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仿真高斯白噪声信道下QPSK的EbN0与误比特率之间的关系讲课讲稿.doc

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仿真高斯白噪声信道下QPSK的EbN0与误比特率之间的关系 精品文档 QPSK调制与解调在MATLAB平台上的实现 QPSK即四进制移向键控(Quaternary Phase Shift Keying),它利用载波的四种不同相位来表示数字信息,由于每一种载波相位代表两个比特信息,因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。两个二进制码元中的前一个码元用a表示,后一个码元用b表示。 QPSK信号可以看作两个载波正交2PSK信号的合成,下图表示QPSK正交调制器。 由QPSK信号的调制可知,对它的解调可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调。解调原理图如下所示,同相支路和正交支路分别采用相干解调方式解调,得到和,经过抽样判决和并/串交换器,将上下支路得到的并行数据恢复成串行数据。 % 调相法 clear all close all t=[-1:0.01:7-0.01]; tt=length(t); x1=ones(1,800); for i=1:tt if (t(i)>=-1 & t(i)<=1) | (t(i)>=5& t(i)<=7); x1(i)=1; else x1(i)=-1; end end t1=[0:0.01:8-0.01]; t2=0:0.01:7-0.01; t3=-1:0.01:7.1-0.01; t4=0:0.01:8.1-0.01; tt1=length(t1); x2=ones(1,800); for i=1:tt1 if (t1(i)>=0 & t1(i)<=2) | (t1(i)>=4& t1(i)<=8); x2(i)=1; else x2(i)=-1; end end f=0:0.1:1; xrc=0.5+0.5*cos(pi*f); y1=conv(x1,xrc)/5.5; y2=conv(x2,xrc)/5.5; n0=randn(size(t2)); f1=1; i=x1.*cos(2*pi*f1*t); q=x2.*sin(2*pi*f1*t1); I=i(101:800); Q=q(1:700); QPSK=sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q; QPSK_n=(sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q)+n0; n1=randn(size(t2)); i_rc=y1.*cos(2*pi*f1*t3); q_rc=y2.*sin(2*pi*f1*t4); I_rc=i_rc(101:800); Q_rc=q_rc(1:700); QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc); QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1; figure(1) subplot(4,1,1);plot(t3,i_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('a序列'); subplot(4,1,2);plot(t4,q_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('b序列'); subplot(4,1,3);plot(t2,QPSK_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('合成序列'); subplot(4,1,4);plot(t2,QPSK_rc_n1);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('加入噪声'); 效果图: % 设定 T=1,加入高斯噪声 clear all close all % 调制 bit_in = randint(1e3, 1, [0 1]); bit_I = bit_in(1:2:1e3); bit_Q = bit_in(2:2:1e3); data_I = -2*bit_I+1; data_Q = -2*bit_Q+1; data_I1=repmat(data_I',20,1); data_Q1=repmat(data_Q',20,1); for i=1:1e4 data_I2(i)=data_I1(i); data_Q2(i)=data_Q1(i); end; f=0:0.1:1; xrc=0.5+0.5*cos(pi*f); data_I2_rc=conv(data_I2,xrc)/5.5; data_Q2_rc=conv(data_Q2,xrc)/5.5; f1=1; t1=0:0.1:1e3+0.9; n0=rand(size(t1)); I_rc=data_I2_rc.*cos(2*pi*f1*t1); Q_rc=data_Q2_rc.*sin(2*pi*f1*t1); QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc); QPSK_rc_n0=QPSK_rc+n0; % 解调 I_demo=QPSK_rc_n0.*cos(2*pi*f1*t1); Q_demo=QPSK_rc_n0.*sin(2*pi*f1*t1); % 低通滤波 I_recover=conv(I_demo,xrc); Q_recover=conv(Q_demo,xrc); I=I_recover(11:10010); Q=Q_recover(11:10010); t2=0:0.05:1e3-0.05; t3=0:0.1:1e3-0.1; % 抽样判决 data_recover=[]; for i=1:20:10000 data_recover=[data_recover I(i:1:i+19) Q(i:1:i+19)]; end; bit_recover=[]; for i=1:20:20000 if sum(data_recover(i:i+19))>0 data_recover_a(i:i+19)=1; bit_recover=[bit_recover 1]; else data_recover_a(i:i+19)=-1; bit_recover=[bit_recover -1]; end end error=0; dd = -2*bit_in+1; ddd=[dd']; ddd1=repmat(ddd,20,1); for i=1:2e4 ddd2(i)=ddd1(i); end for i=1:1e3 if bit_recover(i)~=ddd(i) error=error+1; end end