課程設(shè)計(jì)（論文）4PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 通信 0906 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 工作單位：工作單位： 信息工程學(xué)院 題題 目目: 4psk 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真 初始條件：初始條件： 1）4psk 信號波形的載頻和相位參數(shù)應(yīng)隨機(jī)置或者可有幾組參數(shù)組合供選擇 2）系統(tǒng)中要求加入高斯白噪聲 3) 4psk 解調(diào)方框圖采用相干接收形式 4）分析誤碼率 要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): 設(shè)計(jì)一個(gè) 4psk 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 參考書目參考書目 1電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程m王紫婷 西南交大出版社 2001 2通信原理 王福昌 熊兆飛 黃本雄 清華大學(xué)出版社 2006 3matlab

2、仿真技術(shù)與應(yīng)用教程 鐘麟 王峰 國防工業(yè)出版社 2003 4matlab 通信仿真與技術(shù)應(yīng)用劉敏 魏玲 國防工業(yè)出版社 2001 5數(shù)字通信原理與技術(shù)（第二版） 王興亮西安電子科技大學(xué)出版社 2000 時(shí)間安排：時(shí)間安排： 第 18 周，完成報(bào)告，仿真設(shè)計(jì) 第 19 周，完成（答辯，提交報(bào)告，演示） 指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名： 20112011 年年 月月 日日 系主任（或責(zé)任教師）簽名：系主任（或責(zé)任教師）簽名： 20112011 年年 月月 日日 目錄 摘要.2 1 緒論.4 1.1 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 .4 1.1.1 通信的概念.4 1.1.2 通信的發(fā)展史簡介.4 1.2 數(shù)字調(diào)

3、制的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 .5 2 4psk 調(diào)制解調(diào)的基本原理設(shè)計(jì).6 2.1 2psk 數(shù)字調(diào)制原理.6 2.2 4psk 的調(diào)制和解調(diào).6 2.3matlab 軟件的介紹.9 3 4psk 的調(diào)制和解調(diào)matlab仿真.11 4 總結(jié).23 5 參考文獻(xiàn).24 附錄.25 摘要 在數(shù)字信號的調(diào)制方式中4psk是目前最常用的一種數(shù)字信號調(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)也較為簡單。調(diào)制技術(shù)是通信 領(lǐng)域里非常重要的環(huán)節(jié)，一種好的調(diào)制技術(shù)不僅可以節(jié)約頻譜資源而且可以提供良 好的通信性能。4psk調(diào)制是一種具有較高頻帶利用率和良好的抗噪聲性能的調(diào)制方 式，在數(shù)字移動通信中

4、已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)在理解4psk調(diào)制解調(diào)原理 的基礎(chǔ)上應(yīng)用matlab語言來完成仿真，仿真出了4psk的調(diào)制以及解調(diào)的仿真圖， 包括已調(diào)信號的波形，解調(diào)后的信號波形，眼圖和誤碼率。在仿真的基礎(chǔ)上分析比 較了各種調(diào)制方法的性能，并通過比較仿真模型與理論計(jì)算的性能，證明了仿真模 型的可行性。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：4psk ； 調(diào)制解調(diào) ； matlab ； 分析與仿真 abstract in the digital signal in the 4psk modulation is the most commonly used as a digital signal modulation, i

5、t has a high spectrum efficiency, a strong anti- interference, the circuit is relatively simple to achieve. the field modulation technique is a very important communication link, a good spectrum modulation technique not only can save resources and can provide a good communication performance. 4psk m

6、odulation is a high bandwidth efficiency and good anti-noise performance of the modulation, the digital mobile communication has been widely used. the 4psk modulation and demodulation in the understanding of design principles based on the application of the matlab language to complete the simulation

7、, the simulation of a 4psk modulation and demodulation of the simulation graph, including the modulated signal waveform, the demodulated signal waveforms, eye diagrams and bit error rate. in the simulation, based on the analysis and comparison of the performance of various modulation methods, and si

8、mulation model by comparing the performance with the theoretical calculations to prove the feasibility of the simulation model. keyword: 4psk; modulation and demodulation; matlab; analysis and simulation 1 緒論 1.1 通信技術(shù)的歷史和發(fā)展 1.1.1 通信的概念 通信就是克服距離上的障礙，從一地向另一地傳遞和交換消息。消息是信息源 所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和

