīng)過(guò)帶通濾波器后的信號(hào)為y(t)y(t)=s(t)+n(t)與載波相乘后再經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除高頻分量得到x(t)由x(t)的功率譜密度圖（圖1.4所示）可知，最佳判決門限為0；誤碼率Pe=0.5*erfc(sqrt(r);式中信噪比r=A2/2*2，2為窄帶高斯信號(hào)的方差，由于其

3、均值為0，故噪聲功率就是其方差。圖1.4附錄：clear allclcnum = 5000; %碼元數(shù)Rb = 1000; %碼速率2*Rb<=fstnum = 500; %沒(méi)一個(gè)碼元用tnum個(gè)點(diǎn)代替fs = Rb*tnum; %采樣頻率fs>2*(fp+Rb)fp = 100000; %載波頻率t = 0:1/fs:num/Rb-1/fs; %時(shí)間t的長(zhǎng)度與間隙。panjue1 = zeros(1,num); %基帶傳輸?shù)呐袥Q輸出panjue2 = zeros(1,num); %頻帶傳輸?shù)呐袥Q輸出pe1 = zeros(1,15); %基帶傳輸?shù)恼`碼率矩陣pe2 = zeros

4、(1,15); %頻帶傳輸?shù)恼`碼率矩陣a = 2*(fp-2*Rb)/fs; %帶通濾波器的第一截止頻率b = 2*(fp+2*Rb)/fs; %帶通濾波器的第二截止頻率s = 1; %循環(huán)累加數(shù)%a1,b1 = butter(2,a,b); %采用butter濾波器，得到butter濾波器的H(z)的分子分母參數(shù)noise = randn(1,num*tnum); %產(chǎn)生正態(tài)分布參數(shù)nwgnnoise = filter(a1,b1,noise); %對(duì)WGN進(jìn)行帶通濾波stdnwgn = std(nwgnnoise); %為了減少運(yùn)算量。a2,b2 = butter(2,b); %低通濾波h

5、1 w1 = freqz(a1,b1); %帶通濾波器頻譜h2 w2 = freqz(a2,b2); %低通濾波器頻譜%以上一段代碼是為了防止加重計(jì)算機(jī)的計(jì)算量而從循環(huán)中提出來(lái)的。%for SNR_db = -5:10;in = randint(1,num);in1 = 2*in-1;g = ones(1,tnum);inn = upsample(in,tnum);inn = filter(g,1,inn);in2 = inn*2-1; %以上一段代碼產(chǎn)生基帶信號(hào)inn = in2.*sin(2*pi*fp*t); %產(chǎn)生頻帶信號(hào)noise = randn(1,num*tnum); %產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)

6、正態(tài)分布的高斯白噪聲信號(hào)snr = 10(SNR_db/10); %信噪比換算sigma = sqrt(1/(2*snr); %求出高斯白噪聲標(biāo)準(zhǔn)差s2 = in2+noise*sigma; %基帶傳輸s1 = inn+noise*sigma; %頻帶傳輸，暫未用上%帶通濾波器v = filter(a1,b1,inn); %對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行帶通濾波nwgnnoise = filter(a1,b1,noise); %對(duì)WGN進(jìn)行帶通濾波,此處分開(kāi)濾波是為了對(duì)窄帶高斯信號(hào)的功率進(jìn)行處理nwgnnoise = nwgnnoise/stdnwgn; %使得濾波后的窄帶高斯噪聲任然為正態(tài)分布nwgnnoi

7、se = nwgnnoise*sigma; %改變?cè)肼暪β适蛊浞项A(yù)設(shè)的信噪比。v = v+nwgnnoise; %經(jīng)過(guò)帶通濾波器后的信號(hào)v2 = v.*sin(2*pi*fp*t); %與載波相乘v = filter(a2,b2,v2); %進(jìn)行低通濾波i = 1; %進(jìn)行抽樣判決while i <= num if s2(i*tnum-tnum/2) > 0 %基帶抽樣判決 panjue1(i) = 1; else panjue1(i) = -1; end if v(i*tnum-tnum/2) > 0 %頻帶抽樣判決 panjue2(i) = 1; else panjue

8、2(i) = -1; end i = i+1;end pe1(s) = length(find(panjue1=in1)/num; %基帶誤碼率 pe2(s) = length(find(panjue2=in1)/num; %頻帶誤碼率 s = s+1;endfigure(1);subplot(3,2,1);pwelch(in2,fs);title('基帶信號(hào)頻譜');figure(1);subplot(3,2,2);pwelch(inn,fs);title('頻帶信號(hào)');figure(1);subplot(3,2,4);plot(w1,h1);title(&

9、#39;帶通信號(hào)頻譜');figure(1);subplot(3,2,3);plot(w2,h2);title('低通信號(hào)頻譜');figure(1);subplot(3,2,5);pwelch(noise,fs);title('高斯白噪聲信號(hào)頻譜');figure(1);subplot(3,2,6);pwelch(nwgnnoise,fs);title('窄帶高斯信號(hào)頻譜');figure(3);SNR_db = -5:10;pelilun = 0.5*erfc(sqrt(10.(SNR_db)./10);semilogy(SNR_db,pe1,'-or');hold on;semilogy(SNR_db,pe2,'-ob');hold on;semilogy(SNR_db,p