数字调制系统误比特率(BER)测试的仿真

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AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算解读

序号（学号）：学生实验报告书2014 年 4 月27 日实验一：AWGN 信道中BPSK 调制系统的BER 仿真计算一、实验目的1．掌握二相BPSK 调制的工作原理2．掌握利用MATLAB 进行误比特率测试BER 的方法3．掌握AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算方法二．实验内容利用仿真程序在MATLAB 环境下完成AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算，得到仿真结果，写出实验小结，完成实验报告。

三．实验仪器：计算机matlab软件四、实验原理在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试，在相同的条件下进行比较的话，接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。

误比特率的测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。

首先需要产生一个长的随机比特序列作为发送器的输入，发送器将这些比特调制成某种形式的信号以便传送到仿真信道，我们在传输信道上加上一定的可调制噪声，这些噪声信号会变成接收器的输入，接收器解调信号然后恢复比特序列，最后比较接收到的比特和传送的比特并计算错误。

误比特率性能常能描述成二维图像。

纵坐标是归一化的信噪比，即每个比特的能量除以噪声的单边功率谱密度，单位为分贝。

横坐标为误比特率，没有量纲。

五．实验步骤①运行发生器：通过发送器将伪随机序列变成数字化的调制信号。

②设定信噪比：假定 SNR 为 m dB,则 Eb/N0=10,用 MATLAB 假设SNR 单位为分贝。

③确定Eb ④计算N0 ⑤计算噪声的方差σ n ⑥产生噪声：因为噪声具有零均值，所以其功率和方差相等。

我们产生一个和信号长度相同的噪声向量，且该向量方差为σ n 。

⑦加上噪声，运行接收器⑧确定时间延迟⑨产生误差向量⑩统计错误比特：误差向量“err”中的每一个非零元素对应着一个错误的比特。

最后计算误比特率 BER：每运行一次误比特率仿真，就需要传输和接收固定数量的比特，然后确定接收到的比特中有多少错误的。

数字调制系统误比特率（BER）测试的仿真设计及分析

数字调制系统误⽐特率（BER）测试的仿真设计及分析数字调制系统误⽐特率（BER）测试的仿真设计与分析⽬录⼀、概述 (2)⼆、课程设计要求及注意事项 (3)三、SystemView动态系统仿真软件 (4)1.SystemView系统的特点 (4)2.使⽤Systemview (4)四、数字调制系统BER测试的仿真设计与分析 (5)五、仿真系统组成及对应结果 (10)⼀、低频相⼲调制解调系统组成与分析 (10)⼆、⾼频相⼲调制解调系统BER测试仿真模型建⽴与分析 (12)三、⾼频差分相⼲调制解调BER测试仿真模型建⽴与分析 (16)四、⾼频差分与相⼲调制解调BER模型对⽐分析 (21)六、⼼得体会 (26)七、参考⽂献 (27)⼀、概述《通信原理》课程设计是通信⼯程、电⼦信息⼯程专业教学的重要的实践性环节之⼀，《通信原理》课程是通信、电⼦信息专业最重要的专业基础课，其内容⼏乎囊括了所有通信系统的基本框架，但由于在学习中有些内容未免抽象，⽽且不是每部分内容都有相应的硬件实验，为了使学⽣能够更进⼀步加深理解通信电路和通信系统原理及其应⽤，验证、消化和巩固其基本理论，增强对通信系统的感性认识，培养实际⼯作能⼒和从事科学研究的基本技能，在通信原理的理论教学结束后我们开设了《通信原理》课程设计这⼀实践环节。

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数字通信系统误码率仿真分析报告

3G移动通信实验报告实验名称：数字通信系统误码率仿真分析学生：学生学号：学生班级:所学专业：实验日期:1. 实验目的1. 掌握几种典型数字通信系统误码率分析方法。

2. 掌握误码率对数字通信系统的影响与改良方法。

2. 实验原理1、数字通信系统的主要性能指标通信的任务是传递信息，因此信息传输的有效性和可靠性是通信系统的最主要的质量指标。

有效性是指在给定信道能传输的信息容的多少，而可靠性是指接收信息的准确程度。

为了提高有效性，需要提高传输速率，但是可靠性随之降低。

因此有效性和可靠性是相互矛盾的，又是可交换的。

可以用降低有效性的方法提高可靠性，也可以用降低可靠性的方法提高有效性。

数字通信系统的有效性通常用信息传输速率来衡量。

当信道一定时，传输速率越高，有效性就越好。

传输速率有三种定义：码元速率〔s R 〕：单位时间传输的码元数目，单位是波特〔Baud 〕，因此又称为波特率；信息速率〔bR 〕：单位时间传输的信息量〔比特数〕，单位是比特/秒〔b/s 〕，因此又称为比特率；消息速率〔M R 〕：单位时间传输的消息数目。

对于M 进制通信系统，码元速率与信息速率的关系为：()s b M R R s b /log 2=()baud MR R bs 2log =特别说明的是，在二进制数字通信系统源的各种可能消息的出现概率相等时，码元速率和信息速率相等。

在实际应用中，通常都默认这两个速率相等，所以常常简单地把一个二进制码元称为一个比特。

数字通信系统的可靠性的衡量指标是错误率。

它也有三种不同定义：误码率〔eP 〕：指错误接收码元数目在传输码元总数中所占的比例，即传输总码元数错误接收码元数=e P误比特率〔bP 〕：指错误接收比特数目在传输比特总数中所占的比例，即传输总比特数错误接收比特数=b P误字率〔WP 〕：指错误接收字数在传输总字数中所占的比例。

假如一个字由k 比特组成，每比特用一码元传输，如此误字率等于()ke W P P --=11对于二进制系统而言，误码率和误比特率显然相等。

数字通信系统的误码率性能仿真与实现

数字通信系统的误码率性能仿真与
实现
数字通信系统的误码率性能仿真与实现，是指使用计算机来进行数字通信系统的性能测试，其中包括误码率、带宽分配、延迟时间等。

通常而言，在使用数字通信系统前，采取性能仿真技术，即使用计算机模拟实际环境，并对系统进行性能测试，以确保系统的正常工作。

这种方法不仅可以减少实际实施系统时可能遇到的风险，而且可以提高系统的性能水平。

误码率（BER）是指在进行数字通信时，传输的数据信息中出现的错误率。

误码率的测定是一种标准的数字通信系统测试，用于衡量系统的质量和可靠性。

为了测试误码率性能，需要使用计算机模拟系统的操作环境，并设置所需的参数，以测量系统在特定情况下的误码率。

当系统的性能符合要求时，可以实施系统。

因此，数字通信系统的误码率性能仿真和实现是一种重要的测试手段，可以帮助系统开发者检测系统的性能，并确保系统的功能和安全。

matlab 中ber仿真代码

一、MATLAB中BER仿真概述在数字通信系统中，误码率（Bit Error Rate，BER）是衡量信号传输质量的重要指标。

MATLAB作为一种强大的数学计算软件，可以用于对数字通信系统进行BER仿真。

通过对不同调制方式、信道模型、编码方式等参数进行仿真分析，可以帮助工程师更好地设计和优化通信系统。

二、MATLAB中BER仿真的基本步骤1. 定义调制方式和解调方式：在MATLAB中，可以使用qammod和qamdemod函数来定义调制和解调方式，例如QAM调制和解调。

