移动通信仿真实验-MATLAB仿真

2012级移动通信仿真实验

——1234567 通信S班一、实验目的：

（1）通过利用matlab语言编程学会解决移动通信中基本理论知识的实验分析和验证方法；（2）巩固和加深对移动通信基本理论知识的理解，增强分析问题、查阅资料、创新等各方面能力。

二、实验要求：

（1）熟练掌握本实验涉及到的相关知识和相关概念，做到原理清晰，明了；

（2）仿真程序设计合理、能够正确运行；

（3）按照要求撰写实验报告（基本原理、仿真设计、仿真代码（m文件）、仿真图形、结果分析和实验心得）

三、实验内容：

1、分集技术在Rayleigh衰落信道下的误码率分析

内容要求：

1）给出不同调制方式（BPSK/MPSK/QPSK/MQAM任选3种，M=4/8/16）在AWGN和Rayleigh衰落环境下的误码率性能比较，分析这些调制方式的优缺点；

2）给出Rayleigh衰落信道下BPSK在不同合并方式（MRC/SC/EGC）和不同路径（1/2/3）时的性能比较，分析合并方式的优缺点；

3）给出BPSK在AWGN和Rayleigh衰落信道下1条径和2条径MRC合并时理论值和蒙特卡洛仿真的比较。

3、直接扩频技术在Rayleigh衰落信道下的误码率分析

内容要求：

1）m-序列、Gold序列和正交Gold序列在AWGN信道下的QPSK误码率分析；

2）m-序列、Gold序列和正交Gold序列在Rayleigh信道下的QPSK误码率分析；

3）m-序列在AWGN和Rayleigh信道下的QPSK误码率分析；

4）m-序列Rayleigh信道下不同调制方式MQAM（M=4/8/16）时的误码率分析。

四、实验数据

1、基于MATLAB中的BPSK误码性能研究

BPSK（Binary Phase Shift Keying ）即双相频移键控，是把模拟信号转换成数据值的转换方式之一。利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。本实验将简要介绍BPSK调制方式的特点，调制解调方法，以及在Matlab中在AWGN信道中的误码性能。

（1）BPSK调制原理

二进制相移键控（BPSK）是利用载波的相位的变换来传递信息，而振幅和频率保持不变，BPSK 的时域表达式为：

)

2

cos(

)(

)(Φ

+

=t f

t

g

A

t

u

c

T

m

π

=

Φ

n0（发送“0”时）或1（发送“1”时）

改写之后为

t f

t

g

A

t

u

c

T

m

π2

cos

)(

)(=

或

t f

t

g

A

c

T

π2

cos

)(

-

另外BPSK信号一般用双极性（bipolarity）全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘表征。PSK

各信号具有相同的能量，即s

T m dt g A dt t u εε===⎰⎰∞∞∞

∞2

2

2)(

m ε表示每个传输符号能量，

T

t g T 2

)(=

定义为一个矩形脉冲 ，0≤t ≤T

于是在符号区间0≤t ≤T 内传输的信号波形可表示为（其中A=

s

ε）

则 )2cos(2)(n c s

m t f T t u φπε+=

如果将其看成两相角之和，即可表示为

t f M m

t g t f M m t g t u c T s c T s m ππεππε2sin )2sin()(2cos )2cos(

)()(-=

其中

)(1t Φ)(2t Φ是两个正交基函数，定义为t f t g t c T πφ2cos )()(1=

t f t g t c T πφ2sin )()(2-=

并把改两个基函数能量归一化到1

BPSK 相位解调与检测

AWGN 信道中，接受信号可表示为：

)()()(t n t u t r m +==)2sin()()2cos()()(t f t n t f t n t u c s c c m ππ-+ 其中

)(t n c 和)(t n s 是加性噪声的两个正交分量。

将接受信号与)(1t Φ和)(2t Φ做互相关，两个相关器的输出即可产生受噪声污染的信号分

量，可表示为

n u r m +==

s s c s n M m

n M m ++)2sin()2cos(

πεπε，m=0,1,2,3

其中⎰∞∞=dt t n t g n c T c )()(21 ⎰∞

∞=dt

t n t g n s T c )()(21

且两正交噪声分量是零均值互不相关的高斯随机过程，于是

)(t n c 和)(t n s 的方差是：

2

)()(0

2

2

N n E n E s c =

=

最佳检测器将接受信号向量r 投射到所有可能的传输信号向量之一上，并选对应于最大投影的向量，据此相关准则即为