9、圖像等都是消息 （message） 。消息由模擬消息（如語音、圖像等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等） 之分。所有消息必須在轉(zhuǎn)換成電信號（通常簡稱為信號）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。 所以，信號（signal）是傳輸消息的手段，信號是消息的物資載體。 相應(yīng)的信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號的自變量可以是連續(xù)的或 離散的，但幅度是連續(xù)的，如電話機(jī)、電視攝像機(jī)輸出的信號就是模擬信號。數(shù)字 信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是離散的，如計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端 設(shè)備輸出的信號就是數(shù)字信號。 數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn) 集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。因而

10、，數(shù)字通信更能適應(yīng)對通信技術(shù)的高要求。 1.1.2 通信的發(fā)展史簡介 遠(yuǎn)古時(shí)代，遠(yuǎn)距離的傳遞消息是以書信的形式來完成的，這種通信方式明顯具 有傳遞時(shí)間長的缺點(diǎn)。為了在盡量短的時(shí)間內(nèi)傳遞盡量多的消息，人們不斷地嘗試 所能找到的各種最新技術(shù)手段。1837 年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報(bào)標(biāo)志著電通信的開 始。之后，利用電進(jìn)行通信的研究取得了長足的進(jìn)步。1866 年利用海底電纜實(shí)現(xiàn)了 跨大西洋的越洋電報(bào)通信。1876 年貝耳發(fā)明了電話，利用電信號實(shí)現(xiàn)了語音信號的 有線傳遞，使信息的傳遞變得既迅速又準(zhǔn)確，這標(biāo)志著模擬通信的開始，由于它比 電報(bào)更便于交流使用，所以直到 20 世紀(jì)前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信

11、技術(shù)比 電報(bào)得到了更為迅速和廣泛的發(fā)展。1937 年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通 信的開始。20 世紀(jì) 60 年代以后集成電路、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得數(shù)字通信迅速發(fā) 展。在 70 年代末在全球發(fā)展起來的模擬移動電話在 90 年代中期被數(shù)字移動電話所 代替，現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視所代替。 1.2 數(shù)字調(diào)制的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 進(jìn)入 20 世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。 特別是在 20 世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī) 和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的 成功。 （1） 微波中繼通信使長距

12、離、大容量的通信成為了現(xiàn)實(shí)。 （2） 移動通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時(shí)隨地可通信的愿望可以實(shí)現(xiàn)。 （3） 光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。 （4） 電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī) 的融合，人們將世界變成了地球村。 （5） 微電子技術(shù)的發(fā)展，使通信終端的體積越來越小，成本越來越低，范圍越來 越廣。例如 2003 年我國的移動電話用戶首次超過了固定電話用戶。根據(jù)國家 信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到 2005 年底移動電話用戶近 4 億。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化 的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人

13、們對通信的要求越來越高，各種技術(shù)會不斷 地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來。到那時(shí)人們的生活將 越來越離不開通信。 本文中提到的調(diào)制方式大都是可以實(shí)用的，已經(jīng)采用多年，并且至今仍然被采 用著。但是，這些調(diào)制方法還不是很完善，有許多值得改進(jìn)之處。因此，在這些基 本的數(shù)字調(diào)制方法基礎(chǔ)上，多年來不斷研究出新的或改進(jìn)的調(diào)制方法。實(shí)際上，在 基本的和先進(jìn)的調(diào)制方法之間并沒有明確的界限。這些方法都是不間斷地發(fā)展出來 的，后來者自然比原有者更先進(jìn)。 此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展， 使得復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)得以用少量的幾塊即成電路模塊實(shí)現(xiàn)，有些硬件電路的功能

14、還 可以用軟件代替實(shí)現(xiàn)。因此使得一些較復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)能夠容易地實(shí)現(xiàn)并投入使用。 這方面的條件使得新的更復(fù)雜的調(diào)制體制迅速地不斷涌現(xiàn)。 目前，改進(jìn)的數(shù) 字調(diào)制方式主要有偏置正交相移鍵控， /4 正交差分相移鍵控，最小頻移鍵控，高 斯最小頻移鍵控，正交頻分復(fù)用，網(wǎng)格編碼調(diào)制等，這里對最小頻移鍵控作一介紹。 2 4psk 調(diào)制解調(diào)的基本原理設(shè)計(jì) 2.1 2psk 數(shù)字調(diào)制原理 2psk 信號用載波相位的變化來表征被傳輸信息的狀態(tài)，通常規(guī)定 0 相位載波和 相位載波分別表示傳“1”和傳“0” 。 2psk 碼元序列的波形與載頻和碼元持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系有關(guān)。當(dāng)一個(gè)碼元中包 含有整數(shù)個(gè)載波周期時(shí)，在相鄰碼