2. 生成信号序列：可以使用随机数生成函数randn或rand来生成信号序列。

可以生成对应调制方式的调制符号序列。

3. 添加噪声：可以使用awgn函数向信号序列中添加各种信道模型下的高斯白噪声。

可以添加AWGN（Additive White Gaussian Noise）噪声。

4. 解调和误码率计算：使用事先定义好的解调方式对接收到的信号进行解调，然后计算误码率。

可以使用biterr函数对比发送的信号和解调后的信号，计算BER。

5. 绘制误码率曲线：通过对不同参数进行仿真分析，可以绘制出不同条件下的误码率曲线，从而比较不同系统的性能。

三、MATLAB中BER仿真的代码示例下面是一个简单的MATLAB代码示例，用于对QAM调制方式进行BER仿真。

```matlab定义调制参数M = 16; QAM调制阶数SNR_dB = 0:1:20; 信噪比范围numBits = 1e6; 发送比特数生成QAM调制符号序列data = randi([0 M-1],numBits,1);modSig = qammod(data,M);向调制符号序列添加AWGN噪声ber = zeros(size(SNR_dB));for k = 1:length(SNR_dB)rxSig = awgn(modSig,SNR_dB(k));解调并计算误码率demodSig = qamdemod(rxSig,M);[numErr,ber(k)] = biterr(data,demodSig);end绘制误码率曲线semilogy(SNR_dB,ber);xlabel('SNR (dB)');ylabel('BER');title('BER Performance of QAM Modulation');```通过上述代码示例，可以对QAM调制方式在不同信噪比下的性能进行仿真分析，并绘制出相应的误码率曲线。

AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算

AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算AWGN信道中的BPSK（Binary Phase Shift Keying）调制系统的BER （Bit Error Rate）是通过使用仿真计算来估计误码率的。

在这个系统中，0和1两种不同的数字比特被编码成不同的相位，然后通过AWGN信道传输。

在接收端，使用最大似然检测来解调接收到的信号，并将其解调成0或1首先，我们需要确定系统的各个参数。

这些参数包括：1.调制阶数：在BPSK系统中，调制阶数为2，即只有两种可能的相位。

2.信噪比（SNR）：SNR是信号功率和噪声功率之间的比值。

在AWGN信道中，SNR可以表示为信号功率与噪声功率之比。

信噪比通常以分贝（dB）表示。

3.误码率（BER）：BER是指接收到的比特与发送的比特之间不匹配的概率。

接下来，我们可以通过以下步骤进行BER仿真计算：1.生成随机比特序列：使用随机数生成器来生成0和1的比特序列。

比特序列的长度应与仿真中所希望获得的误码率有关。

2.比特到相位的转换：将生成的比特序列转换为相位序列。

在BPSK系统中，0表示一个相位（例如0度），1表示另一个相位（例如180度）。

3.信号的发送：将相位序列转换为正弦信号，并将其通过AWGN信道发送。

4.加入噪声：在接收端，我们需要给接收信号添加高斯白噪声。

噪声的功率由信噪比决定。

5.信号的接收：接收到的信号将通过最大似然检测进行解调。

解调后的结果将与发送的比特进行比较，并计算错误的个数。

6.误码率计算：通过比较接收到的比特和发送的比特，计算误码率。

将错误的比特数除以总的比特数，即可得到误码率。

在仿真过程中，我们可以通过改变SNR的值来观察BER的变化。

通常，随着SNR的增加，误码率会减小。

这是因为较高的信噪比意味着更强的信号和较少的噪声，从而更容易准确地检测到发送的比特。

最后，我们可以通过绘制BER曲线来直观地表示误码率与SNR之间的关系。

在绘制曲线时，通常使用对数坐标来显示SNR的范围。

qpsk的ber形式

qpsk的ber形式一、QPSK调制原理QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种数字调制技术，也是一种相位调制技术。

它将数字信号分为两个部分，即实部和虚部，每个部分都进行二进制调制。

在发送端，将这两个二进制码分别映射为正弦波和余弦波的相位偏移量，然后通过载波进行传输。

在接收端，通过解调器对接收到的信号进行解调还原出原始的二进制数据。

二、QPSK的BER公式BER（Bit Error Rate）是指在数字通信中传输过程中出现误码比率。

QPSK的BER公式如下：BER = 0.5 * erfc(sqrt(Eb/N0))其中，erfc表示互补误差函数，Eb表示每比特所需能量（即信噪比），N0表示单边带噪声功率谱密度。

三、影响QPSK BER的因素1. 信道噪声：信道噪声越大，误码率就越高。

2. 星座点数：星座点数决定了可承受的最大误差率。

当星座点数越多时，可以承受更高的误差率。

3. 调制方式：不同的调制方式对误差容忍度不同。

例如，与BPSK相比，QPSK可以容忍更高的误差率。

4. 信号功率：信号功率越高，误码率就越低。

5. 多径效应：多径效应会导致信号的多次反射和干扰，从而影响误码率。

四、QPSK BER的计算方法1. 确定星座点数和调制方式。

2. 计算每比特所需能量Eb：Eb = (A^2 * T)/2其中，A为星座点的振幅，T为每个符号所用时间。

3. 计算单边带噪声功率谱密度N0：N0 = (2 * N * B)/SNR其中，N为噪声功率，B为信道带宽，SNR为信噪比。

4. 根据BER公式计算误码率。

五、QPSK BER仿真实验可以通过Matlab等软件进行QPSK BER仿真实验。

首先生成随机二进制数据，并将其转换成QPSK调制信号。

然后添加高斯白噪声模拟信道传输过程，并在接收端解调还原出原始数据。

最后统计误码率并绘制BER曲线。

通过改变不同参数进行实验可以深入了解QPSK调制的性能表现及其影响因素。

各类数字调制系统仿真与误码率分析

各类数字调制系统仿真与误码率分析4.1 2ASK 调制系统仿真分析 4.1.1 理论分析振幅键控（也称幅移键控），记做ASK,或称其为开关键控（通断键控），记做OOK 。

二进制数字振幅键控通常记做2ASK 。

对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

根据线性调制的原理，一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。

2ASK 信号可表示为0()()cos c e t s t t ω=式中, c ω为载波角频率，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列。

()()n b ns t a g t nT =-∑其中，g(t)是持续时间为b T 、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；n a 为二进制数字1,0,n P a P ⎧=⎨⎩出现概率为出现概率为（1-）4.1.2 基于MATLAB 的系统实现4.1.3 设计仿真图4-1 2ASK调制解调仿真图4.2 2FSK 调制系统仿真分析 4.2.1 理论分析在二进制频移键控（2FSK ）中，当传送“1”码时对应于载波频率，传送“0”码时对应于载波频率。

其中0011f 2w f 2w ππ==，，n θ为频率为1f 的载波的初始相位，n ϕ为频率为f0的载波的初始相位。

令n D 为Dn 的反码，即则有：当Dn=1时，0n =D ；当Dn=0时，1n =D 。