p=error/1000; figure(1) subplot(2,1,1);plot(t2,ddd2);axis([0 100 -2 2]);title('原序列'); subplot(2,1,2);plot(t2,data_recover_a);axis([0 100 -2 2]);title('解调后序列'); 效果图: % 设定 T=1, 不加噪声 clear all close all % 调制 bit_in = randint(1e3, 1, [0 1]); bit_I = bit_in(1:2:1e3); bit_Q = bit_in(2:2:1e3); data_I = -2*bit_I+1; data_Q = -2*bit_Q+1; data_I1=repmat(data_I',20,1); data_Q1=repmat(data_Q',20,1); for i=1:1e4 data_I2(i)=data_I1(i); data_Q2(i)=data_Q1(i); end; t=0:0.1:1e3-0.1; f=0:0.1:1; xrc=0.5+0.5*cos(pi*f); data_I2_rc=conv(data_I2,xrc)/5.5; data_Q2_rc=conv(data_Q2,xrc)/5.5; f1=1; t1=0:0.1:1e3+0.9; I_rc=data_I2_rc.*cos(2*pi*f1*t1); Q_rc=data_Q2_rc.*sin(2*pi*f1*t1); QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc); % 解调 I_demo=QPSK_rc.*cos(2*pi*f1*t1); Q_demo=QPSK_rc.*sin(2*pi*f1*t1); I_recover=conv(I_demo,xrc); Q_recover=conv(Q_demo,xrc); I=I_recover(11:10010); Q=Q_recover(11:10010); t2=0:0.05:1e3-0.05; t3=0:0.1:1e3-0.1; data_recover=[]; for i=1:20:10000 data_recover=[data_recover I(i:1:i+19) Q(i:1:i+19)]; end; ddd = -2*bit_in+1; ddd1=repmat(ddd',10,1); for i=1:1e4 ddd2(i)=ddd1(i); end figure(1) subplot(4,1,1);plot(t3,I);axis([0 20 -6 6]); subplot(4,1,2);plot(t3,Q);axis([0 20 -6 6]); subplot(4,1,3);plot(t2,data_recover);axis([0 20 -6 6]); subplot(4,1,4);plot(t,ddd2);axis([0 20 -6 6]); 效果图: % QPSK误码率分析 SNRindB1=0:2:10; SNRindB2=0:0.1:10; for i=1:length(SNRindB1) [pb,ps]=cm_sm32(SNRindB1(i)); smld_bit_err_prb(i)=pb; smld_symbol_err_prb(i)=ps; end; for i=1:length(SNRindB2) SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); theo_err_prb(i)=Qfunct(sqrt(2*SNR)); end; title('QPSK误码率分析'); semilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb,'*'); axis([0 10 10e-8 1]); hold on; % semilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb); legend('仿真比特误码率','理论比特误码率'); hold off; function[y]=Qfunct(x) y=(1/2)*erfc(x/sqrt(2)); function[pb,ps]=cm_sm32(SNRindB) N=10000; E=1; SNR=10^(SNRindB/10); sgma=sqrt(E/SNR)/2; s00=[1 0]; s01=[0 1]; s11=[-1 0]; s10=[0 -1]; for i=1:N temp=rand; if (temp<0.25) dsource1(i)=0; dsource2(i)=0; elseif (temp<0.5) dsource1(i)=0; dsource2(i)=1; elseif (temp<0.75) dsource1(i)=1; dsource2(i)=0; else dsource1(i)=1; dsource2(i)=1; end; end; numofsymbolerror=0; numofbiterror=0; for i=1:N n=sgma*randn(size(s00)); if((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==0)) r=s00+n; elseif((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==1)) r=s01+n; elseif((dsource1(i)==1)&(dsource2(i)==0)) r=s10+n; else r=s11+n; end; c00=dot(r,s00); c01=dot(r,s01); c10=dot(r,s10); c11=dot(r,s11); c_max=max([c00 c01 c10 c11]); if (c00==c_max) decis1=0;decis2=0; elseif(c01==c_max) decis1=0;decis2=1; elseif(c10==c_max) decis1=1;decis2=0; else decis1=1;decis2=1; end; symbolerror=0; if(decis1~=dsource1(i)) numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1; end; if(decis2~=dsource2(i)) numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1; end; if(symbolerror==1) numofsymbolerror=numofsymbolerror+1; end; end; ps=numofsymbolerror/N; pb=numofbiterror/(2*N); 效果图: 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除
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