15、元的邊界處波形是不連續(xù)的，或者說相位是不連 續(xù)的。當(dāng)一個(gè)碼元中包含的載波周期數(shù)比整數(shù)個(gè)周期多半個(gè)周期時(shí)，則相位連續(xù)。 當(dāng)載波的初始相位差 90 度時(shí)，即余弦波改為正弦波時(shí)，結(jié)果類似。以上說明，相鄰 碼元的相位是否連續(xù)與相鄰碼元的初始相位是否相同不可混為一談。只有當(dāng)一個(gè)碼 元中包含有整數(shù)個(gè)載波周期時(shí)，相鄰碼元邊界處的相位跳變才是由調(diào)制引起的相位 變化16。 2psk 信號的產(chǎn)生方法主要有兩種。第一種叫相乘法，是用二進(jìn)制基帶不歸零矩 形脈沖信號與載波相乘，得到相位反相的兩種碼元。第二種方法叫選擇法，是用此 基帶信號控制一個(gè)開關(guān)電路，以選擇輸入信號，開關(guān)電路的輸入信號是相位相差 的同頻載波。這兩種方

16、法的復(fù)雜程度差不多，并且都可以用數(shù)字信號處理器實(shí)現(xiàn)。 碼變換 相 乘 s（t） 載波 eo（t ） 雙極性 不歸零 圖 1 2psk 及 2dpsk 的調(diào)制方框 2.2 4psk 的調(diào)制和解調(diào) 四進(jìn)制絕對相移鍵控(4psk)直接利用載波的四種不同相位來表示數(shù)字信息。如 下 參考相位 00 0o 11 180o 01 270o 10 90o 45o 11 135o 01 00 225o 10 315o 參考相位 圖 2 4psk 信號相位 n矢量圖 由于每一種相位代表兩個(gè)比特信息，因此每個(gè)四進(jìn)制碼元可以用兩個(gè)二進(jìn)制碼 元的組合來表示。兩個(gè)二進(jìn)制碼元中的前一比特用 a 來表示，后一比特用 b 表示

17、， 則雙比特 ab 與載波相位的關(guān)系入下圖： 表 1 雙比特 ab 與載波相位的關(guān)系 四進(jìn)制信號可等效為兩個(gè)正交載波進(jìn)行雙邊帶調(diào)制所得信號之和。這樣，就把數(shù) 字調(diào)相和線性調(diào)制聯(lián)系起來，為四相波形的產(chǎn)生提供依據(jù)。 4psk 信號調(diào)制和解調(diào) （1）4psk 調(diào)制原理： 4psk 的調(diào)制方法有正交調(diào)制方式（雙路二相調(diào)制合成法或直接調(diào)相法） 、相位 選擇法、插入脈沖法等。這里我們采用正交調(diào)制方式。 4psk 的正交調(diào)制原理如圖： 雙比特碼元 載波相位（n） a b a 方式 b 方式 0 1 1 0 0 0 1 1 0o 90o 180o 270o 225o 315 o 45 o 135 o 串/并變

18、 換 單/雙極性 換 單/雙極性 換 移相 /2 載波震蕩 + a cosct sinct - + 輸入 4psk 輸出 圖 3 4psk 正交調(diào)制原理方 框圖 b 它可以看成是由兩個(gè)載波正交的 2psk 調(diào)制器構(gòu)成的。圖中串/并變換器將輸入的 二進(jìn)制序列分為速度減半的兩個(gè)并行雙極性序列 a 和 b（a,b 碼元在事件上是對齊的） ， 再分別進(jìn)行極性變換，把極性碼變?yōu)殡p極性碼（0-1，1+1）然后分別調(diào)制到 cosct 和 sinct 兩個(gè)載波上，兩路相乘器輸出的信號是相互正交的抑制載波的雙邊帶 調(diào)制（dsb）信號，其相位與各路碼元的極性有關(guān)，分別由 a 和 b 碼元決定。經(jīng)相 加電路后輸出兩

19、路的合成波形，即是 4psk 信號。圖中兩個(gè)乘法器，其中一個(gè)用于產(chǎn) 生 0o與 180o兩種相位狀態(tài)，另一個(gè)用于產(chǎn)生 90o與 270o兩種相位狀態(tài)，相加后就可 以得到 45o，135o，225o，和 315o四種相位 （2）4psk 解調(diào)原理 4psk 信號是兩個(gè)載波正交的 2psk 信號的合成。所以，可以仿照 2psk 相干檢 測法，用兩個(gè)正交的相干載波分別檢測兩個(gè)分量 a 和 b，然后還原成二進(jìn)制雙比特 串行數(shù)字信號。此法稱作極性比較法（相干解調(diào)加碼反變換器方式或相干正交解調(diào) 發(fā)） 帶通 濾波 器 低通濾 波器 低通濾 波器 抽樣判 決 抽樣判 決 位定 時(shí) 并/串變 換 正交載波源 4