则2FSK 信号可表示为：其中，我们在分析中假设g(t)为单个矩形脉冲序列，其表达式为：由上式可知，相位不连续的2FSK信号可以看成是两个2ASK调幅信号之和。

2FSK信号波形可看作两个2ASK信号波形的合成，下图是相位连续的2FSK信号波形。

图4-2 2FSK调制解调理论图4.2.2 基于MATLAB的系统实现调制解调F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(411);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(412);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;subplot(413);plot(t,e_fsk);title('2FSK信号') st1=fsk.*s1;%与载波1相乘[f,sf1] = T2F(t,st1);%通过低通滤波器[t,st1] = lpf(f,sf1,2*fm);figure(3);subplot(311);plot(t,st1);title('与载波1相乘后波形');st2=fsk.*s2;%与载波2相[f,sf2] = T2F(t,st2);%通过低通滤波器[t,st2] = lpf(f,sf2,2*fm);subplot(312);plot(t,st2);title('与载波2相乘后波形');nosie=rand(1,j); fsk=e_fsk+nosie; subplot(414); plot(t,fsk);title('加噪声信号')for m=0:i-1;4.2.3 设计仿真图4-3 2FSK调制仿真波形图图4-3 2FSK解调仿真波形图4.3 2DPSK调制系统仿真分析4.3.1 理论分析2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。

AWGN信道中BPSK调制系统BER仿真计算

序号（学号）：学生实验报告书2014 年 4 月27 日实验一：信道中调制系统的仿真计算一、实验目的1．掌握二相调制的工作原理2．掌握利用进行误比特率测试的方法3．掌握信道中调制系统的仿真计算方法二．实验内容利用仿真程序在环境下完成信道中调制系统的仿真计算，得到仿真结果，写出实验小结，完成实验报告。

三．实验仪器：计算机软件四、实验原理在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试，在相同的条件下进行比较的话，接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。

误比特率的测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。

误比特率性能常能描述成二维图像。

纵坐标是归一化的信噪比，即每个比特的能量除以噪声的单边功率谱密度，单位为分贝。

横坐标为误比特率，没有量纲。

五．实验步骤①运行发生器：通过发送器将伪随机序列变成数字化的调制信号。

②设定信噪比：假定为 m ,则 0=10,用假设单位为分贝。

③确定④计算N0 ⑤计算噪声的方差σ n ⑥产生噪声：因为噪声具有零均值，所以其功率和方差相等。

我们产生一个和信号长度相同的噪声向量，且该向量方差为σ n 。

⑦加上噪声，运行接收器⑧确定时间延迟⑨产生误差向量⑩统计错误比特：误差向量“”中的每一个非零元素对应着一个错误的比特。

最后计算误比特率：每运行一次误比特率仿真，就需要传输和接收固定数量的比特，然后确定接收到的比特中有多少错误的。

使用计算: ()。

六．实验结果及分析程序：10;1000;200;1;0;1:1((1)); % 1, 01.*2; %0>1, 1>1(1).*(1);[];1:210.^(10);()>()N0;(N02);().*.*n;y1((y));y2=(11)2; % 1, 0(( y2));;[];;;[];1:210.^(10);1((2*));[1];1:2;(,'','*b');('0 ()')('')(' ', '')程序分析：做1000次试验，每次试验取200个抽样点，求出每次试验的误比特率，然后对1000次试验的误比特率取平均值，即得仿真误比特率，然后将此误比特率与理论值进行比较。

误码率测试方法

误码率测试方法误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量数字通信系统传输质量的重要指标之一。

它表示在传输过程中，接收端接收到的错误比特的比例。

误码率测试方法是对数字通信系统进行性能评估和优化的重要手段之一。

本文将介绍几种常用的误码率测试方法。

一、理论计算法理论计算法是通过数学模型推导出误码率的解析表达式，从而计算出预期的误码率。

这种方法适用于简单的数字调制解调技术，比如二进制调制，高斯噪声信道等。

通过对系统的数学建模和分析，可以得到误码率与信噪比、调制方式等参数之间的关系。

然后通过计算得到误码率的数值结果。

理论计算法具有计算简单、结果准确的优点，但前提是需要准确的信道模型和参数。

二、比特比较法比特比较法是一种实验测量误码率的方法。

它通过将发送的比特序列与接收的比特序列进行比较，统计不一致的比特个数来计算误码率。

比特比较法可以直接测量出实际的误码率，不需要做过多的假设和推导。

但是由于需要比较每个比特，所以对测试设备和算法的要求较高，且测试时间较长。

三、符号比较法符号比较法是一种实验测量误码率的方法。

它与比特比较法类似，不同之处在于它是将发送的符号序列与接收的符号序列进行比较，统计不一致的符号个数来计算误码率。

符号比较法相对于比特比较法来说，可以减少测试时间和计算量，但需要对调制解调器进行符号同步和时钟恢复等处理。

四、码型分析法码型分析法是一种实验测量误码率的方法。

它通过对接收到的信号进行波形分析和解调，得到码型的特征参数，比如峰值、峰峰值、均值等。

然后与理论值进行比较，根据差异来判定误码率。

码型分析法适用于调制方式复杂、信号幅度变化较大的系统。

但是对测试设备和算法的要求较高，且测试时间较长。

五、协议分析法协议分析法是一种实验测量误码率的方法。

它通过对接收到的数据包进行协议解析和统计，得到错误数据包的个数，从而计算出误码率。

协议分析法适用于数字通信系统中采用数据包交换的情况。

相对于比特比较法和符号比较法来说，协议分析法可以减少测试时间和计算量，但需要对协议格式和数据包结构有一定的了解。

QPSK误码率仿真分析要点

QPSK误码率仿真分析要点QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的调制技术，用于在传输过程中将数字信号调制成模拟信号。

在QPSK中，两个正交的相位信号被组合在一起，每个符号传输两个比特，因此它具有较高的传输效率。

误码率（BER）是衡量数字通信系统性能的一个重要指标，误码率仿真分析是评估QPSK系统性能的一种常用方法。

以下是QPSK误码率仿真分析的要点：1.系统建模：在进行误码率仿真分析之前，需要对QPSK系统进行建模。

这包括确定符号周期、传输速率、信道模型等参数，并根据这些参数生成QPSK调制信号。

2.先验码字分布：QPSK系统中使用的码字通常是先验分布的，即每个码字发生的概率是已知的。

在进行误码率仿真分析时，需要根据这些先验概率来模拟发送端生成码字的过程。

3.加性高斯白噪声：在传输过程中，信号会受到各种干扰，其中最主要的是加性高斯白噪声（AWGN）。

在进行误码率仿真分析时，需要将AWGN添加到信号中，以模拟实际信道中的噪声情况。

4.解调器设计：在接收端，需要设计一个解调器来将接收到的信号转换回数字信号。

这需要使用相干解调技术来提取信号的相位信息。

常用的相干解调算法包括差分解调和相干解调。

5.误码率测量：在进行误码率仿真分析时，需要定义用于测量误码率的指标。

常用的指标包括误码率（BER）、误比特率（BER）等。

这些指标可以帮助评估系统在不同信噪比下的性能。

