BPSKQPSK的MATLAB仿真

实验一 无线信道特性及其分析方法 一、 实验作业 1. 在程序运行的过程中，任取一段Display1的数据和Display4的数据，分析其是否满足QPSK的调制过程； 图一 程序运行中的一段数据截图 Display1的数据为 00 11 11 11 对应双极性序列为 11 -1-1 -1-1 -1-1 Display2的数据为pi/4 5*pi/4 5*pi/4 5*pi/4 故由四相调制QPSK相位关系知，以上满足QPSK调制过程。 2. 调试嵌入的f_convert.m，看看临时变量L的取值为多少。 答：临时变量L的值为8。 3. 运行过程中，分别截取Signal Trajectory of QPSK Signal，11,Before Rayleigh Fading1 和 12,After Rayleigh Fading模块输出的QSPK的相位转移图和瑞利信道前后的星座图，进行解释。 图二 Signal Trajectory of QPSK Signal 图三 瑞利信道前的星座图 图四 瑞利信道后的星座图 答：QPSK调制相位跳变最大为±pi，最小为±pi/2由图二知仿真满足要求。图三和图四知，信号通过瑞利信道后星座图出现失真。因信号受瑞丽信道的干扰在星座图上出现相位和幅度失真，且不同时刻，失真大小不一。 实验二 典型通信系统的搭建和分析 四、实验作业 1. 对比Probe1/ Probe2/ Probe3处的数据，说明采用BSPK和QPSK调制前后，比特周期和符号周期之间的关系。 调制前 Probe1: W:16,Tf:[1.6e-005 0] Probe2: W:16,Tf:[1.6e-005 0] QPSK Probe3: W:16,Tf:[1.6e-005 0] BPSK Probe1/2/3处的数据 Probe1 W:16 Tf:[1/6e-005 0] Prope2 W:8 Tf[1.6e-005 0] Prope2 W:16 Tf[1.6e-005 0] BPSK调制前后比特周期和符号周期没有变化，且符号周期等于比特周期。 QPSK调制后比特周期为符号周期的二倍。 2. 分别为BPSK和QPSK链路选择多个Es/N0(dB，2,4,6,8)，运行链路，记录数据，将4个Es/N0条件下运行得到的两组误比特率数据(无编译码的)直接赋给BER_BPSK_QPSK.m程序中的ber_BPSK和ber_QPSK，替换原有的[1，2，3，4]数据，运行BER_BPSK_QPSK.m程序，画出在相同Es/N0下的BPSK和QPSK性能曲线，将两个图进行比较，判断结果是否正常，并进行解释。(每个Es/N0大概需要5-6分钟，也可以自行将链路复制，从而一次可以运行多个Es/N0(选作) ) 图：BPSK和QPSK性能曲线 答：仿真结果正常。因信噪比增大，信息误码率降低，故误码率曲线随信噪比的增大减小。由图还可知QPSK信号的误码率明显大于BPSK调制信号。由系统框图知两信号经过相同误码率的信道，故接收到的信号误比特率相同。经译码后，信息误码率QPSK要大于BPSK信号。 1) 分别对BPSK设置多个Es/N0(dB，2,4,6,8)，对QPSK设置多个Es/N0(dB，5,7,9,11)，此时二者对应的Eb/N0相同，将4次得到的误比特率数据(无编译码的)直接赋给BER_BPSK_QPSK.m程序中的ber_BPSK和ber_QPSK，替换原有的数据，运行BER_BPSK_QPSK.m程序，画出在相同Eb/N0下的BPSK和QPSK性能曲线，对这两个图进行比较分析和解释；2)分析无编码的MPSK调制方式下Es/N0和Eb/N0的关系，写出二者的关系式。 答： (1) 由图知BPSK调制和QOSK调制，在信噪比增大时，信息误码率均减小。在信噪比Eb/N0相同时，BPSK调制和QOSK调制系统的信息误码率相同。 ( 2 ) Es/N=k* Eb/N0，k=。 3. 1)在完成作业3时，同时可以得到两个不同测试点的误码率(包含编译码和不包含编译码的)，参考BER_BPSK_QPSK.m的模式进行画图，比较二者的区别并进行解释；2)分析码率为R、采用MPSK调制方式的Es/N0和Eb/N0的关系，写出二者的关系式。 答： (1)由图知，在高信噪比的时候，包含编译码的BPSK和QPSK的BER相同，均为0。结合第三问知在包含编译码的系统中，误码率较不包含编译码的信道有明显的下降。因信道编码通过增加夯余信息来抵抗信道噪声，而维特比译码通过纠错来纠正产生的部分差错，使误码率大大降低。 (2)Es/N0=log2(M)*(Eb/N0)*R 4. (选作)比较包含编译码和不含编译码两种系统的误比特率性能时，考虑在相同Eb/N0的条件下，所采用的卷积编码器的编码增益。 不含编译码 BPSK 0.03797 0.01303 0.002469 0.0002445 QPSK 0.1038 0.05722 0.02312 0.005751 包含编译码 BPSK 0.000546 0 0 0 QPSK 0.1156 0.007058 0 0 对BPSK系统，编译码系统的误码率为0.000546时，信噪比为N1=2dB，无编码系统误码率为0.0002445时，信噪比N2=8dB。故编码增益为6dB。 对QPSK系统，编译码系统的误码率为0.1156时，信噪比为N1=5dB，无编码系统误码率为0.005751时，信噪比N2=11dB。故编码增益为6dB。 综上所述，卷积码的编码增益为6dB。 实验三 典型通信系统的搭建和分析(对比实验) 4、 实验作业 1. 对比QPSK调制前后bit和符号的关系。了解经过QPSK调制后比特周期和符号周期之间的关系。 答：QPSK调制前比特周期等于符号周期。调制后比特周期为符号周期的一半。 2. 了解Es /N0 与Eb/N0的关系 答：Es/N=k* Eb/N0，k=。 3. 以框图的形式画出程序执行流程图 产生输入的随机序列 定义卷积吗并进行卷积码编码 QPSK调制 高斯信道 解调 维特比译码 输出信号与原始信号对比