20、psk 輸入 yi(t) yb(t) cosc t sinct ya(t) zb(t) xa(t) za(t) xb(t) a b 圖 4 4psk 信號解調(diào)器原理方圖 在不考慮噪聲及傳輸畸變時(shí)，接收機(jī)輸入的 4psk 信號碼元可表示為 yi(t)=a cos(ct+n) 表 2 抽樣判決器的判決準(zhǔn)則 判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為 1，負(fù)抽樣值判為 0.兩路抽樣判決 器輸出 a、b，經(jīng)并/串變換器就可將并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)。 2.3matlab 軟件的介紹 matlab 軟件是美國 math works 公司的產(chǎn)品，matlab 是英文 matrix laboratory(矩陣實(shí)驗(yàn)

21、室)的縮寫。 判決器輸出輸入相 位 n cosn 的極性 sinn 的極 性 ab 45o 135 o 225 o 315 o + - - + + + - - 1 0 0 1 1 1 0 0 matlab軟件系列產(chǎn)品是一套高效強(qiáng)大的工程技術(shù)數(shù)值運(yùn)算和系統(tǒng)仿真軟件，廣 泛應(yīng)用于當(dāng)今的航空航天、汽車制造、半導(dǎo)體制造、電子通信、醫(yī)學(xué)研究、財(cái)經(jīng)研 究和高等教育等領(lǐng)域，被譽(yù)為“巨人肩膀上的工具”。研發(fā)人員借助matlab軟件能迅 速測試設(shè)想構(gòu)想，綜合評測系統(tǒng)性能，快速設(shè)計(jì)更好方案來確保更高技術(shù)要求。同 時(shí)matlab也是國家教委重點(diǎn)提倡的一種計(jì)算工具。 matlab主要由c語言編寫而成，采用lapack

22、 為底層支持軟件包。 matlab的編程非常簡單，它有著比其他任何計(jì)算機(jī)高級語言更高的編程效率、 更好的代碼可讀性和移植性，以致被譽(yù)為“第四代”計(jì)算機(jī)語言，matlab是所有 mathworks公司產(chǎn)品的數(shù)值分析和圖形基礎(chǔ)環(huán)境。此外matlab 還擁有強(qiáng)大的2d和 3d甚至動態(tài)圖形的繪制功能，這樣用戶可以更直觀、更迅速的進(jìn)行多種算法的比較， 從中找出最好的方案。 從通信系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、濾波器設(shè)計(jì)、信號處理、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到控制 系統(tǒng)、模糊控制等方面來看，matlab提供了大量的面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的工具箱。通過 工具箱，以往需要復(fù)雜編程的算法開發(fā)任務(wù)往往只需一個(gè)函數(shù)就能實(shí)現(xiàn)，而且工具 箱是開放的可

23、擴(kuò)展集，用戶可以查看或修改其中的算法，甚至開發(fā)自己的算法。 目前， matlab已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如電子、通信等領(lǐng)域； 它已成為國際上最流行的計(jì)算機(jī)仿真軟件設(shè)計(jì)工具。現(xiàn)在的matlab不再僅僅是一 個(gè)矩陣實(shí)驗(yàn)室，而是一種實(shí)用的、功能強(qiáng)大的、不斷更新的高級計(jì)算機(jī)編程語言。 現(xiàn)在從電子通信、自動控制圖形分析處理到航天工業(yè)、汽車工業(yè)，甚至是財(cái)務(wù)工 程。matlab都憑借其強(qiáng)大的功能獲得了極大的用武之地。廣大學(xué)生可以使用 matlab來幫助進(jìn)行信號處理、通信原理、線性系統(tǒng)、自動控制等課程的學(xué)習(xí)；科 研工作者可以使用matlab進(jìn)行理論研究和算法開發(fā)；工程師可以使用matlab進(jìn) 行系

24、統(tǒng)級的設(shè)計(jì)與仿真。 3 4psk 的調(diào)制和解調(diào) matlab 仿真 % 調(diào)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 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

25、(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(解調(diào)后序列); 效果圖： % 設(shè)定 t=1, 不加噪聲 clear all close all % 調(diào)制 bit_in = randint(1e3, 1, 0

26、 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.