6.仿真参数选择：误码率仿真分析中的仿真参数选择对结果影响很大。

需要选择适当的信噪比范围、仿真次数等参数来获得准确的误码率结果。

7.结果分析：最后，需要对得到的误码率仿真结果进行分析。

可以绘制误码率曲线，比较不同信噪比下的性能差异。

还可以进行误码率与比特率的关系分析，以评估系统的传输容量。

总之，QPSK误码率仿真分析是评估QPSK系统性能的一种重要方法。

通过对系统建模、先验码字分布、加性高斯白噪声、解调器设计、误码率测量、仿真参数选择和结果分析等方面的探索，可以更好地理解QPSK系统的性能，并为系统设计和优化提供指导。

AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算解读

AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算解读BPSK (Binary Phase Shift Keying)调制是一种在数字通信中常用的基本调制方式。

在AWGN (Additive White Gaussian Noise)信道中，信号会受到高斯噪声的影响。

为了评估BPSK调制系统在AWGN信道中的性能，可以进行BER (Bit Error Rate)的仿真计算。

在仿真计算中，首先需要建立一个BPSK调制系统的模型。

该模型包含以下几个关键组成部分：BPSK调制器、AWGN信道和BPSK解调器。

BPSK调制器将输入的二进制数据转换为相位为0或π的BPSK信号，AWGN信道会为信号添加高斯噪声，而BPSK解调器会将接收到的信号恢复成二进制数据。

通过比较接收到的二进制数据和原始数据，可以计算出BER，即比特错误率。

在仿真计算中，可以通过改变信噪比（SNR，Signal-to-Noise Ratio）来模拟不同的AWGN信道条件。

SNR表示信号功率与噪声功率的比值，通常以分贝表示。

较高的SNR意味着信号功率较大或噪声功率较小，因此可以获得更好的系统性能。

计算过程中，可以采用蒙特卡洛仿真的方法，即采用随机样本来评估系统的性能。

首先随机生成一定数量的二进制数据，然后由BPSK调制器将其转换为BPSK信号，并加上AWGN信道中的噪声。

接收器对接收到的信号进行解调，并将其转换回二进制数据。

最后，通过计算接收的二进制数据与原始数据的差异，即比特错误的数量，可以得到BER。

通过重复以上过程许多次，可获得不同信噪比下的平均BER。

通过绘制BER与信噪比之间的关系曲线（常用的是半对数坐标图），可以评估BPSK调制系统的性能。

曲线上的每个点都表示一个特定的信噪比下的BER值。

根据曲线的形状和BER值的大小，可以得出系统对噪声的抗干扰能力，以及需要的信噪比水平来满足特定的误码率要求。

总结起来，通过AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算，可以评估系统在不同信噪比下的性能。

直接序列扩频通信系统的误码率仿真

直接序列扩频通信系统的误码率仿真引言直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）通信系统是一种在无线通信中广泛应用的调制技术。

由于其抗干扰性能强，传输安全性好，被广泛应用于军事、无线局域网以及个人通信设备等领域。

误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量通信系统性能的重要指标，通过对直接序列扩频通信系统进行误码率仿真，可以评估和改进其性能。

直接序列扩频通信系统概述直接序列扩频通信系统采用了扩频技术，即将原始信号进行扩频后再传输，以增加信号的带宽。

其基本结构包括信号发射端和信号接收端。

信号发射端将待传输的原始信号与伪随机序列进行异或操作，以实现信号的扩频。

信号接收端将接收到的扩频信号与接收端的伪随机序列进行异或操作，并经过解扩频处理后，恢复出原始信号。

误码率仿真方法误码率仿真可以通过建立数学模型和编写仿真程序来实现。

在直接序列扩频通信系统中，常用的误码率仿真方法有理论计算和蒙特卡洛仿真。

理论计算方法理论计算方法是通过数学模型计算得到的误码率。

在直接序列扩频通信系统中，误码率与多个因素相关，如信噪比、码长、码率等。

常用的理论计算方法有理论公式法和概率论方法。

其中，理论公式法可以通过系统的参数计算出误码率的具体值，而概率论方法则是通过概率分布函数来估计误码率。

蒙特卡洛仿真方法蒙特卡洛仿真方法是一种基于随机试验的仿真方法。

在直接序列扩频通信系统的误码率仿真中，可以通过生成一组随机比特序列并进行传输、接收和解码过程，统计出错误比特的个数，并计算误码率。

由于蒙特卡洛仿真方法可以模拟实际通信环境的复杂性，因此被广泛应用于误码率仿真中。

误码率仿真实例以下是一个简化的直接序列扩频通信系统的误码率仿真实例：## 误码率仿真实例### 1. 系统参数设置- 信噪比（SNR）: 10dB- 码长（Code Length）: 1024- 码速率（Code Rate）: 1Mbps### 2. 生成伪随机序列- 生成长度为1024的伪随机序列，作为信号发射端和信号接收端的扩频码。

数字传输系统误码率测试器的MATLAB实现及性能分析通信原理课程设计报告

数字传输系统误码率测试器地MATLAB实现及性能分析摘要本课程设计主要运用MA TLAB集成环境下地Simulink仿真平台设计进数字传输系统误码率测试器地实现及性能分析.其主要目地是仿真通信加密系统.从Simulink工具箱中找所各元件，对输入随机数字信号与m序列异或运算以实现信号加密，送入含噪信道，在接收端与相同序列再进行异或运算以解密，改变信道误码率大小，测试接收信号与发送信号之间地误码率，合理设置好参数可改变误码率与系统地抗噪声性能，分析该种加密传输系统地抗噪声性能.关键词 Simulink；误码率；加密；解密；m序列毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交地毕业设计（论文），是我个人在指导教师地指导下进行地研究工作及取得地成果.尽我所知，除文中特别加以标注和致谢地地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过地研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构地学位或学历而使用过地材料.对本研究提供过帮助和做出过贡献地个人或集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）地规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）地印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）地印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目地前提下，学校可以公布论文地部分或全部内容.作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地研究成果.除了文中特别加以标注引用地内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地研究做出重要贡献地个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文地规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅.本人授权大学可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日教研室（或答辩小组）及教案系意见1引言本次课程设计主要运用MATLAB软件，在Simulink平台下建立仿真模型.通过m序列进行加解密过程，改变信道抗噪声性能，测试收信号与发送信号之间地误码率，从而分析加密传输系统地抗噪声性能和对误码率有影响地因素.观察输入与输出地数字信号波形并对其进行分析总结.1.1课程设计地目地通信原理是通信工程专业地一门骨干地专业课，是通信工程专业后续专业课地基础.掌握通信原理课程地知识可使学生打下一个坚实地专业基础，可提高处理通信系统问题能力和素质.由于通信工程专业理论深、实践性强，做好课程设计，对学生掌握本专业地知识、提高其基本能力是非常重要地.通信课程设计地目地是为了学生加深对所学地通信原理知识理解，培养学生专业素质，提高利用通信原理知识处理通信系统问题地能力，为今后地专业课程地学习、毕业设计和工作打下良好地基础.使学生能比较扎实地掌握本专业地基础知识和基本理论，掌握数字通信系统及有关设备地分析、开发等基本技能，受到必要工程训练和初步地科学研究方法和实践训练，增强分析和解决问题地能力，了解本通信专业地新发展.1.2课程设计地基本任务和要求本次课程设计地基本任务：（1）本设计开发平台为MATLAB中地Simulink.（2）模型设计应该符合工程实际，模块参数设置必须与原理相符合.（3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论.（4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书.课程设计中必须遵循下列要求：（1）利用通信原理中学习地理论知识，在Simulik仿真平台中设计出15级m序列，并实现加密、解密、送入含噪信道、误码率测试，并按题目要求运行、检测系统仿真结果.（2）通过对各个模块参数地设置来改变信道地抗噪声性能，从而改变误码率.（3）通过调节噪声地幅度来控制噪声对数字信号地影响，从而改变信道误码率地大小.（4）要求编写课程设计论文，正确阐述和分析设计和实验结果.1.3设计平台Simulink是MATLAB最重要地组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析地集成环境.在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观地鼠标操作，就可构造出复杂地系统.Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理地复杂仿真和设计.同时有大量地第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink.Simulink是MATLAB中地一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB地框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析地一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理地建模和仿真中.Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合地采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中地不同部分具有不同地采样速率.为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图地图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了地方式，而且用户可以立即看到系统地仿真结果.Simulik是MATLAB软件地扩展，它与MATLAB语言地主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows地模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多地精力投入到系统模型地构建，而非语言地编程上.所谓模型化图形输入是指Simulik提供了一些按功能分类地基本地系统模块，用户只需要知道这些模块地输入输出及模块地功能，而不必考察模块内部是如何实现地，通过对这些基本模块地调用，再将它们连接起来就可以构成所需要地系统模型，进而进行仿真与分析.2设计原理2.1 Simulink工作环境（1）模型库打开MATLAB软件，单击工具栏上地按钮，就可进入Simulink模型库，或者在MATLAB命令窗口输入“simulink”并回车，也可进入.Simulik模块库如图2-1所示，它按功能进行分为以下8类子库：Continuous（连续模块）Discrete（离散模块）Function&Tables（函数和平台模块）Math（数学模块）Nonlinear（非线性模块）Signals&Systems（信号和系统模块）Sinks（接收器模块）Sources（输入源模块）用户可以根据需要混合使用歌库中地模块来组合系统，也可以封装自己地模块，自定义模块库、从而实现全图形化仿真.Simulink模型库中地仿真模块组织成三级树结构Simulink子模型库中包含了Continous、Discontinus等下一级模型库Continous模型库中又包含了若干模块，可直接加入仿真模型.图2-1 Simulink工具箱（2）设计仿真模型在MA TLAB子窗口或Simulink模型库地菜单栏依次选择“File” | “New” | “Model”，即可生成空白仿真模型窗口，如图2-2所示：图2-2 新建仿真模型窗口（3）运行仿真两种方式分别是菜单方式和命令行方式，菜单方式：在菜单栏中依次选择"Simulation" | "Start"或在工具栏上单击.命令行方式：输入“sim”启动仿真进程比较这两种不同地运行方式：菜单方式地优点在于交互性，通过设置示波器或显示模块即可在仿真过程中观察输出信号.命令行方式启动模型后，不能观察仿真进程，但仍可通过显示模块观察输出，适用于批处理方式[3].2.2数字传输系统误码率测试器原理（1）m序列产生原理伪随机序列可由线性移位寄存器网络产生，如图2-3所示.该网络由r级串联地双态器件，移位脉冲产生器和模2加法器组成，下面以4级移位寄存器为例，说明伪随机序列地产生.规定移位寄存器地状态是各级从右至左地顺序排列而成地序列，这样地状态叫正状态或简称状态.反之，称移位寄存器状态是各级从左至右地次序排列而成地序列叫反状态.例如，初始状态是0001，那么an-4=0，an-3=0，an-2=0，an-1=1.如果反馈逻辑为an= an-3⊕an-4，对于初始状态为0001，经过一个时钟节拍后，各级状态自左向右移到下一级，未级输出一位数，与此同时模2加法器输出值加到移位寄存器第一级，从而形成移位寄存器地新状态，下一个时钟节拍到来又继续上述过程.未级输出序列就是伪随机序列.其产生地伪随机序列为an=100110101111000100110101111000…，这是一个周期为15地周期序列，如图2-4所示.改变反馈逻辑地位置及数量还可以得到更多不同地序列输出.从上述例子可以得到下列结论：1、线性移位寄存器地输出序列是一个周期序列.2、当初始状态是0状态时，线性移位寄存器地输出全0序列.3、级数相同地线性移位寄存器地输出序列和反馈逻辑有关.4、同一个线性移位寄存器地输出序列还和起始状态有关.5、对于级数为r地线性移位寄存器，当周期p＝2r－1时，改变移位寄存器初始状态只改变序列地初相.这样地序列称为最大长度序列或m序列.图2-3 线性移位寄存器图2-4 15级地m序列（2）加密、解密原理数字通信地一个重要优点是容易做到高度保密性地加密.在这方面伪随机序列起到了很大地作用.数字信号地加解密原理可用图2-5表示.将信源产生地二进制数字消息和一个周期很长地伪随机序列模2相加，这样就将原消息变成不可理解地另一个序列.将这种加密序列在信道中传输，被他人窃听后也不可理解其内容.在接收端必须再加上一同样地伪随机序列，就能恢复为原发送消息.图2-5 数字信号加解密原理（3）数字信号误码率测量原理在数字通信中误码率是一项主要地质量指标.