27、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); % 解調(diào) 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

28、=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); s

29、ubplot(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); 效果圖： % qpsk 誤碼率分析 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; en

30、d; for i=1:length(snrindb2) snr=exp(snrindb2(i)*log(10)/10); theo_err_prb(i)=qfunct(sqrt(2*snr); end; title(qpsk 誤碼率分析); 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(仿真比特誤碼率,理論比特誤碼率); hold off;

31、 functiony=qfunct(x) y=(1/2)*erfc(x/sqrt(2); functionpb,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 (temp0.25) dsource1(i)=0; dsource2(i)=0; elseif (temp0.5) dsource1(i)=0; dsource2(i)=1; elseif (temp .5);%ra

32、ndom 0s and 1s b = (b_data); % map the bits to be transmitted into qpsk symbols using gray coding. the % resulting qpsk symbol is complex-valued, where one of the two bits in each % qpsk symbol affects the real part (i channel) of the symbol and the other % bit the imaginary part (q channel). each p

33、art is subsequently % modulated to form the complex-valued qpsk symbol. % % the gray mapping resulting from the two branches are shown where % one symbol error corresponds to one bit error going counterclockwise. % imaginary part (q channel) % % | % 10 x | x 00 (odd bit, even bit) % | % -+- real par

34、t (i channel) % | % 11 x | x 01 % | % input: % b = bits 0, 1 to be mapped into qpsk symbols % % output: % d = complex-valued qpsk symbols 0.70711 + 0.70711i, etc d=zeros(1,length(b)/2); %definition of the qpsk symbols using gray coding. for n=1:length(b)/2 p=b(2*n); imp=b(2*n-1); if (imp=0)%45 degre

35、es end if (imp=1)%135 degrees end if (imp=1)%225 degrees end if (imp=0)%315 degrees end end qpsk=d; snr=0:30;%change snr values ber1=; snr1=; ser=; ser1=; sigma1=; % % %rayleigh multipath/awgn(additive white gaussian noise) % % for snr=0:length(snr);%loop over snr-change snr values (0,5,10 etc db) s

36、igma = sqrt(10.0(-snr/10.0); sigma=sigma/2;%required a division by 2 to get close to exact solutions(notes)-why? %is dividing by two(2) legitimate? %sigma1=sigma1 sigma; %add rayleigh multipath(no los) to signal(qpsk) x=randn(1,nr_symbols); y=randn(1,nr_symbols); ray=sqrt(0.5*(x.2+y.2);%variance=0.5

37、-tracks theoritical pdf closely mpqpsk=qpsk.*ray; %add noise to qpsk gray coded signals with multipath mpsnqpsk=(real(mpqpsk)+sigma.*randn(size(mpqpsk) +i.*(imag(mpqpsk)+sigma.*randn(size(mpqpsk); % % %receiver % % r=mpsnqpsk;%received signal plus noise and multipath %detector-when gray coding is co

38、nfigured as shown, the detection process %becomes fairly simple as shown. a system without gray coding requires a much %more complex algorithim detection method bhat=real(r)0;imag(r)0;%detector bhat=bhat(:); bhat1=bhat;%0s and 1s ne=sum(b=bhat1);%number of errors ber=ne/nr_data_bits; ser=ne/nr_symbo

39、ls;%consider this to be ps=log2(4)*pb=2*pb ser1=ser1 ser; ber1=ber1 ber; snr1=snr1 snr; end %notes: theoritical qpsk exact solution for several snr=eb/no points on ber/ser plot %assuming gray coding and awgn %pb=q(sqrt(2snrbit) %ps=2q(sqrt(2snrbit)1-.5q(sqrt(2snrbit) %snr=7db %snrbit=10(7/10)=5.0118

40、 get ratio %pb=q(sqrt(2*snrbit)=q(sqrt(10.0237)=7.7116e-4 (bit error rate) %where q=.5*erfc(sqrt(10.0237)/1.414) %ps=2*q-q2=2*(7.7116e-4)-(7.7116e-4)2=1.5e-3 (symbol error rate) %snr=9db %snrbit=10(9/10)=7.943 get ratio %pb=q(sqrt(2*snrbit)=q(sqrt(15.866)=3.37e-5 (bit error rate) %ps=2*q-q2=2*(3.37e-5)-(3.37e-5)2=6.74e-5 (symbol error rate) %0,1,2,