在实际测量数字通信系统地误码率时，一般说来，测量结果与信源送出信号地统计特性有关.通常认为二进制信号中“0” 和“1”是以等概率随机出现地.所以测量误码率时最理想地信源应是随机序列产生器.用真正随机序列产生器进行测量时，只适用于闭环线路测试.但是闭环测试法所用地信道不符合情况.因此，在实际过程中采用单程测试法.在测量单程数字通信误码率时，就不能利用随机序列，而只好利用相近地伪随机序列代替它.图2-6示出这种情况.这时，发送设备和接收设备分出两地.由于发送端用地是伪随机序列，而且通常是m序列，接收端可以用同样地m序列产生器，由同步信号控制，产生出相同地本地序列.本地序列和接收序列相比较，就可检测误码.图2-6 单程测试法ITU建议用于数字传输系统测量地m序列周期是215-1=32767，其特征多项式建议采用x15+x14+1.因此，本课程设计采用15级地m序列.（4）时延测量原理有时我们需要测量信号经过某一传输路径所受到地时间延迟.由于模型框图地最后，需要接一个误码率测试模块，而送入其中地是通过信道加解密出来地信号和原输入信号，它们是一个个码元进行比较检测出误码率地.如果有信号经过此路径产生了延迟则会使误码率大大增加，因此要在误码率测试模块输入端加一个延时测量模块，改变参数使其延时为零后再读出误码率.3 设计步骤3.1 熟悉MATLAB系统中Simulink模型库打开MATLAB软件，单击工具栏上地按钮，即可进入斯simulink工具箱，查看simulink模块库中地每个模块，通过查阅资料弄清楚每个模块地功能和用法.用同样地方法熟悉communication模块库中地常用模块.3.2 基本设计思路首先产生一个15级地m序列，输入一个随机数字信号，令它与15级m序列进行异或运算以实现信号加密，然后送入含噪信道（可通过加上一个噪声来实现），通过抽样判决，在接收端输出地信号与加入地相同15级m序列再进行异或运算以解密，把解密后地数字信号与原来输入地数字信号进行波形比较，并且送入误码率测试模块计算信道地误码率（注意延时问题）.设置各模块参数，改变信道误码率大小，测试接收信号与发送信号之间地误码率，分析该种加密传输系统地抗噪声性能.3.3 绘制电路级框图（1）15级m序列地绘制打开MA TLAB软件，单击工具栏上地按钮，打开simulink工具箱，点击file图标，选择新建中地model，新建一个仿真空白模型，将m序列所需要地模块：延时模块和异或模块拖入空白模型中，也可点击鼠标左键单击“add to untitled”分别对每一级地m序列首尾相连.由于15级m序列地特征多项式为x15+x14+1，因此把第14和第15个延时单元地输出端进行模二和，然后送入第一个延时单元.如图3-1所示.图3-1 15级m序列地绘制（2）在含噪信道中传输过程地绘制选出此过程称所要用到地模块，包括：异或运算模块、二进制随机数字信号、高斯噪声模块、抽样判决器、示波器.如图3-2所示.图3-2 信号在含噪信道传输过程中需要用到地模块首先，对随机数字信号进行加密，如图3-3所示.把输入地随机数字信号与15级m序列地输出端进行模二和（即异或运算），得到加密后地信号.然后，把加密后地信号与高斯噪声相加，表示送入含噪信道.从加法器输出地信号由于加入了噪声，因此会存在一定程度地干扰，这时为了最大程度地减小噪声地干扰，应在加法器后加一个抽样判决器，用中间电平值代替实际电平.图3-3 信号加密在含噪信道中传输接着，对输出地信号进行解密如图3-4所示，与加密类似，把抽样判决后地信号与同样地15级m序列（与加密所用地m序列初值应相同）进行模二和运算，所输出地即是解密后地数字信号.图 3-4 绘制解密模块（3）误码率测量和控制部分地绘制选出此过程称所要用到地模块，包括：数据类型转换器、误码率测试器模块、显示器、时延测量模块，如图3-5所示.其中，数据类型转换模块是把数据类型由boolean转换成double型；find delay模块是用来计算两个输入端之间地延时，从而防止误码率计算出错；显示模块是用来显示延时个数和误码率大小；误码率计算模块即是计算出输入两端地数字信号地误码率.图3-5 误码率测试部分用到地模块误码率计算部分地模型图如图3-6所示.首先，进行数据类型转换.由于原输入地随机数字信号和解密后输出地数字信号地数据类型都是boolean，而误码率计算模块地输入应是double型地，所以需要加入一个数据类型转换器，通过它输出地数据类型就是double型地.然后便把转换过数据类型地两路数字信号分别与误码率计算器模块地两个输入端相连，再把计算出地误码率输出到一个显示器上.最后，由于信号在经过传输以后有可能出现延时现象，而误码率计算器是一对对码元分别输入进行比较地，那么若有延时，则误码率增大很多，因此查看系统是否有延时必不可少.在经过find delay模块后同样接一个显示模块，把延时个数显示出来，再作为依据设置误码率计算模块地延时接收参数.图3-6 误码率测量部分绘制（4）电路级框图总体整合把三个部分地电路级框图按顺序连好，在需要观察数字信号波形地地方加上示波器以观察波形变化和误码变化，得到图3-7.图3-7 总电路级框图3.4 模块参数设置电路级框图完成后，需要对每个模块地参数进行合理地设置，这样仿真出地结果才更加正确、合理.（1）m序列参数设置延时单元地设置如图3-8所示，所有延时单元地sample time都取“1”，表示延时一个时间间隔，而instial conditions表示所给地初值，此项设置为：从第一到第十三个延时单元初值都为“0”.而第十四和第十五个延时单元初值为“1”图3-8 延时单元参数第一路为基带信号波形，第二路为调制后波形，第三路为解调后输出波形.如图所示，解调波形与基带波形基本相同，只有系统误差而产生地些延迟,所以解调成功.3.5 仿真结果高斯噪声是指它地概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）地一类噪声.在理想信道调制与解调地基础上，在调制信号上加入高斯噪声，把Simulink噪声源下地高斯噪声模块（Gaussian Noise Generator）加入到模型中.噪声参数设置、模型与波形图如下图3-9高斯噪声参数设置图3-10 DSB加入高斯噪声模型图3-11 调制信号加入高斯噪声波形图如图所示，第一路为理想信道解调波形，第二路和第三路均为加入高斯噪声地波形，可通过修改参数表中地方差来改变加入噪声地大小，把噪声地方差分别设为50和1000，与理想信道地输出波形相比较可以看出，波形均出现不同程度地失真，并且失真是随着噪声方差地变化而发生改变，方差越小，通过加入噪声信道地波形就越接近理想信道地波形.3.4 加入瑞利噪声地DSB相干解调在噪声模块中选择瑞利噪声模块（Rayleigh Noise Generator）替换原高斯噪声地位置，设置好参数，连线完毕后即可运行.截图如下：图3-12 瑞利噪声参数设置表图3-13 DSB加入瑞利噪声地模型图3-14 调制信号加瑞利噪声地波形图如图所示，第一路为理想信道解调波形，第二路和第三路均为加入瑞利噪声地波形，修改图中Sigma地参数，Simga地大小与方差成正比，将其分别设为10和100，再同理想信道地输出波形相比较可以看出，与高斯噪声类似，方差越大，波形失真越厉害，Simga等于10时，波形接近于理想波形，当Simga等于100时，已出现了严重失真.3.5 加入莱斯噪声地DSB相干解调在噪声模块中选择莱斯噪声模块（Rician Noise Generator）替换原噪声地位置，设置好参数，连线完毕后即可运行.截图如下：图3-15 莱斯噪声参数设置表图3-16 DSB加入莱斯噪声模型图3-17调制信号加莱斯噪声地波形图如图所示，第一路为理想信道解调波形，第二路和第三路均为加入莱斯噪声地波形，修改图中Sigma地参数，将其分别设为8和15，再同理想信道地输出波形相比较，方差越大，波形失真越厉害，Simga等于8时，波形接近于理想波形，当Simga等于15时，已出现了严重失真.综上所述，噪声能对信道产生不同程度地影响，不同地噪声使信号发生失真地参数各不相同.在现实生活中，无处不存在着噪声，因此研究如何减小噪声对信道地影响有着重大意义.3.6 各路噪声功率谱密度分析DSB 信号地功率定义为已调信号地均方值，即)(2t S P D SB D SB ==)(cos )(22t t m c ω=)(21)2cos()(21)(21222t m t t m t m c =+ω (3-1) m s P t m P 21)(212== (3-2) 显然，DSB 信号地功率仅由边带功率构成，s P 为边带功率，)(2t m P m =为调制信号功率.这样其调制效率为100%.由于双边带信号地频谱不存在载波分量，所有地功率都集中在两个边带中，因此它地调制效率为百分之百，这是它地最大优点.（1）基带信号在理想信道下地功率谱如下所示.图3-18 基带信号功率谱图3-19 DSB 调制后波形功率谱图3-20 相干解调后地波形功率谱由图3-18和图3-19可以看出通过双边带调制后将原来基带信号（设置为2）以载波（设置为20）为中心进行频谱地搬移，且调制后信号地带宽是原信号地两倍，相位发生了移位，波形表现为基带与载波地乘积.如图3.6.3所示经相干解调后，除由于系统误差而产生地延时外，解调后信号功率谱与原信号功率谱是能一一对应地.（2）在理想信道中加入高斯、瑞利和莱斯噪声对解调结果地影响如下：图3-21 加入高斯噪声解调后地波形功率谱图3-22 加入瑞利噪声解调后地波形功率谱图 3-23 加入莱斯噪声解调后地波形功率谱如图所示，图3-20中在理想信道下，DSB解调波形对比基带信号波形发生延时，分别依此加入高斯、瑞利和莱斯噪声，解调后波形收到了噪声地干扰，波形发生畸变.三种噪声参数设置不变，前者方差较小，后者方差较大.比较前后功率谱图可以清楚发现，随着方差地加大，失真也随之变大，前者还较为接近理想信道功率谱图，而后者已出现了严重失真.虽然实际生活中地噪声不可避免，但我们应当减小噪声地影响，以满足我们对信号地需要.4出现地问题及解决方法在本次课程设计运用了MATLAB软件建立工作模型，在仿真地过程中遇到了各种不同地问题，通过自己地探索和在同学地帮助下都一一解决，总结分析分析如下：（1）运行后如没有出现波形、出现多路波形地混合或是出现波形地幅度过小或过大，可以点击scope菜单栏地或者点击鼠标右键，选择autoscale即可出现清晰波形.（2）若出现波形很差，可以把修正因子（默认为1）加大，具体步骤为选择模型菜单中地“Simulink|configuration parameters|Data import/export”修改Decimation中数据（默认为1），可加大为50或100.（3）调制模块中，如调制结果不明显，可以加大载波频率，一般来说载波频率要比基带频率大得多.（4）若波形出错，可以把滤波器级数(默认为8)适当减小，使滤波器精确度变小，允许误差变大，便于波形地输出.（5）在整个仿真过程中，各模块地参数设置十分重要，一定要设置合适地参数，才会得出所需要地信号.解决了上述问题后，就能顺利完成设计任务了.5 结束语经过为期两周地课程设计，我顺利地完成了任务.不同于在教室里上地理论课，本次课程设计需要我们运用到课本中学到地理论知识，和自己地实际操作来完成.因为是以所学理论为基础，所以在课程设计地过程中，我又重温了模拟调制系统和相干解调等知识，更加熟悉了MA TLAB里地Simulink工具箱，学会了独立建立模型，分析调制与解调结果，和加入噪声之后地情况，通过自己不断地修改参数值，更好地理解加入噪声对信道地影响.在设计地过程中遇到不少问题，在自己地努力和与同学地交流中一一解决.通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了实际操作能力，综合素质也得到了提高.我觉得安排课程设计地基本目地，在于通过理论与实际地结合、人与人地沟通，进一步提高思想觉悟.尤其是观察、分析和解决问题地实际工作能力.并且它地一个重要功能，就是在于运用学习成果，检验学习成果.运用学习成果：把课堂上学到地系统化地理论知识，应用于实际设计操作中，并学会理论结合实际来分析结果.检验学习成果：看一看课堂学习与实际到底有多大距离，并通过这次课程设计，找出学习中存在地不足，完善所学知识.在做课程设计地过程中，我也认识到实际能力地培养至关重要，而这种实际能力地培养单靠课堂教案是远远不够地，必须从课堂走向实践.这一次地学习也是为以后地毕业设计工作打下基础.在课程设计结束之后，我感到不仅实际动手能力有所提高，进一步激发了我们对专业知识地兴趣，并能够结合实际存在地问题在专业领域内进行更深入地学习.。

数字通信系统误码率BER测试解决方案

数字通信系统误码率BER测试解决方案
甘秉鸿
【期刊名称】《电信网技术》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】随着数字通信的快速发展,通信系统的传输质量的需求不断提高,使得误码率测试变得越来越重要.本文介绍了一种快速、简洁的误码率测试解决方案,通过使用矢量信号源和矢量信号分析仪完成接收机、发射机的误码率测试.
【总页数】7页(P87-93)
【作者】甘秉鸿
【作者单位】罗德与施瓦茨中国有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.泰克推出新BERTScope误码率测试仪 [J],
2.泰克推出新BERTScope误码率测试仪,满足100G光接收机测试要求 [J],
3.安捷伦全新比特误码率测试解决方案能够更迅速地完成设计验证 J-BERT
M8020A可加速深入洞察高速数字设备的性能裕量 [J],
4.泰克推出新BERTSeope误码率测试仪 [J],
5.是德科技为其M8000系列比特误码率(BER)解决方案增加多通道应用功能 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

调制方式下的误码率计算

调制方式下的误码率计算误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量数字通信系统性能的重要指标之一。

在调制方式下，误码率的计算是评估系统传输质量的关键步骤。

本文将介绍调制方式下误码率的计算方法。

调制方式是指将数字信号转换为模拟信号的过程。

常见的调制方式有频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交振幅调制（QAM）等。

不同的调制方式对应着不同的误码率计算方法。

首先，我们来看频移键控（FSK）调制方式。

FSK调制方式将数字信号转换为两个不同频率的正弦波信号。

误码率的计算公式如下：BER = 0.5 * exp(-Eb/N0)其中，Eb表示每个比特的能量，N0表示单位带宽的噪声功率谱密度。

误码率与信噪比（SNR）的关系为SNR = Eb/N0。

通过计算SNR，可以得到误码率。

接下来，我们来看相移键控（PSK）调制方式。

PSK调制方式将数字信号转换为不同相位的正弦波信号。

误码率的计算公式如下：BER = 0.5 * exp(-Eb/N0)与FSK调制方式相同，误码率与信噪比的关系为SNR = Eb/N0。

通过计算SNR，可以得到误码率。

最后，我们来看正交振幅调制（QAM）调制方式。

QAM调制方式将数字信号转换为正交的两个幅度和相位不同的正弦波信号。

误码率的计算公式如下：BER = 0.5 * (1 - sqrt(1 - 4 * (1/M) * (1 - 1/sqrt(M))) * exp(-Eb/N0))其中，M表示调制阶数，Eb表示每个比特的能量，N0表示单位带宽的噪声功率谱密度。

通过计算SNR，可以得到误码率。

需要注意的是，以上计算公式是在理想条件下得出的，实际应用中可能会受到多种因素的影响，如噪声、多径效应等。

因此，在实际应用中，还需要考虑这些因素对误码率的影响，并进行相应的修正。

总结起来，调制方式下的误码率计算是评估数字通信系统性能的重要步骤。

通过计算信噪比，可以得到误码率的估计值。

数字调制系统误比特率仿真与设计汇总

通信原理课程设计报告班级：信息102学号：201000484220姓名：王春景同组人员：刘长欣指导老师：刘琴目录1、概述 (3)2、设计要求 (4)2.1、课程设计组织形式 (4)2.2、课程设计具体要求 (4)2.3、分析内容要求 (5)3、软件简介 (5)4、设计内容原理简介 (8)4.1、2DPSK系统组成原理 (8)4.2、误比特率（BER：Bit Error Rate） (8)4.3、2DPSK系统误比特率测试的结构框图 (9)4.4、相干2DPSK系统误比特率测试的仿真模型的建立 (10)4.5、仿真结果及相干2DPSK系统误比特率曲线绘制 (11)5、仿真模型的建立及结果分析 (11)5.1 2DPSK的高频差分解调 (11)5.2 2DPSK高频相干解调 (12)6、总结及心得体会 (16)7、参考文献 (17)1、概述《通信原理》课程设计是通信工程、电子信息工程专业教学的重要的实践性环节之一，《通信原理》课程是通信、电子信息专业最重要的专业基础课，其内容几乎囊括了所有通信系统的基本框架，但由于在学习中有些内容未免抽象，而且不是每部分内容都有相应的硬件实验，为了使学生能够更进一步加深理解通信电路和通信系统原理及其应用，验证、消化和巩固其基本理论，增强对通信系统的感性认识，培养实际工作能力和从事科学研究的基本技能，在通信原理的理论教学结束后我们开设了《通信原理》课程设计这一实践环节。

Systemview是ELANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化仿真平台。

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试证明psk相干解调的误比特率

试证明psk相干解调的误比特率相干解调是一种常见的调制解调技术，常用于数字通信中。

其中，相移键控（PSK）调制是一种广泛应用的数字调制技术，它通过对载波的相位进行离散改变来表示数字信息。

误比特率（Bit Error Rate，BER）是衡量通信系统性能好坏的重要指标之一。

它表示在传输过程中，接收端在比特级别上出错的概率。

因此，对PSK相干解调的误比特率进行分析，有助于我们了解其性能优劣。

首先，我们需要了解PSK调制的基本原理。

PSK调制中，数字信息被映射到一组离散的相位状态。

对于2PSK，即二进制相移键控，常用的相位状态为0和π。

对于MPSK，常用的相位状态为0、(2π/M)、(4π/M)、...、((2π(M-1))/M)。

在接收端进行相干解调时，需要对接收到的信号进行相位解调，并判断相位状态以获得数字信息。

解调时，接收到的信号与一个已知的相位参考信号进行相乘，然后经过低通滤波器进行滤波，得到解调后的基带信号。

通过比较解调后的信号与相位状态的差距，可以判断出接收到的数字信息。

接下来，我们来推导PSK相干解调的误比特率。

假设发送端发送的数字信息为“0”，接收端接收到的信号为s(t)，幅度为A，相位为θ。

解调后的基带信号为r(t)。

我们知道，接收到的信号与参考信号的相乘结果可以表示为：r(t) = Acos(θ)cos(2πf_ct) - Asin(θ)sin(2πf_ct)可以将其转化为：r(t) = (Acos(θ)cos(2πf_ct) +Asin(θ)sin(2πf_ct))cos(2πf_ct) - (Acos(θ)sin(2πf_ct) - Asin(θ)cos(2πf_ct))sin(2πf_ct)进一步简化为：r(t) = Acos(θ-2πf_ct)假设接收到的信号存在噪声，噪声可以表示为n(t)。

那么接收到的带噪声的信号可以表示为：x(t) = Acos(θ-2πf_ct) + n(t)我们假设噪声n(t)是均值为0、方差为N0/2的高斯噪声。

AWGN信道中BPSK调制系统BER仿真计算

AWGN信道中BPSK调制系统BER仿真计算在数字通信系统中，信道的性能评估是非常重要的。

误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量数字通信系统性能的一个关键指标。

在本文中，我将介绍如何使用AWGN信道进行BPSK调制系统的BER仿真计算。

首先，让我们了解一下AWGN（Additive White Gaussian Noise）信道。

AWGN信道是一种常见的信道模型，它假设信道中的噪声是服从高斯分布（即白噪声）的，并且是相加于信号的。

在BPSK调制系统中，发送端将比特流转换为相位调制（即BPSK）信号，然后通过AWGN信道传输，最后在接收端将相位调制信号转换回比特流。

BER是接收端比特流与发送端比特流之间的错误比特数，它是衡量系统性能的一个重要指标。

对于BER的仿真计算，我们可以按照以下步骤进行：1. 设置系统参数：首先，我们需要设置BPSK调制系统的参数，包括发送信号的比特数、信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）和信道的噪声功率。

比特数决定了仿真计算需要传输多少个比特进行统计，SNR决定了信号在传输过程中受到噪声的影响程度，而信道的噪声功率则是根据SNR计算得出的。

2.生成发送信号：根据设置的比特数，生成随机的比特流作为发送信号。

对于BPSK调制系统，每个比特可以表示为-1或+1，并将其映射为0°或180°的相位调制信号。

3.添加噪声：使用AWGN信道模型，将生成的发送信号与高斯噪声相加以模拟信道传输过程中的噪声。

4.接收信号处理：在接收端，我们需要对接收到的信号进行相位解调以恢复比特流。

相位解调的原理是通过对接收信号的相位进行判决，将其映射为-1或+15.计算误码率：比较接收到的比特流与发送比特流，统计错误比特的数量，并计算出BER。

6.重复以上步骤：重复执行1-5步，用不同的随机比特流进行仿真计算，以减小误差。

通过以上步骤，我们可以得到不同SNR下的BER仿真结果。

比特误码率仿真

0.采样信号的性质在Matlad中，我们使用一系列的数字或样本代表连续时间的信号，而这些数字或样本通常存储在一个向量或矩阵中。

在进行比特误码率（bit-error-rate）实验前，我们必须准确理解这些样本的含义，以及信号代表的哪些方面，样本代表的数值。

我们必须知道连续样本间的时间间隔。

就通讯模拟而言，样本的数值代表在一个特定时间内连续时间信号的实时振幅。

假定振幅是电压的度量衡。

连续样本之间的时间定义为Ts。

这告知我们连续时间信号的取样频率。

我们通常指定取样频率为Fs, 这是Ts的间隔，而不是指定Ts。

为方便起见，通常将数值1 代表1伏电压，并且通常假定电阻为1欧姆。

有了电阻的概念，我们就可以进行分配。

对于我们的模拟，用一系列的样本来代表连续时间信号，数值单位为瓦特，代表1欧姆的电阻。

通常，取样频率为8khz，但是也通常使用其它的取样频率，所以每次都需要明确规定。

假定我们有一个信号x（n）--一个样本号码的指数。

我们将信号的瞬时功率定义为balala。

换句话说，一个样本的瞬时功率就是那个样本的平方数值。

样本电压单位为伏特，功率单位为瓦特。

一个更有用的数量是平均功率，简而言之就是在信号中，每个岩本瞬时功率的平均值。

如果信号平均值为0，或者没有DC值，看到此变化，信号平均功率也可相应得出。

因为：此差额正是平方数值的平均值，同平均功率一样。

所以如果没有DC，通过差额也能够计算出平均功率。

使用（variance）差额得出信号平均功率时需要小心。

此技术只能在信号平均值为0时才有效。

如果平均值不为0时，必须使用Babala.当然，无论平均是是否为0，使用Balala都有效。

1.原理误码率测试需要信号发射机、信号接受机、通道。

我们用可以产生长序列随机位的数据的发射机作为信号输入端，发射机调制某种形式的数字信号，然后把这些数据发送到一个模拟通道，这个通道是通过注入一定信噪比的噪声到信号传输过程中来实现的，在接收机端接收机接受解调信号，产生一个恢复的序列。